Detail předmětu

Betonové konstrukce (S)

FAST-CL001Ak. rok: 2022/2023

Podstata předpjatého betonu. Předem a dodatečně předpínané konstrukce. Vlastnosti materiálů. Technologie předem předpjatého a dodatečně předpjatého betonu. Ztráty předpětí. Metoda ekvivalentního zatížení, staticky určité a neurčité konstrukce. Statická odezva konstrukcí zatížených předpětím, základní napětí. Vznik trhlin. Tahová napětí v betonu po vzniku trhlin. Výpočet šířky trhlin a průhybu. Mezní stav únosnosti, metoda mezních přetvoření, únosnost ve smyku. Navrhování předpjatých betonových prvků a nosných systémů včetně jejich konstrukčního řešení. Způsoby a statická analýza zesilování betonových a zděných konstrukcí. Navrhování betonových konstrukcí na účinky požáru.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Garant předmětu

prof. RNDr. Ing. Petr Štěpánek, CSc., dr. h. c.

Zajišťuje ústav

Ústav betonových a zděných konstrukcí (BZK)

Výsledky učení předmětu

Student získá tyto znalosti a dovednosti:
• Schopnost porozumět statickému působení předpjatých betonových konstrukcí.
• Schopnost analyzovat a navrhovat předpjaté betonové prvky a nosné systémy včetně jejich provádění a konstrukčního řešení.

Prerekvizity

stavební mechanika, pružnost, plasticita, dimenzování betonových prvků, navrhování betonových a zděných konstrukcí

Osnovy výuky

1. Podstata předpjatého betonu, srovnání s železobetonem, statické působení. Vlastnosti materiálů, výroba.
2. Technologie předpjatého betonu, základní terminologie, předem a dodatečně předpjatý beton, předpínací systémy.
3. Předpětí a jeho změny.
4. Účinky předpětí na betonové prvky a konstrukce. Metoda ekvivalentního zatížení. Návrh předpětí metodou vyrovnání zatížení. Vliv výstavby na návrh předpjatých konstrukcí.
5. Základní principy dimenzování předpjatých prvků. Mezní únosnost prvků namáhaných osovou silou a ohybem, stav dekomprese, počáteční napjatost průřezu. Prvky namáhané smykem a kroucením, analýza napjatosti, dimenzování.
6. Analýza kotevní oblasti – namáhání, výpočetní model, posouzení a vyztužení. Mezní stavy použitelnosti. Omezení napětí, mezní stav trhlin, výpočet šířky trhlin. Deformace předpjatých konstrukcí.
7.- 8. Navrhování a provádění vybraných předpjatých konstrukcí pozemních a inženýrských staveb.
9. Zásady statického přístupu k rekonstrukcím betonových a zděných konstrukcí a základů, způsoby zesilování.
10. Zesilování betonových a zděných konstrukcí pomocí předpětí - způsoby zesilování, provádění, statická analýza.
11. Navrhování betonových konstrukcí na účinky požáru. Účinek požáru na konstrukce. Stanovení požární odolnosti.
12.- 13. Chování materiálů při účinku požáru. Návrhové přístupy. Zjednodušené výpočetní metody.

Učební cíle

Porozumění statickému působení předpjatých betonových konstrukcí. Návrh předpjatých betonových prvků a nosných systémů, analýza, technologie a konstrukční zásady.

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

BAŽANT, Zdeněk a KLUSÁČEK, Ladislav. Statika při rekonstrukcích objektů. Brno: CERM, 2010. ISBN 978-80-7204-692-8. (CS)
COLLINS, Michael P. a MITCHELL, Denis. Prestressed Concrete Structures. New Jersey: Prentice Hall, 1991. ISBN 0-13-691635-X. (EN)
NAVRÁTIL, Jaroslav. Předpjaté betonové konstrukce. Brno: CERM, 2008. ISBN 978-80-7204-561-7. (CS)
PROCHÁZKA, Jaroslav, ŠTEFAN, Radek a VAŠKOVÁ, Jitka. Navrhování betonových a zděných konstrukcí na účinky požáru. Praha: ČVUT, 2010. ISBN 978-80-01-04613-5. (CS)

