Detail předmětu

Stavební mechanika

FAST-BD05Ak. rok: 2012/2013

Pohyblivé zatížení. Příčinkové čáry deformačních a statických veličin staticky určitých prutových konstrukcí. Pohyblivé zatížení, příčinkové čáry deformačních a statických veličin staticky určitých prutových konstrukcí, vyhodnocení příčinkových čar a určení extrémních hodnot; kinematická metoda řešení; příčinkové čáry deformačních a statických veličin staticky neurčitých prutových konstrukcí; konstrukce s pruty proměnného průřezu; pružně poddajné připojení prutů a excentricky připojené pruty v rámových konstrukcích; analýza tenkostěnných prutů, výsečové charakteristiky a střed smyku, řešení tenkostěnných prutů otevřeného průřezu, normálová a tečná napětí; diferenciální rovnice vázaného kroucení otevřeného průřezu, určení charakteristických veličin kroucení, řešení tenkostěnných prutů uzavřeného průřezu; lineární stabilita rámových konstrukcí; Eulerovo kritické zatížení a tvary ztráty stability; pružnoplastická analýza prutu, základy mezní analýzy, mezní plastická únosnost průřezu prutu, mezní plastická únosnost rámové konstrukce, mezní stavy porušení.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Garant předmětu

prof. Ing. Zbyněk Keršner, CSc.

Zajišťuje ústav

Ústav stavební mechaniky (STM)

Výsledky učení předmětu

Student zvládne aspekty řešení stavebních konstrukcí zatížených pohyblivým zatížením, určení extrémních hodnot statických veličin užitím vyhodnocení příčinkových čar. Seznámí se s problematikou řešení rámových konstrukcí s pruty proměnného průřezu, vlivu poddajného připojení prutu a jeho excentrického připojení. Naučí se řešit lineární stabilitu rámových konstrukcí, určit Eulerovo kritické zatížení a tvar ztráty stability. Vysvětlení principu vázaného kroucení a jeho aplikace na řešení tenkostěnných prutových konstrukcí. Informace o pružně-plastické analýze prutu, mezní plastické únosnosti prutu, mezní plastické únosnosti rámové konstrukce a mezních stavech porušení.

Prerekvizity

Statická analýza staticky určitých rovinných příhradovin, přímých a zalomených rovinných nosníku; princip virtuálních prací a věty o vzájemnosti virtuálních prací a výpočty deformací prutových soustav metodou jednotkových sil; silová metoda výpočtu staticky neurčitých konstrukcí a její aplikace na řešení rovinných staticky neurčitých vetknutých nosníků, spojitých nosníků, rovinných rámů, rovinných oblouků včetně vlivu popuštění podpor a vlivu změny teploty; základní a složená namáhání; dimenzování nosníků v případě složeného namáhání; stabilita a vzpěrná pevnost tlačených prutů, Eulerovo řešení, kritická síla a napětí, pevnostní pojetí vzpěru, ohyb se vzpěrným tlakem, posouzení prutů na vzpěr; teorie pevnosti a porušení; napjatost a deformace v bodu tělesa, hlavní napětí při rovinné napjatosti.

Korekvizity

Silová a deformační metoda řešení staticky neurčitých nosníků, rámů.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT.

Způsob a kritéria hodnocení

Předmět je zakončen zápočtem a zkouškou. Nezbytnou součástí zápočtu je úspěšné zvládnutí testů psaných ve vybraných cvičeních. Zápočet je nutnou podmínkou pro přihlášení se ke zkoušce. Zkouška sestává z písemné a ústní části. Písemná část zahrnuje příkladovou a teoretickou část. Úspěšné splnění písemné části je podmínkou ústní části zkoušky.

Osnovy výuky

1.Pohyblivé zatížení. Příčinkové čáry deformačních a statických veličin staticky určitých prutových konstrukcí.
2.Vyhodnocení příčinkových čar a určení extrémních hodnot. Kinematická metoda řešení.
3.Příčinkové čáry deformačních a statických veličin staticky neurčitých prutových konstrukcí.
4.Konstrukce s pruty proměnného průřezu. Pružně poddajné připojení prutů a excentricky připojené pruty v rámových konstrukcích.
5.Analýza tenkostěnných prutů. Výsečové charakteristiky a střed smyku.
6.Řešení tenkostěnných prutů otevřeného průřezu. Normálová a tečná napětí.
7.Diferenciální rovnice vázaného kroucení otevřeného průřezu.
8.Určení charakteristických veličin kroucení.
9.Řešení tenkostěnných prutů uzavřeného průřezu.
10.Lineární stabilita rámových konstrukcí. Eulerovo kritické zatížení a tvary ztráty stability.
11.Pružnoplastická analýza prutu. Základy mezní analýzy.
12.Mezní plastická únosnost průřezu prutu. Mezní plastická únosnost rámové konstrukce.
13.Mezní stavy porušení.

