Detail předmětu

Kov a konstrukční sklo v nosných konstrukcích budov

FAST-BOA017Ak. rok: 2022/2023

Předmět je zaměřen na základní principy statického působení a konstrukčního řešení prvků a systémů vícepodlažních budov se zaměřením na použití kovů a konstrukčního skla v nosné konstrukci. Součástí jsou znalosti materiálových vlastností nerezové oceli, hliníkových slitin a konstrukčního skla a jejich chování a uplatnění v nosné konstrukci budov, základní případy namáhání, statický a konstrukční návrh a praktické posuzování prvků z nerezové oceli, slitin hliníku a konstrukčního skla, včetně zásad výroby a montáže budov s nosnou konstrukcí z kovů a konstrukčního skla.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

4

Garant předmětu

prof. Ing. Marcela Karmazínová, CSc.

Zajišťuje ústav

Ústav kovových a dřevěných konstrukcí (KDK)

Prerekvizity

Statika stavebních konstrukcí, pružnost a plasticita; vlastnosti a zkoušení stavebních látek; principy působení, navrhování a posuzování konstrukčních prvků a spojů ocelových nosných konstrukcí; principy skladebného uspořádání a konstrukčního řešení ocelových nosných systémů budov.

Osnovy výuky

1. Soudobé trendy rozvoje vícepodlažních budov s kovovou nosnou konstrukcí (rozvoj konstruktivních forem, materiály a jejich kombinace, technologie). Příklady realizací.
2. Vývoj a perspektivy používání vícepodlažních budov – tradiční konstrukční systémy vícepodlažních budov, moderní vícepodlažní budovy s aplikací materiálů na bázi kovů (tj. nejen běžné oceli, ale i VP oceli, nerezové oceli, hliníku a jeho slitin) a konstrukčního skla v nosné konstrukci.
3. Konstrukční systémy vícepodlažních budov s ocelovou a ocelobetonovou nosnou konstrukcí. Prostorová tuhost, ztužidla a výztužné systémy.
4. Střešní konstrukce vícepodlažních budov. Střešní pláště z kovů a konstrukčního skla.
5. Nosné konstrukce stropů a podlah vícepodlažních budov. Použití prolamovaných nosníků a jejich návrh. Ocelobetonové spřažené stropní konstrukce.
6. Konstrukce fasád a stěnových plášťů vícepodlažních budov. Fasády a stěnové pláště z kovů a konstrukčního skla.
7. Sloupy vícepodlažních budov, patky a kotvení sloupů.
8. Konstrukční sklo v nosných konstrukcích vícepodlažních budov – sklo jako materiál (fyzikální a mechanické vlastnosti skla, povrchové úpravy), druhy skla (plavené sklo, tepelně upravované sklo – kalené, chemicky upravované sklo, vrstvené a bezpečnostní sklo), experimentální ověření vlastností skla.
9. Navrhování tlačených a ohýbaných nosných prvků z konstrukčního skla včetně posouzení ztráty stability (vzpěr, klopení) a jejich aplikace v nosných konstrukcích vícepodlažních budov – sloupy, nosníky, výztužná žebra fasád a obvodových nosných plášťů z konstrukčního skla, hybridní nosníky z konstrukčního skla v kombinaci s jinými materiály (kov, dřevo atd.).
10. Navrhování deskových nosných prvků z konstrukčního skla a jejich aplikace v nosných konstrukcích vícepodlažních budov – podlahy, schodiště a zábradlí z konstrukčního skla.
11. Nerezová ocel v nosných konstrukcích vícepodlažních budov – fyzikální a mechanické vlastnosti nerezové oceli, zásady navrhování nosných prvků z nerezové oceli na tah, tlak, ohyb a rozdíly oproti běžné oceli, aplikace nerezové oceli v nosných konstrukcích vícepodlažních budov.
12. Hliník a slitiny hliníku v nosných konstrukcích vícepodlažních budov – fyzikální a mechanické vlastnosti hliníku a jeho slitin, zásady navrhování nosných prvků z hliníku a jeho slitin na tah, tlak, ohyb a rozdíly oproti oceli, aplikace hliníku a jeho slitin v nosných konstrukcích vícepodlažních budov.
13. Výroba a montáž vícepodlažních budov s nosnou kovovou konstrukcí. Zesilování a rekonstrukce objektů vícepodlažních budov s nosnou kovovou konstrukcí. Katastrofické události (např. zemětřesení) a jejich odraz na koncepci navrhování vícepodlažních budov.

