Detail předmětu

Betonové konstrukce (S)

FAST-NLA022Ak. 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. Navrhování betonových konstrukcí na účinky požáru. Způsoby a statická analýza zesilování betonových a zděných konstrukcí.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Garant předmětu

doc. Ing. Miloš Zich, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav betonových a zděných konstrukcí (BZK)

Nabízen zahraničním studentům

Všech fakult

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 a 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. Navrhování betonových konstrukcí na účinky požáru. Účinek požáru na konstrukce. Stanovení požární odolnosti.
10.–11. Chování materiálů při účinku požáru. Návrhové přístupy. Zjednodušené výpočetní metody.
12. Zásady statického přístupu k rekonstrukcím betonových a zděných konstrukcí a základů, způsoby zesilování.
13. Zesilování betonových a zděných konstrukcí pomocí předpětí - způsoby zesilování, provádění, statická analýza.

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 NPC-SIS magisterský navazující 1 ročník, zimní semestr, povinný
  • Program NPA-SIS magisterský navazující 1 ročník, zimní semestr, povinný
  • Program NKC-SIS magisterský navazující 1 ročník, zimní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Ing. Josef Panáček
doc. Ing. Ladislav Klusáček, CSc.
Ing. Jiří Strnad, Ph.D.
doc. Ing. Ivana Laníková, Ph.D.

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. Navrhování betonových konstrukcí na účinky požáru. Účinek požáru na konstrukce. Stanovení požární odolnosti. 10.–11. Chování materiálů při účinku požáru. Návrhové přístupy. Zjednodušené výpočetní metody. 12. Zásady statického přístupu k rekonstrukcím betonových a zděných konstrukcí a základů, způsoby zesilování. 13. Zesilování betonových a zděných konstrukcí pomocí předpětí - způsoby zesilování, provádění, statická analýza.

Cvičení

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Ladislav Klusáček, CSc.
doc. Ing. Miloš Zich, Ph.D.
Ing. Jan Perla
Ing. Michal Požár, Ph.D.
Ing. Jakub Venclovský, Ph.D.
Ing. Ondřej Januš, Ph.D.
Ing. Adam Svoboda, Ph.D.

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.