Detail předmětu

Modelování nosných konstrukcí

ÚSI-2BDMKAk. rok: 2017/2018

Předmět „Modelování nosných konstrukcí“ uvádí přehled moderních metod modelování chování nosných konstrukcí. Vychází se ze základních znalostí předmětů stavební mechaniky (pružnost, prutové, deskové a stěnové konstrukce), ze znalosti metody konečných prvků a z konstrukčních předmětů pro navrhování konstrukcí z jednotlivých materiálů dle norem řady EC. Předmět rozvíjí znalosti studentů v oblasti modelování (fyzikálně a geometricky lineárního i nelineárního chování pro časově závislé i nezávislé úlohy).

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

2

Výsledky učení předmětu

Studenti se seznámí s teoretickými i praktickými zásadami modelování inženýrských jevů a systémů, s formulacemi inženýrských úloh, s jejich modelováním a s posuzováním jejich spolehlivosti. Pomocí modelování budou schopni kvantifikovat spolehlivost a definovat rizika návrhu stavební konstrukce.

Prerekvizity

Je požadována základní znalost předmětů stavební mechaniky, znalost metody konečných prvků a konstrukčních předmětů pro navrhování konstrukcí z jednotlivých materiálů dle norem řady EC.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Výuka se realizuje formou přednášek a cvičení. Přednášky mají charakter výkladu základních principů, metodologie dané disciplíny, problémů a jejich vzorových řešení. Cvičení podporuje zejména praktické ovládnutí látky vyložené na přednáškách nebo zadané k samostatnému nastudování za aktivní účasti studentů.

Způsob a kritéria hodnocení

Podmínkou udělení zápočtu je vypracování semestrální práce.
Zkouška bude sestávat z písemné části a ústní části. Podmínkou ústní části zkoušky je splnění podmínek písemné části zkoušky.

Osnovy výuky

1. Úvod a obsah předmětu, moderní metody modelování konstrukcí–deterministické a stochastické úlohy.
2. Ocel, beton a dřevo jako konstrukční materiál.
3. Kompozitní a hybridní konstrukce.
4. Model příhradové analogie pro řešení betonových konstrukcí. Základní principy pro vytváření a uplatnění modelu vzpěra-táhlo. Vztah metody příhradové analogie a dimenzování betonových konstrukcí.
5. Spřažené konstrukce typu beton-beton. Teorie tlakových polí. Interakce silových účinků s využitím teorie tlakových polí.
6. Modelování časově závislých jevů. Přibližné numerické metody řešení reologických účinků. Metoda časové diskretizace.
7. Modelování ocelobetonových konstrukcí. Vztah mezi realitou výpočtového modelu a možnostmi reálného porušení vzhledem k riziku havárie ocelobetonové konstrukce.
8. Účinky dotvarování a smršťování na konstrukce. Statické řešení postupně vytvářených konstrukcí.
9. Teplotně namáhané konstrukce – principy řešení a aplikace metod na ocelové, betonové i spřažené konstrukce.
10. Vztah mezi reálnou konstrukcí a výpočtovým modelem. Vnější okrajové podmínky – kotvení.
11. Vnitřní okrajové podmínky – spoje prvků a dílců. Polotuhé spoje. Výpočtové modely.
12. Nelineární analýza konstrukcí a jejich částí. Kroucení tenkostěnných průřezů uzavřeného tvaru.
13. Lineární a nelineární výpočty. Stabilita ocelové a dřevěné konstrukce. Vztah mezi realitou výpočtového modelu a možnostmi reálného porušení vzhledem k riziku havárie ocelové a dřevěné konstrukce.

Učební cíle

Cílem je získání návyků pro schopnost posuzovat výstižnost modelů a stanovit omezení jejich použitelnosti pro úlohy inženýrského navrhování.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Není specifikováno.

Základní literatura

NILSON, A. H., DARWIN, D., DOLAN, CH. W.: Design of Concrete Structures. McGraf-Hill, New York, 2004
BALIO, G., MAZZOLANI, F.M.: Design of Steel Structures, E&FN Spon, 1999
KOLÁŘ, V., KRATOCHVÍL, J., LEITNER, F., ŽENÍŠEK, A.: Výpočet plošných a prostorových konstrukcí metodou konečných prvků. SNTL, Praha, 1974

Doporučená literatura

BETONKALENDER, 2000 – 2006, Ernst and Sohn, Berlin
SCI-The Steel Construction Institute, Ascot, U.K.: ESDEP, CD ROM, ESDEP Society, 2000
MACGREGOR, J. G., WIGHT, J. G..: Reinforced Concrete: Mechanics and Design. Prentice Hall, New Persey, 2004

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program MRzI magisterský navazující

    obor RSK , 2. ročník, letní semestr, povinně volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Osnova

1. Úvod a obsah předmětu, moderní metody modelování konstrukcí–deterministické a stochastické úlohy.
2. Ocel, beton a dřevo jako konstrukční materiál.
3. Kompozitní a hybridní konstrukce.
4. Model příhradové analogie pro řešení betonových konstrukcí. Základní principy pro vytváření a uplatnění modelu vzpěra-táhlo. Vztah metody příhradové analogie a dimenzování betonových konstrukcí.
5. Spřažené konstr. typu beton-beton. Teorie tlakových polí. Interakce sil. účinků s využitím teorie tlakových polí.
6. Modelování časově závislých jevů. Přibližné num. metody řešení reologických účinků. Met. časové diskretizace.
7. Modelování ocelobetonových konstrukcí. Vztah mezi realitou výpočtového modelu a možnostmi reálného porušení vzhledem k riziku havárie ocelobetonové konstrukce.
8. Účinky dotvarování a smršťování na konstrukce. Statické řešení postupně vytvářených konstrukcí.
9. Teplotně namáhané konstrukce – principy řešení a aplikace metod na ocelové, betonové i spřažené konstrukce.
10. Vztah mezi reálnou konstrukcí a výpočtovým modelem. Vnější okrajové podmínky – kotvení.
11. Vnitřní okrajové podmínky – spoje prvků a dílců. Polotuhé spoje. Výpočtové modely.
12. Nelineární analýza konstrukcí a jejich částí. Kroucení tenkostěnných průřezů uzavřeného tvaru.
13. Lineární a nelineární výpočty. Stabilita ocelové a dřevěné konstrukce. Vztah mezi realitou výpočtového modelu a možnostmi reálného porušení vzhledem k riziku havárie ocelové a dřevěné konstrukce.

Cvičení

13 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Osnova

viz přednášky