Detail předmětu

Vybrané statě ze stavební mechaniky 1 (K)

FAST-BDB012Ak. rok: 2021/2022

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

Student zvládne cíl předmětu, tedy osvojí si znalosti o modelech přetváření a porušování materiálů ve stavebnictví se zvláštním zřetelem na teorie porušování kvazikřehkých materiálů jako např. beton. Znalosti o některých z modelů přetváření a porušování si dále prohloubí při práci se specializovaným softwarem pro analýzu betonových a železobetonových konstrukcí. Získá povědomí o pokročilých teoriích postihujících vybrané jevy vyskytujících se v oblasti kvazikřehkých konstrukcí, jako např. vliv velikosti, náhodné rozdělení pevnosti, apod.

Prerekvizity

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

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.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program BPC-SI bakalářský

    specializace 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.