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

ESDEP - European Steel Design Education Programme, SCI, London, CD ROM. (EN)
Ferjenčík, P., Lederer, F., Schun, J., Melcher, J., Voříšek, V., Chladný, E. Navrhovanie oceľových konštrukcií, 2. časť, ALFA Bratislava / SNTL Praha, 1985, 472 s. (SK)
Glass Structures and Engineering, edited by J. Belis et al, Springer 2016, 350 pp. ISSN 2363-5142. (EN)
Marek, P. a kol. Kovové konstrukce pozemních staveb, SNTL Praha 1985, 652 s. (CS)

Doporučená literatura

Aktuálně platné normativní dokumenty související s obsahem předmětu. (CS)
Bujňák, J. Spriahnuté oceľobetónové prefabrikované konštrukcie budov, EDIS - vydavateľstvo UNIZA, Žilina 2021, 109 s. ISBN 978-80-554-1854-4. (SK)
Karmazínová, M., Pilgr, M. Ocelové konstrukce vícepodlažních budov - pomůcka pro cvičení, skriptum FAST VUT, Brno, 2004. (CS)
Lehar, F., Opatřil, J. Ocelové skelety budov, SNTL, Praha 1971 (CS)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program BPC-EVB bakalářský 3 ročník, zimní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Marcela Karmazínová, CSc.
Ing. Ondřej Pešek, Ph.D.

Osnova

1. Soudobé trendy rozvoje vícepodlažních budov s kovovou nosnou konstrukcí (rozvoj konstruktivních forem, materiály a jejich kombinace, technologie). Příklady realizací. 2. Vývoj a perspektivy používání vícepodlažních budov – tradiční konstrukční systémy vícepodlažních budov, moderní vícepodlažní budovy s aplikací materiálů na bázi kovů (tj. nejen běžné oceli, ale i VP oceli, nerezové oceli, hliníku a jeho slitin) a konstrukčního skla v nosné konstrukci. 3. Konstrukční systémy vícepodlažních budov s ocelovou a ocelobetonovou nosnou konstrukcí. Prostorová tuhost, ztužidla a výztužné systémy. 4. Střešní konstrukce vícepodlažních budov. Střešní pláště z kovů a konstrukčního skla. 5. Nosné konstrukce stropů a podlah vícepodlažních budov. Použití prolamovaných nosníků a jejich návrh. Ocelobetonové spřažené stropní konstrukce. 6. Konstrukce fasád a stěnových plášťů vícepodlažních budov. Fasády a stěnové pláště z kovů a konstrukčního skla. 7. Sloupy vícepodlažních budov, patky a kotvení sloupů. 8. Konstrukční sklo v nosných konstrukcích vícepodlažních budov – sklo jako materiál (fyzikální a mechanické vlastnosti skla, povrchové úpravy), druhy skla (plavené sklo, tepelně upravované sklo – kalené, chemicky upravované sklo, vrstvené a bezpečnostní sklo), experimentální ověření vlastností skla. 9. Navrhování tlačených a ohýbaných nosných prvků z konstrukčního skla včetně posouzení ztráty stability (vzpěr, klopení) a jejich aplikace v nosných konstrukcích vícepodlažních budov – sloupy, nosníky, výztužná žebra fasád a obvodových nosných plášťů z konstrukčního skla, hybridní nosníky z konstrukčního skla v kombinaci s jinými materiály (kov, dřevo atd.). 10. Navrhování deskových nosných prvků z konstrukčního skla a jejich aplikace v nosných konstrukcích vícepodlažních budov – podlahy, schodiště a zábradlí z konstrukčního skla. 11. Nerezová ocel v nosných konstrukcích vícepodlažních budov – fyzikální a mechanické vlastnosti nerezové oceli, zásady navrhování nosných prvků z nerezové oceli na tah, tlak, ohyb a rozdíly oproti běžné oceli, aplikace nerezové oceli v nosných konstrukcích vícepodlažních budov. 12. Hliník a slitiny hliníku v nosných konstrukcích vícepodlažních budov – fyzikální a mechanické vlastnosti hliníku a jeho slitin, zásady navrhování nosných prvků z hliníku a jeho slitin na tah, tlak, ohyb a rozdíly oproti oceli, aplikace hliníku a jeho slitin v nosných konstrukcích vícepodlažních budov. 13. Výroba a montáž vícepodlažních budov s nosnou kovovou konstrukcí. Zesilování a rekonstrukce objektů vícepodlažních budov s nosnou kovovou konstrukcí. Katastrofické události (např. zemětřesení) a jejich odraz na koncepci navrhování vícepodlažních budov.

Cvičení

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Ondřej Pešek, Ph.D.
Ing. Pavla Bukovská, Ph.D.

Osnova

1. Individuální zadání projektu - vícepodlažní budovy. 2. Dispoziční řešení. 3. Stanovení zatížení. 4. Návrh nosné konstrukce obvodového pláště budovy. 5. Statický návrh střešní konstrukce. 6. Statický návrh stropní a podlahové konstrukce. 7. Statický návrh nosných sloupů budovy. 8. Návrh patky a kotvení sloupů. 9. Prostorová tuhost nosného systému, ztužidla. 10. – 13. Řešení detailů a vypracování výkresová dokumentace.