Detail předmětu

Předpjaté stavební konstrukce

FAST-CL002Ak. rok: 2022/2023

Podstata předpjatého betonu. Předem a dodatečně předpínané konstrukce, základní rozdíly, vlastnosti materiálů, výroba. Technologie předem předpjatého a dodatečně předpjatého betonu, předpínací systémy. Předpětí a jeho změny. Účinky předpětí na betonové prvky a konstrukce, staticky určité a neurčité konstrukce. Mezní stav únosnosti, metoda mezních přetvoření, únosnost ve smyku. Vznik trhlin. Výpočet šířky trhlin a průhybu předpjatých prvků. Navrhování a provádění předpjatých konstrukcí pozemních a inženýrských staveb. Uplatnění předpětí u zděných konstrukcí. Zesilování zděných konstrukcí pomocí předpětí. Navrhování a provádění základních typů betonových mostů.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

3

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.
• Znalost navrhování a provádění předpjatých betonových a zděných prvků a nosných systémů včetně jejich konstrukčního řešení.

Prerekvizity

stavební mechanika, pružnost, plasticita, dimenzování betonových a zděných 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.- 4. Předpětí a jeho změny. 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. Uplatnění předpětí u zděných konstrukcí – konstrukční úpravy, principy statického řešení a dimenzování.
10. Zesilování zděných konstrukcí pomocí předpětí - způsoby zesilování, provádění, statická analýza.
11. Navrhování a provádění základních typů deskových a trámových mostů z předpjatého betonu.
12. Problémy návrhu a provádění mostů betonovaných na pevné a posuvné skruži, letmo betonovaných a vysouvaných.
13. Problémy návrhu a provádění mostů prefabrikovaných, segmentových a letmo montovaných.

Učební cíle

Porozumění statickému působení předpjatých betonových konstrukcí.
Návrh a provádění 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

MENN, Christian. Prestressed Concrete Bridges. Birkhäuser Verlag, 1991. ISBN 0817624147. (EN)
STRÁSKÝ, Jiří. Betonové mosty. Praha: ČSSI, 2001. ISBN 80-86426-05-X. (CS)
ŠAFÁŘ, Roman. Betonové mosty 2. Přednášky. Praha: ČVUT, 2014. ISBN 978-80-01-05543-4. (CS)

Doporučená literatura

Elektronické studijní opory FAST VUTStráský Jiří, Nečas Radim. Technologie výstavby mostů. 43 stran, 2009; Stráský Jiří, Nečas Radim. Analýza betonových mostů. 61 stran, 2009; Stráský Jiří, Nečas Radim. Vybrané problémy navrhování mostů. 83 stran, 2009 (CS)
HOLST, Ralph a HOLST, Karl, Heinz. Brücken aus Stahlbeton und Spannbeton. Berlin: Ernst und Sohn, 2013. ISBN: 978-3-433-02953-4 (DE)
JANDA, Lubor, KLEISNER, Zdeněk a ZVARA, Jozef. Betonové mosty. Praha: SNTL, 1988. (CS)
LIEBENBERG, A. C. Concrete Bridge - Design and Construction. New York: John Wiley and Sons, 1992. ISBN 0470218657. (EN)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

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

    obor R , 1 ročník, zimní semestr, povinný

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

    obor R , 1 ročník, zimní semestr, povinný

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

    obor R , 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.- 4. Předpětí a jeho změny. 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. Uplatnění předpětí u zděných konstrukcí – konstrukční úpravy, principy statického řešení a dimenzování. 10. Zesilování zděných konstrukcí pomocí předpětí - způsoby zesilování, provádění, statická analýza. 11. Navrhování a provádění základních typů deskových a trámových mostů z předpjatého betonu. 12. Problémy návrhu a provádění mostů betonovaných na pevné a posuvné skruži, letmo betonovaných a vysouvaných. 13. Problémy návrhu a provádění mostů prefabrikovaných, segmentových a letmo montovaných.

Cvičení

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