Detail předmětu

Vybrané statě ze stavební mechaniky 1 (S)

FAST-BD052Ak. rok: 2022/2023

Teorie přetváření a porušování materiálů stavebních konstrukcí.
Viskoelasticita - dotvarování a relaxace. Základní reologické modely a jejich skládání. Funkce poddajnosti pro beton.
Modely plasticity pro jednoosou i víceosou napjatost. Matematický popis plastického přetváření. Podmínky plasticity.
Základny lineární lomové mechaniky. Griffithivo kritérium křehkého lomu. Energetická bilance v tělese s trhlinou, kritérium stability trhliny. Řešení napjatosti v tělese s trhlinou, módy šíření trhliny. Faktor intenzity napětí, lomová houževnatost. Vliv velikosti. Klasické nelineární modely, mechanismy zhouževnatění. Modely kohezivní trhliny a jejich parametry, lomová energie, funkce tahového změkčení. Mechanika poškození. Stochastické aspekty porušení kvazikřehkých materiálů/konstrukcí.
Nosné lano v rovině – vláknový polygon, parabolická řetezovka, lano zatížené libovolným svislým zatížením, lanová rovnice. Tížná řetězovka.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

4

Garant předmětu

prof. Ing. Miroslav Vořechovský, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav stavební mechaniky (STM)

Výsledky učení předmětu

Student zvládne cíl předmětu, tedy osvojí si znalosti o modelech přetváření a porušování materiálů ve stavebnictví se zvláštním zřetelem na teorie porušování kvazikřehkých materiálů jako např. beton. Znalosti o některých z modelů přetváření a porušování si dále prohloubí při práci se specializovaným softwarem pro analýzu betonových a železobetonových konstrukcí. Získá povědomí o pokročilých teoriích postihujících vybrané jevy vyskytujících se v oblasti kvazikřehkých konstrukcí, jako např. vliv velikosti, náhodné rozdělení pevnosti, apod.

Prerekvizity

základy stavební mechaniky, statiky stavebních konstrukcí a teorie pružnosti a plasticity, základy metody konečných prvků, infinitezimální počet, maticový počet, základy numerické matematiky

Osnovy výuky

1. Rozdělení konstrukčních materiálů podle typu jejich porušování. Rozdělení modelů mechanického chování materiálů.
2. Viskoelasticita. Dotvarování a funkce poddajnosti. Maxwellův a Kelvinův model/řetězec. Funkce poddajnosti pro beton.
3. Plasticita. Fyzikální motivace. Schmidův zákon. Modely plasticity pro jednoosou a víceosou napjatost.
4. Lomová mechanika. Základy lineární elastické lomové mechaniky.
Koncentrace napětí v blízkosti vrubů.
5. Lomová mechanika. Klasické nelineární modely. Projevy nelineárního lomového chování kvazikřehkých materiálů. Vznik a vývoj lomové procesní zóny. Mechanizmy zhouževnatění v lomové procesní zóně.
6. Lomová mechanika. Klasické nelineární modely. Parametry modelů kohezivní trhliny. Lomová mechanika. Modely založené na mechanice kontinua a diskrétní modely.
7. Mechanika poškození. Rozdělení modelů porušení betonu a jejich hierarchie.
8. Spolehlivost a stochastické aspekty porušování a přetváření konstrukcí.
9. Interakce postupného porušování a prostorové proměnlivosti parametrů v betonu.
10. Nosné lano v rovině - úvod do problematiky, vláknový polygon, parabolická řetezovka.
11. Statika nosného lana v rovině - lano zatížené libovolným svislým zatížením, lanová rovnice.

Učební cíle

Získání znalostí o modelech a teoriích použitelných pro neelastické přetváření a následné porušování materiálů stavebních konstrukcí s důrazem na kvazikřehké silikátové kompozity. Získání dovednosti provést nelineární konstrukční analýzu železobetonové konstrukce pomocí vhodného specializovaného softwaru včetně vyhodnocení průběhu porušení a jeho důsledků.

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.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program B-P-C-SI (N) bakalářský

    obor S , 4 ročník, letní semestr, povinně volitelný

  • Program B-K-C-SI (N) bakalářský

    obor S , 4 ročník, letní semestr, povinně volitelný

  • Program B-P-E-SI (N) bakalářský

    obor S , 4 ročník, letní semestr, povinně volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Miroslav Vořechovský, Ph.D.
prof. Ing. Jan Eliáš, Ph.D.

Osnova

1. Rozdělení konstrukčních materiálů podle typu jejich porušování. Rozdělení modelů mechanického chování materiálů. 2. Viskoelasticita. Dotvarování a funkce poddajnosti. Maxwellův a Kelvinův model/řetězec. Funkce poddajnosti pro beton. 3. Plasticita. Fyzikální motivace. Schmidův zákon. Modely plasticity pro jednoosou a víceosou napjatost. 4. Lomová mechanika. Základy lineární elastické lomové mechaniky. Koncentrace napětí v blízkosti vrubů. 5. Lomová mechanika. Klasické nelineární modely. Projevy nelineárního lomového chování kvazikřehkých materiálů. Vznik a vývoj lomové procesní zóny. Mechanizmy zhouževnatění v lomové procesní zóně. 6. Lomová mechanika. Klasické nelineární modely. Parametry modelů kohezivní trhliny. Lomová mechanika. Modely založené na mechanice kontinua a diskrétní modely. 7. Mechanika poškození. Rozdělení modelů porušení betonu a jejich hierarchie. 8. Spolehlivost a stochastické aspekty porušování a přetváření konstrukcí. 9. Interakce postupného porušování a prostorové proměnlivosti parametrů v betonu. 10. Nosné lano v rovině - úvod do problematiky, vláknový polygon, parabolická řetezovka. 11. Statika nosného lana v rovině - lano zatížené libovolným svislým zatížením, lanová rovnice.

Cvičení

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Jan Eliáš, Ph.D.

Osnova

1. Zadání individuálního problému k řešení na počítači. 2. - 10. Práce na zadání v součinnosti s učitelem 11. Předložení výsledků, udělení zápočtu.