Přístupnostní navigace
E-přihláška
Vyhledávání Vyhledat Zavřít
Detail oboru
FASTZkratka: KDSAk. rok: 2016/2017
Program: Stavební inženýrství
Délka studia: 4 roky
Akreditace od: 25.7.2007Akreditace do: 31.12.2020
Profil
Doktorské studium oboru Konstrukce a dopravní stavby je zaměřeno na vědeckou přípravu, metodiku vědecké práce a na rozvoj poznání v oblasti teorie, konstrukce, spolehlivosti a mechanismu porušování stavebních konstrukcí, a to s výběrem zaměření na mechaniku nosných konstrukcí, konstrukce betonové a zděné, konstrukce kovové, dřevěné a kompozitní, geotechniku, železniční konstrukce a stavby, pozemní komunikace, resp. experimentální techniku a zkušebnictví. Vědecká příprava v tomto oboru je založena na zvládnutí výchozích teoretických disciplín přírodovědného základu a teoretických a vědních disciplín příslušného zaměření. Absolvent doktorského studia je připravován pro uplatnění ve vývojové a výzkumné činnosti v oblasti příslušného zaměření oboru i pro řešení náročných a netradičních problémů progresivních konstrukcí a dopravních staveb. Průběžná aktivní vědecká činnost je rovněž předpokladem možného uplatnění absolventů jako akademických pracovníků vysokých škol.
Garant
prof. Ing. Marcela Karmazínová, CSc.
Vypsaná témata doktorského studijního programu
Téma je zaměřeno na studium mechanických jevů v konstrukci koleje, zahrnuje statické a dynamické analýzy konstrukce koleje se zaměřením na zvyšování rychlosti, moderní prvky konstrukce koleje a interoperabilitu železniční infrastruktury.
Školitel: Plášek Otto, doc. Ing., Ph.D.
V reálném i simulovaném dopravním proudu dochází ke stavovým změnám, u kterých se předpokládá změna chování vozidel. Používané simulační algoritmy to nejsou schopny reflektovat. Je nutné zkoumat dopravní proud v podmínkách fázových přechodů.
Školitel: Holcner Petr, doc. Ing., Ph.D.
Cílem práce je analýza dlouhodobého chování betonových konstrukcí (mostů, budovy, nádrží apod.). Upřesňování metod sledování, upřesňování výpočetních postupů, porovnávání naměřených a vypočtených hodnot.
Školitel: Zich Miloš, doc. Ing., Ph.D.
Nárůst automobilové a vlakové dopravy přes ocelové mosty vede v posledních letech k poškození konstrukce v důsledku únavového zatěžování. Nutnost pravidelné kontroly a možné úpravy/opravy je zřejmá v důsledku udržitelnost užívání konstrukce. Při řešení problematiky bude využita metoda konečných prvků a bude zkoumán vliv materiálového rozhraní na pole napětí/deformací v blízkosti koncentrátoru napětí.
Školitel: Seitl Stanislav, doc. Ing., Ph.D.
Materiály stavebních konstrukcí se z pohledu porušování často řadí mezi kvazikřehké či tažné. Vyznačují vznikem a šířením rozsáhlé nelineární zóny před čelem defektu způsobujícího narušení jejich integrity. Postižení vlivu této zóny je klíčem k výraznému zpřesnění popisu porušování, což patří v současnosti mezi významná témata výzkumu. Studium charakteristik nelineární zóny bude prováděno pomocí pokročilých experimentálních postupů (akustická emise, radiografie) a numerického modelování.
Školitel: Veselý Václav, doc. Ing., Ph.D.