Doporučená literatura

Elektronické studijní opory FAST VUTNavrátil Jaroslav, Zich Miloš. Předpjatý beton - průvodce. 68 stran, 2007 (CS)
GERWICK, Ben C. Construction of Prestressed Concrete Structures. USA: John Wiley and Sons, 1997. ISBN 978-0-471-18113-2. (EN)
PROCHÁZKA, Jaroslav a kol. Navrhování betonových konstrukcí podle norem ČSN EN 1992 (EUROKÓDU 2). Část 2: Předpjatý beton. Praha: ČBS Servis, 2010. ISBN 978-80-87158-21-0. (CS)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program N-P-C-SI (N) magisterský navazující

    obor S , 1 ročník, zimní semestr, povinný
    obor S , 1 ročník, zimní semestr, povinný
    obor S , 1 ročník, zimní semestr, povinný

  • Program N-K-C-SI (N) magisterský navazující

    obor S , 1 ročník, zimní semestr, povinný
    obor S , 1 ročník, zimní semestr, povinný
    obor S , 1 ročník, zimní semestr, povinný

  • Program N-P-E-SI (N) magisterský navazující

    obor S , 1 ročník, zimní semestr, povinný
    obor S , 1 ročník, zimní semestr, povinný
    obor S , 1 ročník, zimní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. RNDr. Ing. Petr Štěpánek, CSc., dr. h. c.

Osnova

1. Podstata předpjatého betonu, srovnání s železobetonem, statické působení. Vlastnosti materiálů, výroba. 2. Technologie předpjatého betonu, základní terminologie, předem a dodatečně předpjatý beton, předpínací systémy. 3. Předpětí a jeho změny. 4. Účinky předpětí na betonové prvky a konstrukce. Metoda ekvivalentního zatížení. Návrh předpětí metodou vyrovnání zatížení. Vliv výstavby na návrh předpjatých konstrukcí. 5. Základní principy dimenzování předpjatých prvků. Mezní únosnost prvků namáhaných osovou silou a ohybem, stav dekomprese, počáteční napjatost průřezu. Prvky namáhané smykem a kroucením, analýza napjatosti, dimenzování. 6. Analýza kotevní oblasti – namáhání, výpočetní model, posouzení a vyztužení. Mezní stavy použitelnosti. Omezení napětí, mezní stav trhlin, výpočet šířky trhlin. Deformace předpjatých konstrukcí. 7.- 8. Navrhování a provádění vybraných předpjatých konstrukcí pozemních a inženýrských staveb. 9. Zásady statického přístupu k rekonstrukcím betonových a zděných konstrukcí a základů, způsoby zesilování. 10. Zesilování betonových a zděných konstrukcí pomocí předpětí - způsoby zesilování, provádění, statická analýza. 11. Navrhování betonových konstrukcí na účinky požáru. Účinek požáru na konstrukce. Stanovení požární odolnosti. 12.- 13. Chování materiálů při účinku požáru. Návrhové přístupy. Zjednodušené výpočetní metody.

Cvičení

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

prof. RNDr. Ing. Petr Štěpánek, CSc., dr. h. c.

Osnova

1. Účinky předpětí na staticky určité konstrukce. Zadání individuálních příkladů. 2. Projekt na téma: Návrh a posouzení předpjatého střešního vazníku. Účinky a kombinace zatížení, návrh průřezu, charakteristiky materiálů, druhy výztuže, konstrukční zásady. 3.- 4. Projekt pokračování. Návrh výstřednosti a velikosti předpínací síly, návrh množství předpínací výztuže. Ověření průřezu. 5.- 6. Projekt pokračování. Změny předpětí krátkodobé (výrobní). Změny předpětí dlouhodobé (provozní). 7. Projekt pokračování. Ověření návrhu podle mezních stavů použitelnosti – omezení napětí, omezení trhlin. 8.- 9. Projekt pokračování. Ověření návrhu podle mezních stavů únosnosti – namáhání ohybovým momentem. 10. Projekt pokračování. Schéma vyztužení vazníku předpínací výztuží. 11.- 12. Navrhování betonových konstrukcí na účinky požáru. 13. Odevzdání projektu a příkladů. Zápočet.