Detail předmětu

Vybrané statě z betonových konstrukcí 2 (K)

FAST-NLB038Ak. rok: 2022/2023

Nelineární materiálové modely betonu a vyztuženého betonu, jejich použití v některých dostupných komerčních programových systémech využívajících MKP (metody konečných prvků).
Modelování chování průřezů betonových prvků (lineární i nelineární analýza) a jejich napojení na analýzu metody konečných prvků. Nelineární analýza vyztužených betonových průřezů.
Řešení stavu napjatosti od zatížení teplotou.

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 analyzovat lineární a nelineární chování průřezů betonových konstrukcí.
• Schopnost nelineární analýzy betonových konstrukcí a jejich částí.

Prerekvizity

stavební mechanika, numerické metody, betonové konstrukce, předpjatý beton

Osnovy výuky

1. Modelování chování průřezů betonových prvků, lineární i nelineární analýza. Obecná formulace problému jako fyzikálně nelineární úlohy.
2. Řešení podmínek rovnováhy. Iterační metody. Kontrola únosnosti.
3. Nelineární materiálové modely betonu a vyztuženého betonu.
4. Trhliny, lokalizace trhlin, lomová energie, modelování působení betonu v tahu.
5. Prostorová napjatost betonu, drcení betonu. Metody řešení soustavy nelineárních rovnic.
6. Přístupy pro řešení nelineárních úloh: vrstvičkový, integrální.
7. Nelineární modelování deskových betonových konstrukcí.
8. Nelineární analýza předpjatých betonových průřezů. Optimalizace návrhu výztuže do průřezu.
9. Nelineární materiálové modely betonu a vyztuženého betonu v některých dostupných komerčních programových systémech MKP.
10. Teplotní účinky na beton – výpočet účinků teplotního zatížení na konstrukce.

Učební cíle

Schopnost analyzovat lineární a nelineární chování průřezů betonových konstrukcí.
Nelineární analýza betonových konstrukcí a jejich částí.

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

KOLÁŘ, Vladimír, NĚMEC, Ivan a KANICKÝ, Viktor. FEM - principy a praxe metody konečných prvků. Praha: Computer Press, 1997. ISBN 8072260219 (CS)

Doporučená literatura

ČERVENKA, Vladimír, Libor JENDELE a Jan ČERVENKA. ATENA Program Documentation, Part 1 - Theory. Praha: Cervenka Consulting, 2012. (EN)
GHALI, Amin, Renaud FAVRE a Mamdouh ELBADRY. Concrete Structures. Stresses and Deformations: Analysis and Design for Sustainabil. London: Spon Press, 2012. ISBN 978-0-415-58561-3 (EN)
KHONKE, P. ANSYS - User Manual. Cannonsburg: SAS IP, 1999. (EN)
KOLÁŘ, Vladimír et al. Výpočet plošných a prostorových konstrukcí metodou konečných prvků. Praha: SNTL, 1979. (CS)
Kolektiv autorů. Scia Engineer 2013 Manuals. Nemetschek Scia, 2013. (EN)
ZIENKIEWICZ, O, C., TAYLOR, R. L. a ZHU, J. Z. The Finite Element Method: Its Basis and Fundamentals. Amsterdam: Elsevier Butterworth-Heinemann, 2005. ISBN 0-7506-6320-0 (EN)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program NPC-SIK magisterský navazující 2 ročník, zimní semestr, povinně volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

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

Osnova

1. Modelování chování průřezů betonových prvků, lineární i nelineární analýza. Obecná formulace problému jako fyzikálně nelineární úlohy. 2. Řešení podmínek rovnováhy. Iterační metody. Kontrola únosnosti. 3. Nelineární materiálové modely betonu a vyztuženého betonu. 4. Trhliny, lokalizace trhlin, lomová energie, modelování působení betonu v tahu. 5. Prostorová napjatost betonu, drcení betonu. Metody řešení soustavy nelineárních rovnic. 6. Přístupy pro řešení nelineárních úloh: vrstvičkový, integrální. 7. Nelineární modelování deskových betonových konstrukcí. 8. Nelineární analýza předpjatých betonových průřezů. Optimalizace návrhu výztuže do průřezu. 9. Nelineární materiálové modely betonu a vyztuženého betonu v některých dostupných komerčních programových systémech MKP. 10. Teplotní účinky na beton – výpočet účinků teplotního zatížení na konstrukce.

Cvičení

13 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Ivana Laníková, Ph.D.

Osnova

1.–3. Analýza výpočtu únosnosti průřezu namáhaného momentem a normálovou silou – fyzikální nelinearita betonu a oceli. Vrstvičkový model tlačené části betonu. Algoritmizace výpočtu v procesoru Microsoft Excel. 4. Korekce. 5.–6. Výpočet průhybu obousměrně vyztužené desky v software Scia Engineer využitím nelineárního řešení, které nabízí software. 7. Korekce. 8.–9. Výpočet průhybu obousměrně vyztužené desky v software Scia Engineer – použití více kroků (iterace) lineárního řešení – nelineální chování zohledněno ručně změnou matic tuhosti prvků v každém kroku řešení. 10. Odevzdání příkladů. Zápočet.