Předpjaté železobetonové železniční pražce jsou masivně vyráběnými a používanými stavebními prvky. Bude studováno jejich porušování při různých zatíženích jak co do okrajových podmínek (laboratorní testy ve tříbodovém ohybu - zkoušky jakosti pražců, uložení v kolejovém loži) tak typu zatížení (statické, dynamické, únavové). Důraz bude kladen na detailní modelování porušení ve vybraných částech pražce. Součástí práce budou i související experimenty
Materiály stavebních konstrukcí jsou složeny většinou z matrice a kameniva, pro zlevnění, nebo ekologické zpracování keramického odpadu se část kameniva může nahradit keramickým odpadem (což patří mezi významná témata výzkumu). Popis lomově mechanického chování takových materiálů a jejich numerické modely opřené o teorie lineární a nelineární lomové mechaniky budou pak náplní disertační práce.
Výpočet účinků zatížení na konstrukci vozovek se podle TP170 "provádí vhodným programem" a "výpočtovým modelem netuhé vozovky je vrstevnatý, lineárně pružný poloprostor". Existující programy jsou prověřeny empiricky a výsledky jsou použity v katalogu vozovek. Je však potřebné vytvořit nový výpočetní program se známým a otevřeným kódem pro deklarovaný použitý postup. Dále je žádoucí analyzovat jiné možné metody reflektující viskoelastické vlastnosti a reologické chování používaného pojiva.
Využití laserového skenování, případně fotoscanování a georadarového měření pro posouzení vozovek a návrh oprav vozovek.
Školitel: Kudrna Jan, prof. Ing., CSc.
Lokalizace výztuže v železobetonových konstrukcích patří ke stěžejním úkolům diagnostiky. V poslední době došlo ve světě k zásadním inovacím v přístrojovém vybavení. Ke zvýšení efektivity metody je však zapotřebí provést výzkum s řadou porovnávacích měření jak na laboratorních modelech, tak i přímo na konstrukcích. Cílem výzkumu je optimalizace metodiky lokalizace výztuže pro zpřesnění statických výpočtů existujících železobetonových konstrukcí.
Školitel: Cikrle Petr, doc. Ing., Ph.D.
Lokalizace výztuže v železobetonových konstrukcích patří ke stěžejním úkolům diagnostiky. V poslední době došlo ve světě k zásadním inovacím v oblasti technologie GPR. Cílem výzkumu je optimalizace metodiky lokalizace výztuže pro zpřesnění statických výpočtů existujících železobetonových konstrukcí.
Školitel: Anton Ondřej, doc. Ing., Ph.D.
Doktorská disertační práce je zaměřena na analýzu dynamických zatížení štíhlých stavebních konstrukcí vzdušným proudem, především pomocí numerických metod typu "Computational fluid dynamics".
Školitel: Hradil Petr, doc. Ing., Ph.D.
Hledání nových postupů řešení odezvy konstrukcí na dynamické zatížení. Aplikace algoritmů při sestavování nových řešičů rovnic.
Školitel: Salajka Vlastislav, doc. Ing., CSc.
Metodika posuzování stavebních konstrukcí, návrh a posouzení detailů odolávajících seizmickému zatížení.
Téma je zaměřeno na experimentální metody stanovení objemových změn (smršťování/nabývání) cementových a bezcementových kompozitních materiálu. Cílem je identifikace vnějších a vnitřních vlivů na výsledné hodnoty smrštění/nabývání jednotlivých materiálů. Předmětem dílčích hodnocení je posouzení významnosti zkoumaných vlivů při aplikaci materiálu do nosných konstrukcí.
Školitel: Schmid Pavel, doc. Ing., Ph.D.
Primárním cílem je odhad vztahu závislosti pevnosti v tlaku a modulu pružnosti na pórovitosti pro různé konstrukční betony prostřednictvím ověření či diskuzí již publikovaných matematických modelů odhadu vztahu závislosti pevnosti v tlaku a modulu pružnosti na pórovitosti betonu.
Školitel: Vymazal Tomáš, doc. Ing., Ph.D.
Práce bude zaměřena na srovnání výkonu a stability obou metod pro různé typy problémů a na možnosti jejich zlepšování. Zvláštní pozornost bude věnována sledování vzniku nestabilit při výpočtu u explicitní metody a studiu možností jejich vyloučení.
