Detail předmětu

Statika 2

FAST-BD004Ak. rok: 2018/2019

Podstata deformační metody a její varianty. Výpočtový model a stupeň přetvárné neurčitosti. Deformační metoda pro rovinné konstrukce. Analýza přímého prutu proměnného průřezu. Lokální veličiny, primární vektor a matice tuhosti. Prut kloubově připojený, konzola. Prut konstantního průřezu. Geometrická transformace, globální matice prutu. Analýza prutové soustavy, sestavení rovnic, lokalizace. Určení koncových sil a průběhy složek vnitřních sil na prutech. Určení reakcí a kontrola řešení. Jiná varianta sestavování rovnic.
Řešení pravoúhlých rámů a spojitých nosníků. Teplotní vlivy, popuštění podpor. Příhradový nosník deformační metodou. Prut proměnného průřezu s výškovým přímkovým náběhem, určení deformačních součinitelů. Řešení prostorových rámů deformační metodou. Výpočtový model pro zjednodušenou deformační metodu.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

4

Garant předmětu

doc. Ing. Jiří Kytýr, CSc.

Zajišťuje ústav

Ústav stavební mechaniky (STM)

Výsledky učení předmětu

Student se naučí řešit jednoduché staticky neurčité prutové konstrukce deformační metodou. Jedná se o rovinný spojitý nosník, rovinný rám a staticky neurčitý příhradový nosník, vliv teplotních změn a popuštění podpor. Naučí se základní práci s programovým systémem RFEM–SCIA.

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. Řešení rovinných prutových konstrukcí silovou metodou.

Korekvizity

Aplikace integrálního počtu. Řešení lineárních diferenciálních rovnic.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Způsoby výuky jsou zejména přednášky a cvičení. Individuální konzultace doplňují výuku. Součástí studijních činností studenta je zadávaná vlastní samostatná práce. Účast na přednáškách je doporučená. Účast na ostatní výuce je požadována a kontrolována.
Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT.

Způsob a kritéria hodnocení

Předmět je ukončen zápočtem nebo zkouškou. Nezbytnou podmínkou zápočtu je úspěšné napsání všech testů průběžně psaných v rámci cvičení. Zkouška sestává z písemné a ústní části. Písemná část zahrnuje příkladovou i teoretickou část. Úspěšné splnění písemné části je podmínkou ústní části zkoušky.

Osnovy výuky

1. Úvod, obsah a osnova předmětu. Podstata deformační metody, vznik a vývoj, varianty deformační metody. Výpočtový model a stupeň přetvárné neurčitosti.
2. Obecná deformační metoda pro rovinné prutové konstrukce. Podmínky rovnováhy, parametry deformace, vázané uzly. Skalární a maticová forma.
3. Analýza přímého prutu proměnného průřezu: primární a sekundární stav.
4. Lokální veličiny, primární vektor a matice tuhosti. Prut kloubově připojený, konzola.
5. Prut konstantního průřezu. Geometrická transformace, globální matice prutu.
6. Analýza prutové soustavy, sestavení soustavy rovnic, kódové číslo a lokalizace.
7. Dokončení řešení prutů – výpočet vnitřních sil a deformací na prutech. Určení reakcí a kontrola řešení. Chyby při řešení rámů deformační metodou. Jiná varianta sestavování rovnic.
8. Zvláštnosti řešení pravoúhlých rámů a spojitých nosníků. Teplotní vlivy, popuštění podpor.
9. Příhradový nosník obecnou deformační metodou.
10. Prut proměnného průřezu, výškový přímkový náběh, určení deformačních součinitelů (analytické řešení, numerická integrace).
11. Řešení prostorových rámů obecnou deformační metodou.
12. Výpočtový model pro zjednodušenou deformační metodu ve skalárním tvaru.
13. Koncové momenty, vnitřní síly. Styčníková a patrová rovnice.

