Detail předmětu

Stavební mechanika 2

FAST-BDA016Ak. rok: 2021/2022

Rozdělení stavebních konstrukcí, rovinné prutové konstrukce. Zatížení stavebních konstrukcí, účinek pohyblivého zatížení. Princip virtuálních prací, výpočet posunutí a pootočení prutových soustav metodou jednotkových sil. Staticky neurčité konstrukce, stupeň statické neurčitosti, silová metoda. Spojitý nosník metodou třímomentových rovnic. Rovinný rám, rovinný oblouk a staticky neurčitý příhradový nosník silovou metodou. Deformační metoda a její varianty. Výpočtový model a stupeň přetvárné neurčitosti. Analýza přímého prutu konstantního průřezu, lokální veličiny, primární vektor a matice tuhosti. Geometrická transformace, globální matice prutu. Analýza prutové soustavy. Koncové sily a průběhy vnitřních sil na prutech. Stanovení reakcí a kontrola řešení.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

3

Garant předmětu

doc. Ing. Hana Šimonová, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav stavební mechaniky (STM)

Výsledky učení předmětu

Student bude umět řešit staticky neurčité konstrukce, rovinné staticky neurčité nosníky, rovinné oblouky, spojité nosníky a rovinné rámy, rovinné příhradoviny a rošty silovou metodou. Bude obeznámen s obecnou deformační metodou pro výpočet staticky neurčitých konstrukcí a principem metody konečných prvků.

Prerekvizity

Lineární algebra, základy maticového počtu, řešení systémů lineárních algebraických rovnic, základy vektorového počtu, analytická geometrie, derivace funkce, neurčitý integrál, určitý integrál, aplikace integrálního počtu v geometrii a fyzice,mechanická energie, fyzikální práce, momenty setrvačnosti. Statická analýza staticky určitých nosníků.

Osnovy výuky

1. Rozdělení stavebních konstrukcí, předpoklady řešení. Statika prutových konstrukcí. Pohyblivé zatížení.
2. Lagrangeův princip virtuálních prací, věty o vzájemnosti. Mohrův integrál, Vereščaginovo pravidlo.
3. Určení posunutí a pootočení přímých, lomených a příhradových nosníků metodou jednotkových sil.
4. Metody řešení staticky neurčitých konstrukcí. Stupeň statické neurčitosti. Princip silové metody.
5. Spojitý nosník řešený pomocí třímomentové rovnice. Silové i deformační zatížení, využití tvarové symetrie.
6. Rovinný rám řešený silovou metodou. Rovinný oblouk řešený silovou metodou.
7. Staticky neurčitý příhradový nosník řešený silovou metodou. Podstata deformační metody a její varianty.
8. Výpočtový model, počet stupňů volnosti. Podmínky rovnováhy, parametry deformace. Maticová forma.
9. Analýza přímého prutu konstantního průřezu. Lokální veličiny, primární vektor a matice tuhosti.
10. Geometrická transformace do globálních souřadnic, globální matice prutu. Analýza prutové soustavy.
11. Analýza prutů, výpočet koncových sil, průběhy vnitřních sil. Určení reakcí, kontrola řešení.
12. Příhradový nosník řešený deformační metodou. Řešení prostorových rámů deformační metodou.
13. Další problémy a metody stavební mechaniky. Desky a skořepiny. Dynamika stavebních konstrukcí.

Učební cíle

Vyhodnotit účinky zatížení stavebních konstrukcí včetně pohyblivých.
Objasnit princip virtuálních prací a věty o vzájemnosti virtuálních prací a výpočty deformací prutových soustav metodou jednotkových sil.
Seznámit se silovou metodou výpočtu staticky neurčitých konstrukcí a její aplikací, naučit řešit rovinné staticky neurčité vetknuté nosníky, spojité nosníky, rovinné rámy, rovinné oblouky včetně vlivu popuštění podpor a vlivu změny teploty. Naučit statické řešení staticky neurčitých rovinných příhradových konstrukcí.
Objasnit princip deformační metody výpočtu staticky neurčitých prutových konstrukcí. Naučit používat obecnou deformační metodu pro výpočty staticky neurčitých prutových soustav a rámových konstrukcí včetně vlivu náběhů, pružně poddajného připojení a popuštění podpor.
Seznámit s podstatou metody konečných prvků a úvodem do stavební dynamiky.

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-APS bakalářský 1 ročník, letní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Hana Šimonová, Ph.D.

Osnova

1. Rozdělení stavebních konstrukcí, předpoklady řešení. Statika prutových konstrukcí. Pohyblivé zatížení. 2. Lagrangeův princip virtuálních prací, věty o vzájemnosti. Mohrův integrál, Vereščaginovo pravidlo. 3. Určení posunutí a pootočení přímých, lomených a příhradových nosníků metodou jednotkových sil. 4. Metody řešení staticky neurčitých konstrukcí. Stupeň statické neurčitosti. Princip silové metody. 5. Spojitý nosník řešený pomocí třímomentové rovnice. Silové i deformační zatížení, využití tvarové symetrie. 6. Rovinný rám řešený silovou metodou. Rovinný oblouk řešený silovou metodou. 7. Staticky neurčitý příhradový nosník řešený silovou metodou. Podstata deformační metody a její varianty. 8. Výpočtový model, počet stupňů volnosti. Podmínky rovnováhy, parametry deformace. Maticová forma. 9. Analýza přímého prutu konstantního průřezu. Lokální veličiny, primární vektor a matice tuhosti. 10. Geometrická transformace do globálních souřadnic, globální matice prutu. Analýza prutové soustavy. 11. Analýza prutů, výpočet koncových sil, průběhy vnitřních sil. Určení reakcí, kontrola řešení. 12. Příhradový nosník řešený deformační metodou. Řešení prostorových rámů deformační metodou. 13. Další problémy a metody stavební mechaniky. Desky a skořepiny. Dynamika stavebních konstrukcí.

Cvičení

13 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Hana Šimonová, Ph.D.

Osnova

1. Mimostředný tah a tlak, poloha neutrální osy, jádro průřezu. Posouzení prutů na vzpěr. 2. Deformace ohýbaných nosníků, Mohrova metoda, Clebschova metoda, Mohrův integrál, Vereščaginovo pravidlo. 3. Rovinné nosníky řešené silovou metodou. 4. Spojitý nosník řešený pomocí třímomentové rovnice. 5. Rovinné rámy řešený silovou metodou. 6. Rovinné rámy řešené zjednodušenou deformační metodou. 7. Obecná deformační metoda.