Školitel: Němec Ivan, doc. Ing., CSc.
Téma se zabývá studiem trvanlivosti povrchových vrstev betonu a přispívá k rozvoji znalostí v oblasti jejího hodnocení a klasifikace. Jsou očekávány dva hlavní výstupy - první spočívá ve vygenerování vztahu mezi hodnocením výsledku zjišťování kvality povrchových vrstev nestandardizovanými a standardizovanými zkušebními metodami. Druhým očekávaným výstupem jsou návrhy a doporučení pro jednotnou klasifikaci povrchových vrstev betonu na základě výsledků stanovených různými zkušebními metodami.
Doktorská disertační práce bude zaměřena na používání vhodných nelineárních materiálových modelů pro analýzu železobetonových případně zděných konstrukcí. Předmětem práce bude především identifikace parametrů různých typů materiálových modelů. Budou zkoumány parametry materiálové modely určených k analýzám rychlých dynamických dějů, např. při zkoumání nárazů vozidel do betonových svodidel
Teoretická a experimentální analýza odolnosti ocelobetonových a dřevobetonových spřažených dílců se zlepšenými vlastnostmi (materiál, statické vlastnosti, ekonomika) bude zaměřena na zvýšení jejich spolehlivosti s využitím pokročilých materiálů a technologií. Skutečné působení bude vyšetřováno pomocí experimentálních metod. Teoretické řešení bude založeno na analytických postupech i numerickém modelování, které budou verifikovány pomocí experimentální analýzy.
Školitel: Karmazínová Marcela, prof. Ing., CSc.
Téma je zaměřeno na řešení inverzních úloh a optimalizaci při návrhu a analýze spolehlivosti a životnosti konstrukcí. Při řešení budou použity stochastické a soft computing metody. Pozornost bude zaměřena zejména na metody a postupy použitelné v kombinaci s nelineárními MKP analýzami mostních konstrukcí.
Školitel: Lehký David, prof. Ing., Ph.D.
Téma je zaměřeno na hledání vhodných konstrukcí tratí městských drah s ohledem na zvyšování intenzity provozu a snižování negativních vlivů městských drah na okolí dráhy a snižování nákladů na opravné a údržbové práce a s tím související omezování provozu.
Cílem práce je vývoj a ověření dodatečně předpjatých nádrží na pohonné hmoty, které zohledňují moderní architektonické, ekologické a bezpečnostní požadavky v rámci možných ekonomických zdrojů.
Cílem studia bude sledování chování typu vzorků při zkošce tříbodovým nebo čtyřbodovým ohybem. Jedna z nedestruktivní metodou testování, v tomto případě metoda akustické emise je vhodná pro sledování vzniku trhlin u vzorků při jeho zatížení. Ph.D. Student získá znalosti o zkušebních metodách.
Školitel: Pazdera Luboš, prof. Ing., CSc.
V posledních letech dochází k rozšiřování požadavků na správce či majitele komunikací, aby bylo v uličním prostoru navrhováno místo pro pohyb cyklistů. Tyto požadavky jsou často nesystémové, což vytváří kapacitní i bezpečností problémy. Navržená metodika by měla uvádět dopravně inženýrský postup výpočtu, který by dokázal odpovědět na otázky, jestli je v daném uličním prostoru možné a přínosné vést cyklistickou dopravu.
Školitel: Radimský Michal, Ing., Ph.D.
Do konstrukcí vozovek se zavádějí nové konstrukční prvky se složenými reologickými vlastnostmi, odvození reologických modelů a posuzování konstrukcí vozovek
Problematika navrhování a realizace dodatečného statického zajištění existujících stavebních konstrukcí. Rešerše dostupné odborné literatury a platných norem pro navrhování a dimenzování konstrukcí v aspektu řešeného tématu. Zpracování metodiky diagnostických prací a hodnocení stávající konstrukce za účelem optimalizace statických výpočtů a návrhů zesílení. Posouzení efektivity metodických postupů experimentálních metod hodnocení aplikované technologie.
