Detail předmětu

Vybrané statě ze stavební mechaniky 1 (K)

FAST-BD053Ak. rok: 2018/2019

Teorie přetváření a porušování materiálů stavebních konstrukcí.
Viskoelasticita - dotvarování a relaxace. Základní reologické modely a jejich skládání. Funkce poddajnosti pro beton.
Modely plasticity pro jednoosou i víceosou napjatost. Matematický popis plastického přetváření. Podmínky plasticity.
Základny lineární lomové mechaniky. Griffithivo kritérium křehkého lomu. Energetická bilance v tělese s trhlinou, kritérium stability trhliny. Řešení napjatosti v tělese s trhlinou, módy šíření trhliny. Faktor intenzity napětí, lomová houževnatost. Vliv velikosti. Klasické nelineární modely, mechanismy zhouževnatění. Modely kohezivní trhliny a jejich parametry, lomová energie, funkce tahového změkčení. Mechanika poškození. Stochastické aspekty porušení kvazikřehkých materiálů/konstrukcí.
Nosné lano v rovině – vláknový polygon, parabolická řetezovka, lano zatížené libovolným svislým zatížením, lanová rovnice. Tížná řetězovka.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

4

Garant předmětu

prof. Ing. Miroslav Vořechovský, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav stavební mechaniky (STM)

Výsledky učení předmětu

Výsledkem jsou praktické znalostí o modelech a teoriích použitelných pro neelastické přetváření a následné porušování materiálů stavebních konstrukcí s důrazem na kvazikřehké silikátové kompozity. Student získá dovednosti provést nelineární konstrukční analýzu železobetonové konstrukce pomocí vhodného softwaru včetně vyhodnocení průběhu porušení a jeho důsledků. Studenti si navíc osvojí znalosti o nosném lanu.

Prerekvizity

základy stavební mechaniky, statiky stavebních konstrukcí a teorie pružnosti a plasticity, základy metody konečných prvků, infinitezimální počet, maticový počet, základy numerické matematiky

Korekvizity

základy stavební mechaniky, statiky stavebních konstrukcí a teorie pružnosti a plasticity, základy metody konečných prvků, infinitezimální počet, maticový počet, základy numerické matematiky

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Přednášky formou prezentací doplněné diskusemi a odvozováním na tabuli. Dále práce na projektech za použití pokročilých programů na PC.

Způsob a kritéria hodnocení

Podmínkou pro úspěšné absolvování předmětu jsou: (i) dostatčná docházka, (ii) úspěšné splněná samostatně zpracovaného projektu na počítači, (iii) aktivní práce ve cvičeních. Dále je třeba zodpovědět alespoň na 50 % otázky v písemné zkoušce.

Osnovy výuky

1. Rozdělení konstrukčních materiálů podle typu jejich porušování. Rozdělení modelů mechanického chování materiálů.
2. Viskoelasticita. Dotvarování a funkce poddajnosti. Maxwellův a Kelvinův model/řetězec. Funkce poddajnosti pro beton.
3. Plasticita. Fyzikální motivace. Schmidův zákon. Modely plasticity pro jednoosou a víceosou napjatost.
4. Lomová mechanika. Základy lineární elastické lomové mechaniky.
Koncentrace napětí v blízkosti vrubů.
5. Lomová mechanika. Klasické nelineární modely. Projevy nelineárního lomového chování kvazikřehkých materiálů. Vznik a vývoj lomové procesní zóny. Mechanizmy zhouževnatění v lomové procesní zóně.
6. Lomová mechanika. Klasické nelineární modely. Parametry modelů kohezivní trhliny. Lomová mechanika. Modely založené na mechanice kontinua a diskrétní modely.
7. Mechanika poškození. Rozdělení modelů porušení betonu a jejich hierarchie.
8. Spolehlivost a stochastické aspekty porušování a přetváření konstrukcí.
9. Interakce postupného porušování a prostorové proměnlivosti parametrů v betonu.
10. Nosné lano v rovině - úvod do problematiky, vláknový polygon, parabolická řetezovka.
11. Statika nosného lana v rovině - lano zatížené libovolným svislým zatížením, lanová rovnice.

Učební cíle

Získání znalostí o modelech a teoriích použitelných pro neelastické přetváření a následné porušování materiálů stavebních konstrukcí s důrazem na kvazikřehké silikátové kompozity. Získání dovednosti provést nelineární konstrukční analýzu železobetonové konstrukce pomocí vhodného specializovaného softwaru včetně vyhodnocení průběhu porušení a jeho důsledků.

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.

Doporučené volitelné složky programu

spolupráce na projektech vedených učitelem

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program B-K-C-SI (N) bakalářský

    obor K , 4 ročník, letní semestr, povinně volitelný

  • Program B-P-C-SI (N) bakalářský

    obor K , 4 ročník, letní semestr, povinně volitelný

  • Program B-P-E-SI (N) bakalářský

    obor K , 4 ročník, letní semestr, povinně volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Miroslav Vořechovský, Ph.D.

Osnova

1. Rozdělení konstrukčních materiálů podle typu jejich porušování. Rozdělení modelů mechanického chování materiálů.
2. Viskoelasticita. Dotvarování a funkce poddajnosti. Maxwellův a Kelvinův model/řetězec. Funkce poddajnosti pro beton.
3. Plasticita. Fyzikální motivace. Schmidův zákon. Modely plasticity pro jednoosou a víceosou napjatost.
4. Lomová mechanika. Základy lineární elastické lomové mechaniky.
Koncentrace napětí v blízkosti vrubů.
5. Lomová mechanika. Klasické nelineární modely. Projevy nelineárního lomového chování kvazikřehkých materiálů. Vznik a vývoj lomové procesní zóny. Mechanizmy zhouževnatění v lomové procesní zóně.
6. Lomová mechanika. Klasické nelineární modely. Parametry modelů kohezivní trhliny. Lomová mechanika. Modely založené na mechanice kontinua a diskrétní modely.
7. Mechanika poškození. Rozdělení modelů porušení betonu a jejich hierarchie.
8. Spolehlivost a stochastické aspekty porušování a přetváření konstrukcí.
9. Interakce postupného porušování a prostorové proměnlivosti parametrů v betonu.
10. Nosné lano v rovině - úvod do problematiky, vláknový polygon, parabolická řetezovka.
11. Statika nosného lana v rovině - lano zatížené libovolným svislým zatížením, lanová rovnice.

Cvičení

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Miroslav Vořechovský, Ph.D.

Osnova

1. Submission of individual problems to be solved on computer.
2. - 10. Work on the tasks with the help of the teacher.
11. Presentation of the results, credits.