Učební cíle

Objasnit princip deformační metody výpočtu staticky neurčitých konstrukcí. Naučit používat obecnou i zjednodušenou deformační metodu pro výpočty staticky neurčitých prutových soustav a rámových konstrukcí včetně vlivu náběhů.

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.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program B-K-C-SI (N) bakalářský

    obor K , 3 ročník, zimní semestr, povinný
    obor S , 3 ročník, zimní semestr, povinný

  • Program B-P-C-SI (N) bakalářský

    obor K , 3 ročník, zimní semestr, povinný
    obor S , 3 ročník, zimní semestr, povinný

  • Program B-P-E-SI (N) bakalářský

    obor K , 3 ročník, zimní semestr, povinný
    obor S , 3 ročník, zimní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Jiří Kytýr, CSc.

Osnova

1. Úvod, obsah a osnova předmětu. Podstata deformační metody, vznik a vývoj, varianty deformační metody. Výpočtový model a stupeň přetvárné neurčitosti.
2. Obecná deformační metoda pro rovinné prutové konstrukce. Podmínky rovnováhy, parametry deformace, vázané uzly. Skalární a maticová forma.
3. Analýza přímého prutu proměnného průřezu: primární a sekundární stav.
4. Lokální veličiny, primární vektor a matice tuhosti. Prut kloubově připojený, konzola.
5. Prut konstantního průřezu. Geometrická transformace, globální matice prutu.
6. Analýza prutové soustavy, sestavení soustavy rovnic, kódové číslo a lokalizace.
7. Dokončení řešení prutů – výpočet vnitřních sil a deformací na prutech. Určení reakcí a kontrola řešení. Chyby při řešení rámů deformační metodou. Jiná varianta sestavování rovnic.
8. Zvláštnosti řešení pravoúhlých rámů a spojitých nosníků. Teplotní vlivy, popuštění podpor.
9. Příhradový nosník obecnou deformační metodou.
10. Prut proměnného průřezu, výškový přímkový náběh, určení deformačních součinitelů (analytické řešení, numerická integrace).
11. Řešení prostorových rámů obecnou deformační metodou.
12. Výpočtový model pro zjednodušenou deformační metodu ve skalárním tvaru.
13. Koncové momenty, vnitřní síly. Styčníková a patrová rovnice.

Cvičení

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Jiří Kytýr, CSc.

Osnova

1. Opakování řešení jednoduchých staticky neurčitých soustav silovou metodou. Průběhy vnitřních sil. Rozbor statické a kinematické určitosti prutových soustav.
2. Výpočtové modely prutových konstrukcí pro deformační metodu, analýza přetvárné neurčitosti. Řešení lomeného staticky určitého nosníku se silovým zatížením obecnou deformační metodou.
3. Dokončení řešení lomeného staticky určitého nosníku se silovým zatížením, koncové síly, průběhy vnitřních sil a reakce.
4. Řešení spojitého nosníku se silovým zatížením obecnou deformační metodou.
5. Řešení složitějšího staticky neurčitého rámu obecnou deformační metodou.
6. Dokončení řešení složitějšího rámu – soustava rovnic, koncové síly, průběhy vnitřních sil a reakce. Kontrolní test 1.
7. Řešení nosníku se silovým a deformačním zatížením.
8. Komplexní řešení staticky neurčitého rámu obecnou deformační metodou.
9. Dokončení řešení komplexního rámu – soustava rovnic, koncové síly, průběhy vnitřních sil a reakce. Kontrolní test 2.
10. Příhradová soustava řešená obecnou deformační metodou.
11. Dokončení řešení příhradové soustavy. Opravný test. Zápočty.
12. RFEM–SCIA: Seznámení s prostředím systému, zadání nového projektu, jednotek, materiálů, průřezů. Zadání a výpočet spojitého nosníku včetně konzoly. Zatěžovací stavy a jejich kombinace.
13. RFEM–SCIA: Rovinný rám – šachovnicové zatížení, zatížení teplotou a poklesem podpor, vyhodnocení výsledků.