Téma je zaměřeno na navrhování železničních stanic respektujících aktuální potřeby provozu, včetně zapojení do integrovaných dopravních systémů a zvýšených nároků na bezpečnost, intenzitu provozu a interoperabilitu železničního systému.
Školitel: Svoboda Richard, Ing., Ph.D.
Práce rozvíjí problematiku publikovanou v ČR např. v časopise Beton TKS, 6/2013 s názvem Navrhování zaměřené na životnost: implementace zásad a normy ČSN ISO 13823 Obecné zásady navrhování konstrukcí s ohledem na trvanlivost.
Analýza vybraných faktorů na chování ražených podzemních konstrukcí. Pro studium vlivu vybraných faktorů bude využito matematického modelování.
Školitel: Boštík Jiří, Ing., Ph.D.
Cílem práce je zvýšení efektivity při návrhu konstrukcí a budov na základě informačního modelu budovy, který je vstupním elementem pro pokročilé simulace a analýzy. Výsledky práce budou využity pro optimalizaci technologie BIM v národním prostředí, která je aktuálně implementována v evropském měřítku a nahrazuje stávající postupy při navrhování konstrukcí ve stavebnictví.
Školitel: Apeltauer Tomáš, doc. Mgr., Ph.D.
Definice optimalizačního modelu konstrukce pro: 1. návrh prvku, 2. zesilování stávajícího, 3. dtto pro konstrukce. Varianta výpočtu: stochastická, deterministická (dle aplikační třídy úloh), typ omezujících podmínek, třídy účelových funkcí.
Školitel: Štěpánek Petr, prof. RNDr. Ing., CSc., dr. h. c.
Cílem práce je rozvoj současného stavu poznání v oblasti pokročilých numerických metod, včetně simulačních technik, které budou využity pro zvýšení efektivity při posouzení stavebních konstrukcí a infrastruktury. Výsledky práce mohou budou využity jako teoretický podklad při revizi současných analytických postupů.
Stanovení vlivu mezifázové přechodové vrstvy (ITZ) mezi matricí a zrnem plniva na zhouževnaťovací mechanismy porušování pokročilých stavebních kompozitů. Budou studovány lomové procesy spojené s vychylováním/zachycováním trhliny a lomem plniva. Budou měřeny vlastnosti ITZ vybraného betonu a použity jako vstupní data pro numerické simulace. Zkoumán bude vliv geometrie a rozhraní matrice a plniva v kompozitech na iniciaci a propagaci jejich porušování.
Školitel: Keršner Zbyněk, prof. Ing., CSc.
Práce se zabývá studiem vlivu vícenásobného cyklického zatěžování na přetvárné charakteristiky ztvrdlého betonu. V rámci doktorské práce bude provedena řada laboratorních analýz za účelem popisu změny hodnoty statického modulu pružnosti ztvrdlého konstrukčního betonu v tlaku při vícenásobném cyklickém zatěžování v pružné i plastické oblasti deformačního diagramu.
Návrh nových typů předpjatých mostních desek, náhrada existujících mostních desek z tyčových prefabrikátů.
Školitel: Klusáček Ladislav, doc. Ing., CSc.
Téma disertační práce je zaměřeno na verifikaci, validaci a vývoj numerických modelů schopných postihnout přenos tepla včetně fázových změn v nehomogenních stavebních materiálech a konstrukcích. Tyto numerické modely jsou potřebné pro návrh pokročilých stavebních konstrukcí stejně jako při hodnocení požární bezpečnosti staveb.
