Detail předmětu

Ocelové konstrukce a MKP

FSI-ZOKAk. rok: 2020/2021

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

- Schopnost navrhování konstrukcí namáhaných tahem a tlakem.<br />
- Schopnost prakticky využívat výpočetní metody stavební mechaniky a pevnostně optimalizovat nosné konstrukce. <br />
- Schopnost dimenzování stavařských a strojírenských konstrukcí. <br />
- Schopnost provádět komplexní multifyzikální simulace stavu napjatosti tvarově složitých součástek a sestav v oblasti strojního inženýrství.

Prerekvizity

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

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Přednášky, cvičení s počítačovou podporou, samostudium.

Způsob a kritéria hodnocení

Podmínky udělení zápočtu:<br />
- aktivní účast na přednáškách (max. 10 bodů),<br />
- vyřešení zadaných úloh a prezentace dosažených výsledků (max. 30 bodů),<br />
- minimálně je nutné získat 20 bodů.<br />
Podmínky získání zkoušky:<br />
- praktická část: metodicky správné vyřešení zadané úlohy (max. 40 bodů),<br />
- ústní zkouška (max. 20 bodů).

Učební cíle

Absolventi budou schopni navrhovat a dimenzovat ocelové konstrukce a celky, vytvářet multifyzikální výpočtové modely, provádět simulace a vyhodnocení stavu napjatosti dílů a sestav se zohledněním různých nelinearit.

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

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Ivan Křupka, Ph.D.

Osnova

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

Cvičení s počítačovou podporou

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Ivan Křupka, Ph.D.

Osnova

- Návrh prvků ocelové konstrukce, stanovení zatížení.
- Návrh prvků ocelové konstrukce, tah a tlak, stabilita.
- Návrh prvků ocelové konstrukce, ohyb a smyk.
- Návrh prvků ocelové konstrukce, šroubové a svařované spoje.
- Ocelové konstrukce – parametrický model pro MKP.
- Ocelové konstrukce – výkresové zásady.
- Ansys Workbench – Řešení nelineárních kontaktních úloh.
- Ansys Workbench – Řešení úloh s nelineárním modelem materiálu.
- Ansys Workbench – Řešení rychlých dějů pomocí explicitního řešiče.
- Ansys Workbench – Řešení úloh se zjednodušujícími okrajovými.podmínkami (předepjaté šroubové spoje, ložiska, ...).
- Ansys Workbench – Řešení úloh modální analýzy a vlastních kmitů.
- Ansys Workbench – Řešení optimalizačních úloh.