Učební cíle

Objasnit problematiku řešení stavebních konstrukcí zatížených pohyblivým zatížením, určení extrémních hodnot statických veličin užitím vyhodnocení příčinkových čar.
Seznámit s problematikou řešení rámových konstrukcí s pruty proměnného průřezu, vlivu podajného připojení prutu a jeho excentrického připojení.Řešení lineární stability rámových konstrukcí,určení Eulerova kritického zatížení a tvarů ztráty stability.
Vysvětlit princip vázaného koroucení a jeho aplikace na řešení tenkostěnných prutových konstrukcí.
Informovat o pružnoplastické analýze prutu, mezní plastické únosnosti prutu, mezní plastické únosnosti rámové konstrukce a mezních stavech porušení.

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

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Základní literatura

Kadlčák, J., Kytýr, J.: Statika stavebních konstrukcí I. Brno: VUTIUM, 2010. ISBN 978-80-214-3419-6. (CS)
Kadlčák, J., Kytýr, J.: Statika stavebních konstrukcí II. Brno: VUTIUM, 2001. ISBN 978-80-214-3428-8. (CS)

Doporučená literatura

Bedford, A., Fowler, W. L.: Statics - Engineering Mechanics. Addison-Wesley Publisnihg Comp., Inc., 1995. (EN)
Bittnar, Z., Šejnoha, J.: Numerical Methods in Structural Mechanics. Asce Press, Thomas Telford Pub., 1996. (EN)
Servít, R., Doležalová, E., Crha, M.: Teorie pružnosti a plasticity I. SNTL/ALFA Praha, 1981. (CS)
Servít, R., Drahoňovský, Z., Šejnoha, J., Kufner, V.: Teorie pružnosti a plasticity II. STNL/ALFA Praha, 1984. (CS)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program B-P-E-SI bakalářský

    obor K , 4 ročník, letní semestr, povinný

  • Program B-P-C-SI bakalářský

    obor K , 4 ročník, letní semestr, povinný

  • Program B-K-C-SI bakalářský

    obor K , 4 ročník, letní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Zbyněk Keršner, CSc.

Osnova

1. Pohyblivé zatížení. Příčinkové čáry deformačních a statických veličin staticky určitých prutových konstrukcí.
2. Vyhodnocení příčinkových čar a určení extrémních hodnot. Kinematická metoda řešení.
3. Příčinkové čáry deformačních a statických veličin staticky neurčitých prutových konstrukcí.
4. Konstrukce s pruty proměnného průřezu. Pružně poddajné připojení prutů a excentricky připojené pruty v rámových konstrukcích.
5. Analýza tenkostěnných prutů. Výsečové charakteristiky a střed smyku.
6. Řešení tenkostěnných prutů otevřeného průřezu. Normálová a tečná napětí.
7. Diferenciální rovnice vázaného kroucení otevřeného průřezu.
8. Určení charakteristických veličin kroucení.
9. Řešení tenkostěnných prutů uzavřeného průřezu.
10. Lineární stabilita rámových konstrukcí. Eulerovo kritické zatížení a tvary ztráty stability.
11. Pružnoplastická analýza prutu. Základy mezní analýzy.
12. Mezní plastická únosnost průřezu prutu. Mezní plastická únosnost rámové konstrukce.
13. Mezní stavy porušení.

Cvičení

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Zbyněk Keršner, CSc.

Osnova

1. Úvod, příčinkové čáry prostě podepřeného nosníku a konzoly. Statická a kinematická metoda.
2. Příčinkové čáry nosníku s převislými konci a Gerberova nosníku.
3. Numerická analýza prostého nosníku zatíženého pohyblivou soustavou břemen s pevnými vzdálenostmi.
4. Maximální ohybové momenty od soustavy břemen v daném průřezu a pod vybranou silou. Winklerovo a břemenové kritérium.
5. Maximální ohybový moment na prostém nosníku od soustavy břemen. Šolínovo kritérium.
6. Příčinkové čáry na spojitém nosníku.
7. Výpočet deformací nosníku s náběhy. Analytická a numerická integrace.
8. Staticky neurčitý nosník s náběhy. Analytická a numerická integrace, tabulky.
9. Řešení spojitého nosníku s náběhy. Test.
10. Mezní plastická únosnost průřezu. Plastická rezerva průřezu.
11. Mezní plastická únosnost konstrukce. Kinematická a statická metoda.
12. Mezní plastická únosnost konstrukce, pokračování. Přírůstková metoda.
13. Dokončení příkladů, diskuse, opravný test, zápočet.