Základním tématem je lom kvazikřehkých materiálů. Šíření trhlin se vyšetřuje z pohledu současných přístupů k modelování lomu - numerických simulací i analytických modelů - a experimentů. Je kladen důraz na roli nelineární zóny vyvíjející se před čelem šířící se trhliny v popisu lomu. Studují se souvislosti její existence s vlivy velikosti, geometrie a volných okrajů porušovaného tělesa.
Rychlý rozvoj v elektronice a ve využití nových materiálů vede k vývoji nových, kompaktních zdrojů ionizujícího záření a nových prostředků pro záznam radiografického obrazu. Cílem práce je vyhledat nové vhodné aplikace radiografie při průzkumu stavebních konstrukcí.
Školitel: Hobst Leonard, prof. Ing., CSc.
Metoda akustické emise je ve stavebnictví neobvyklá nedestruktivní technika, která popisuje pouze aktivní vady nebo změny, které vznikají vnášením nebezpečného napětí do struktury. Metoda je vhodná pro použití v homogenních strukturách kovových konstrukcí, kde jsou trhliny vysoce aktivní (vytváří zvuk). Aplikace metody akustické emise ve stavebnictví není až tak moc používána, protože stavební konstrukce jsou nehomogenní.
Téma je zaměřeno na studium dynamického chování železničních tratí. Téma zahrnuje orientaci na železniční svršek a železniční spodek. Téma zahrnuje experiment i simulační postupy. Součástí tématu je také aplikace moderního matematického aparátu k hodnocení parametrů železničních tratí včetně aplikace metod umělé inteligence.
Školitel: Smutný Jaroslav, prof. Ing., Dr.
Pruh žilných a výlevných magmatitů začínající u Hranic na Moravě a pokračující přes Těšín do Polska zahrnuje řadu texturních a mineralogických typů amfibol-pyroxenických hornin s olivínem a analcimem, které slouží jako základové půdy i jako zdroj kameniva. Podstatou disertační práce bude sledování změny fyzikálně-mechanických vlastností (skleroskopická tvrdost, pevnost v jednoosém a trojosém tlaku) hornin těšínitové asociace ve vztahu k jednotlivým texturním typům.
Školitel: Horák Vladislav, doc. Ing., CSc.
V současnosti je v ČR vytipováno několik hlavních lokalit, kde se předpokládají příznivé přírodní podmínky pro vybudování hlubinného úložiště. Český koncept budování úložiště předpokládá jako hostitelské prostředí krystalinické horniny. Podstatou disertační práce bude studium fyzikálně-mechanických vlastností (skleroskopická tvrdost, pevnost v jednoosém a trojosém tlaku) krystalinických hornin ze dvou nejvíce favorizovaných lokalit – Horka u Velkého Meziříčí a Kraví hora u Dolní Rožínky.
Téma je zaměřeno na hledání technologií opravných a údržbových prací, které povedou k minimalizaci omezení drážního provozu, spotřeby energií, vlivu na životní prostředí a nákladů životního cyklu.
Budou řešeny problémy spolehlivosti, modelování, optimalizace a verifikace působení konstrukčních prvků, dílců a nosných systémů z oceli s důrazem na uvážení reálných geometrických, materiálových a konstrukčních charakteristik.
Školitel: Bajer Miroslav, prof. Ing., CSc.
Poznatky o chování konstrukcí ze stavebních materiálů díky efektivní aplikaci metod komplexního určování fyzikálně-mechanických a užitných vlastností k popisu únavových, lomových charakteristik.
Určení trajektorie vozidla v závislosti na geometrických parametrech křižovatek, okružních křižovstek, retardérů a jiných objektů. Algoritmizace průjezdu za hraničních podmínek a určení obalové křivky.
Mapování terénu pomocí laserového skenování nabízí využití výsledků pro projektování silnic a dálnic. Specializované práce s mobilními a stacionárními skenery, zpracování dat a projektování pozemních komunikací projekčními programy.
