Detail předmětu

Ocelové konstrukce a MKP

FSI-ZOKAk. rok: 2019/2020

Předmět spojuje oblasti navrhování ocelových konstrukcí a výpočtové modelování pomocí metody konečných prvků do jednoho logického rámce. Studenti získají základní informace z teorie navrhování ocelových konstrukcí ve stavebnictví – teorie mezních stavů, dimenzování prvků ocelových konstrukcí, spojování prvků stavebních konstrukcí, navrhování halových konstrukcí. Současně získají pokročilejší znalosti metodě konečných prvků a řešení nelineárních kontaktních úloh, použití nelineárního materiálových modelů, řešení rychlých dějů a modální analýzy a vlastních kmitů. Praktická část je zaměřena na prohloubení znalostí inženýrských analýz v systému Ansys Workbench se zaměřením na ocelové konstrukce a pokročilejší nelineární problémy.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Garant předmětu

prof. Ing. Ivan Křupka, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav konstruování (ÚK)

Výsledky učení předmětu

Absolvent kurzu získá znalosti z teorie mezních stavů, navrhování prvků namáhaných tahem a tlakem a naučí se prakticky využívat výpočetní metody stavební mechaniky, pevnostně optimalizovat nosné konstrukce. Uvědomí si rozdíly při dimenzování stavařských a strojírenských konstrukcí. Seznámí se s vytvářením složitějších výpočtových úloh pomocí metody konečných prvků, zaměřených na nelineární kontakty, bilineární materiálové modely, řešení rychlých dějů a modální analýzu.

Prerekvizity

Předpokládají se znalosti z oblasti mechaniky, pružnosti a pevnosti, nauky o materiálu.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Cvičení je zaměřeno na praktické zvládnutí látky probrané na přednáškách.

Způsob a kritéria hodnocení

Podmínky udělení zápočtu: aktivní účast na cvičeních, vypracování projektu z laboratorních a výpočtových cvičení.
Zkouška: předmět je zakončen testem. Test prověřuje osvojení znalostí získaných na přednáškách.

Učební cíle

Seznámit studenty s problematikou návrhu a konstrukce ocelových konstrukcí a celků. Na příkladech z praxe demonstrovat montážní postupy, dimenzování a konstrukční zásady. Rozšířit znalosti studentů o vytváření složitějších výpočtových úloh pomocí metody konečných prvků, včetně jejich aplikace v programu Ansys Workbench.

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

Účast na přednáškách je doporučená, účast na cvičeních je povinná a kontrolovaná vyučujícím. Náhrada zameškané výuky je v kompetenci vedoucího cvičení.

Základní literatura

Černý, M.: Korozní vlastnosti kovových konstrukčních materiálů. SNTL Praha, I. vydání 1984
Číhal, V.: Mezikrystalická koroze ocelí a slitin. SNTL Praha, 1994
Studnička, J.: Ocelové konstrukce. [skripta]. ČVUT, 2006
Macháček, J., Studnička, J.: Ocelové konstrukce 2, ČVUT, 2005
Studnička, J., Ocelové konstrukce 10. Normy. [skripta]. ČVUT Praha, 2006
Studnička, J., Holický, M., Ocelové konstrukce 20. Zatížení staveb podle Eurokódu. [skripta]. ČVUT Praha, 2003

Doporučená literatura

WALD, F. a kol., Prvky ocelových konstrukcí. Příklady podle Eurokódů: [skripta]. ČVUT Praha, 2003

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program M2I-P magisterský navazující

    obor M-KSI , 2. ročník, zimní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Pavel Maňas, Ph.D.

Osnova

1. Úvod, navrhování stavebních konstrukcí, teorie mezních stavů.
2. Ocelové konstrukce – navrhování prvků namáhaných tahem a tlakem.
3. Ocelové konstrukce – navrhování prvků namáhaných ohybem.
4. Ocelové konstrukce – spojování prvků ocelových konstrukcí.
5. Ocelové konstrukce – navrhování halových systémů.
6. Výkresové zásady ocelových konstrukcí.
7. MKP - zopakování teoretických základů.
8. MKP - řešení nelineárních kontaktních úloh.
9. MKP - řešení úloh s nelineárním modelem materiálu.
10. MKP - řešení rychlých dějů pomocí explicitního řešiče.
11. MKP - řešení úloh se zjednodušujícími okrajovými podmínkami .(předepjaté šroubové spoje, ložiska, atd-).
12. MKP - řešení úloh modální analýzy a vlastních kmitů.
13. MKP - řešení optimalizačních úloh.
.

Cvičení s počítačovou podporou

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Pavel Maňas, Ph.D.
doc. Ing. David Nečas, Ph.D.

Osnova

1. Návrh prvků ocelové konstrukce, stanovení zatížení.
2. Návrh prvků ocelové konstrukce, tah a tlak, stabilita.
3. Návrh prvků ocelové konstrukce, ohyb a smyk.
4. Návrh prvků ocelové konstrukce, šroubové a svařované spoje.
5. Ocelové konstrukce – parametrický model pro MKP.
6. Ocelové konstrukce – výkresové zásady.
7. Ansys Workbench – Řešení nelineárních kontaktních úloh.
8. Ansys Workbench – Řešení úloh s nelineárním modelem materiálu.
9. Ansys Workbench – Řešení rychlých dějů pomocí explicitního řešiče.
10. Ansys Workbench – Řešení úloh se zjednodušujícími okrajovými.podmínkami (předepjaté šroubové spoje, ložiska, ...).
11. Ansys Workbench – Řešení úloh modální analýzy a vlastních kmitů.
12. Ansys Workbench – Řešení optimalizačních úloh.
13. Zápočet.