Detail předmětu

Stavební mechanika 1

FAST-BDA015Ak. rok: 2024/2025

Předmět je zaměřen na výklad základních pojmů stavební mechaniky a pružnosti k analýze prutových konstrukcí. Dílčí témata: úkoly stavební mechaniky, rovinné soustavy sil. Výpočtový model stavební konstrukce, zatížení, vnější vazby. Výpočet podporových reakcí, složky výslednice vnitřních sil, diferenciální podmínky rovnováhy, průběhy vnitřních sil. Řešení staticky určitých rovinných nosníků prostých, konzolových, šikmých a lomených. Rovinné složené nosníkové soustavy a příhradové nosníky. Průřezové charakteristiky rovinných obrazců. Základní pojmy a předpoklady lineární teorie pružnosti a pevnosti. Napětí, posunutí, deformace. Jednotlivé případy namáhání prutu – prostý tah a tlak, prostý smyk, prostý ohyb. Výpočet tečných napětí, smykové napětí za ohybu, střed smyku, kroucení. Stabilita a vzpěrná pevnost tlačených prutů. Složené případy namáhaní prutu.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

3

Garant předmětu

doc. Ing. Hana Šimonová, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav stavební mechaniky (STM)

Vstupní znalosti

Jsou požadovány základní znalosti matematiky a fyziky ze střední školy.

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

Předmět je ukončen zápočtem a zkouškou. Zápočet je nutnou podmínkou pro přihlášení se ke zkoušce. K zápočtu se požaduje úspěšné zvládnutí dvou kontrolních testů v průběhu semestru. Aktivní účast ve cvičeních je kontrolovaná. Zkouška má písemnou a ústní část a sestává z numerických příkladů na probíraná témata a z části teoretické. Podmínkou úspěšného složení zkoušky je absolvování a splnění všech částí.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Učební cíle

Studenti se seznámí s řešením podporových reakcí a vnitřních sil rovinných staticky určitých konstrukcí a s řešením průřezových charakteristik rovinných obrazců (těžiště průřezu, kvadratické momenty). Seznámí se rovněž s pojmy teorie pružnosti, jako napětí, deformace, přetvoření a s dimenzováním konstrukcí.

Student bude umět řešit podporové reakce a vnitřní síly na rovinných staticky určitých konstrukcích, určovat těžiště průřezů, kvadratické a deviační momenty, řešit jednoduchá i složená namáhání a vypočítat napětí v průřezu prutu a navrhnout jeho tvar a materiál.

Základní literatura

Kadlčák, J., Kytýr, J. Statika stavebních konstrukcí I. Základy stavební mechaniky. Staticky určité prutové konstrukce. Učebnice. Nakladatelství VUTIUM v Brně, 2001, 2010. (CS)
Šmiřák, S. Pružnost a plasticita I pro distanční studium. Skripta. Akademické nakladatelství s. r. o. Brno, 1995, 1999. (CS)

Doporučená literatura

Cueto E., Gonzales, D. An Introduction to Structural Mechanics for Architects. Springer, 2018. (EN)
Hulse, R. Cain, J. Structural mechanics. Red Globe Press, 2000. (EN)
Hulse, R. Cain, J. Structural mechanics: Worked examples. Palgrave Macmillan, 2009. (EN)
Jíra, A., Jandeková, D., Hlobilová, A., Janouchová, E., Zrůbek, A. Sbírka příkladů stavební mechaniky. České vysoké učení technické v Praze, 2021. (CS)
Jíra, A., Jandeková, D., Novotná, E., Řehounek, L, Prošek, Z, Štěpánek, J., Voříšek, J. Sbírka příkladů z Pružnosti a Pevnosti. ČVUT v Praze, 2022. (CS)
Křiváková, J. Stavební mechanika 1. Moduly AD01-MO1 až AD01-MO7. Studijní opory. VUT, FAST, Brno, 2011. (CS)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program BPC-APS bakalářský 1 ročník, zimní semestr, povinný

  • Program CZV1-AKR celoživotní vzdělávání v akr. stud. programu

    specializace PBC , 1 ročník, zimní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Hana Šimonová, Ph.D.

Osnova

  1. Úvod, obsah předmětu. Úkoly stavební mechaniky. Základní pojmy, principy a axiomy. Rovinné soustavy sil.
  2. Jednoduché staticky určité nosníky. Výpočtový model, zatížení, podepření. Statická a kinematická určitost. Výpočet podporových reakcí.
  3. Rovinné příhradové nosníky, statická a kinematická určitost. Výpočet osových sil v prutech styčníkovou a průsečnou metodou.
  4. Složky výslednice vnitřních sil (N, V, M). Diferenciální podmínky rovnováhy. Průběhy vnitřních sil.
  5. Řešení rovinných přímých nosníků. Nosník prostý a konzolový. Nosník s převislými konci.
  6. Rovinný lomený nosník.
  7. Rovinný šikmý nosník.
  8. Rovinné složené nosníkové soustavy.
  9. Průřezové charakteristiky rovinných obrazců. Steinerova věta. Poloměr a elipsa setrvačnosti.
  10. Základní pojmy teorie pružnosti. Napětí, posunutí, deformace. Prostý tah.
  11. Prostý smyk. Prostý ohyb. Smyk za ohybu. Smyk v tenkostěnných nosnících, střed smyku.
  12. Kroucení. Stabilita a vzpěrná pevnost tlačených prutů.
  13. Složená namáhání prutu.

Cvičení

13 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Hana Šimonová, Ph.D.

Osnova

  1. Síly ve společném paprsku. Skládání a rozklad síly do pravoúhlých složek. Rovinný svazek sil, výslednice, ekvivalence, rovnováha.
  2. Soustava rovnoběžných sil v rovině. Obecná rovinná soustava sil, výslednice, ekvivalence, rovnováha.
  3. Výpočet reakcí jednoduchých přímých i lomených nosníků zatížených osamělými silami a momenty, spojitým zatížením (stanovení náhradních břemen).
  4. Výpočet osových sil v prutech rovinných příhradových nosníků.
  5. Přímé rovinné staticky určité nosníky a konzoly s jednoduchým zatížením, reakce, vykreslení diagramů složek vnitřních sil.
  6. Rovinné přímé nosníky zatížené libovolným rovnoměrným zatížením, reakce, výpočet a vykreslení diagramů složek vnitřních sil.
  7. Rovinné pravoúhle lomené nosníky zatížené libovolným zatížením – diagramy složek vnitřních sil. První test (výpočet reakcí u jednoduchého staticky určitého nosníku).
  8. Rovinný šikmý nosník, reakce a diagramy složek vnitřních sil.
  9. Trojkloubový lomený nosník s táhlem a bez táhla, reakce a diagramy složek vnitřních sil.
  10. Gerberův nosník, reakce a diagramy složek vnitřních sil.
  11. Průřezové charakteristiky složených obrazců – masivní průřezy.
  12. Průřezové charakteristiky složených obrazců – válcované průřezy. Druhý test (vykreslení průběhů vnitřních sil u jednoduchého staticky určitého nosníku).
  13. Návrh a posudek ohýbaných prvků – normálová napětí. Zápočet