Téma zahrnuje vývoj a aplikaci nových postupů v problematice experimentální analýzy stavebních konstrukcí (drážních konstrukcí). Předpokládá se orientace na moderní matematické postupy z oblasti časové a frekvenční analýzy ve spojení s metodami umělé inteligence.
vyztužování betonových kcí, vnitřní FRP výztuž, vybrané problémy návrhu vyztužení, varianta předepnutá i nepředepnutá,
Lamely, tkaniny, kontakt lepených spojů, zesílení ve smyku, NSMR, varianta předepnutá i nepředepnutá, zesilování pomocí vnějšího předpětí, zesilování převážně tlačených prvků ovinutím.
Téma předpokládá práci na rozvoji simulačních metod pro reprezentaci fyzikálních procesů v heterogenních materiálech. Modely budou zaměřeny především na materiály s neuspořádanou vnitřní strukturou, které mají značný význam pro praxi (beton a příbuzné kompozity). Fyzikální procesy mají být především lom, transportní jevy a odpověď na únavové zatěžování.
Školitel: Vořechovský Miroslav, prof. Ing., Ph.D.
Teoretická a experimentální analýza odolnosti ocelobetonových konstrukčních prvků a dílců se zlepšenými vlastnostmi (materiál, statické vlastnosti, ekonomické parametry) bude zaměřena na zvýšení jejich spolehlivosti s využitím pokročilých materiálů a technologií. Skutečné působení bude vyšetřováno pomocí experimentálních metod. Teoretické řešení bude založeno na analytických postupech i numerickém modelování, které budou verifikovány pomocí experimentální analýzy.
Adice různých typů vláken do variantních formulací betonů zamezí vzniku mikrotrhlinek ve fázi hydratace, později při zatížení vylepší duktilitní chování betonu po vzniku ohybové trhliny. Inovovaná metoda akustické emise může být použita pro studium závislosti vznik trhliny – pokles únosnosti – deformace zatěžovaných vláknobetonů různých formulací, předem vystavených účinkům limitních environmentálních podmínek.
Školitel: Stehlík Michal, doc. Ing., Ph.D.
Konstrukce podporované kabely umožňují návrh estetických a hospodárných most. Proto je vhodné je dále rozvíjet. Je potřeba určit rozsah jejich ekonomických aplikací, specifikovat problémy jejich návrhu s ohledem na únosnost, provozuschopnost, dynamickou odezvu, stabilitu tlačených prvků a únavu tažených prvků.
Školitel: Stráský Jiří, prof. Ing., DSc.
Zprovoznění a kalibrace moderního dvoukanálového impulsního ultrazvukového přístroje. Buzení ultrazvukovými sondami a vyhodnocování osciloskopem s možností kontroly procesu. Prověření vhodnosti jiných možností buzení, které umožňuje dvoukanálové zobrazení. Zpřesnění výsledků v problematických případech měření. Možnost zvětšení dosahu metody. Rozšíření aplikace metody oddělením měřicí základny od místa buzení.
Ověřit a posoudit možnosti rozšíření současných metod pro hodnocení trvanlivosti provzdušněných betonů pomocí pokročilých a nestandardních metod se zaměřením na zjišťování obsahu a rozložení vzduchových pórů ve vztahu k mrazuvzdornosti.
Náplní práce je analyzovat permeabilitní a difuzní vlastnosti vláknobetonů s vybranými typy a dávkami vláken. Testovány budou vzorky nezatížené i předem zatížené, s trhlinami od účinku zatížení ohybem. Hlavním výstupem bude návrh formulací a odhad trvanlivosti různých typů vláknobetonů převážně zatěžovaných s cílem dosažení vyšší trvanlivosti betonových konstrukcí.
Adekvátní návrh vyžaduje predikci reálné konstrukční odezvy robustními výpočetními nástroji integrujícími vhodné modely porušení. Pro pokročilé stavební materiály jde o modely opřené o teorie nelineární lomové mechaniky s odpovídajícími parametry.