Detail projektu

Vývoj konečných prvků pro analýzu konstrukcí z kompozitních materiálů na bázi cementu

Období řešení: 12.09.2001 — 31.12.2004

Zdroje financování

Grantová agentura České republiky - Postdoktorandské granty

- částečně financující (2001-09-12 - 2004-12-31)

O projektu

V roce 2004 řešení projektu byly provedeny experimentální zkoušky ŽB nosníků, včetně jejich vyhodnocení. Souběžně s touto činností byly odvozovány konečné prvky, které by bylo možné použít k analýzám konstrukcí z kompozitních materiálů na bázi cementu. K odvození konečných prvků byl použit izoparametrický přístup formulace konečných prvků. V první fázi byly s použitím programového systému MATLAB odvozeny tvarové funkce pro prvky LINK2, LINK3, LINK4, BEAM6, BEAM12, T6, T12, T20, R8, R16, R24, TET12, TET30, HEX24, HEX60, kde číslo uvedené za označením prvku představuje počet stupňů volnosti (DOF). V druhé fázi byly pomocí odvozených tvarových funkcí v programovém systému MATLAB naprogramovány výpočty matic tuhostí uvedených prvků. K výpočtu matic tuhostí je použita numerická integrace, Gaussova kvadratura, v závislosti na typu prvku. Kromě odvozování prvků byl upraven program CROSS-ULS. Po úpravě lze provádět výpočet síly k dosažení mezní únosnosti ŽB průřezu s jednou osou symetrie např. průřezy tvaru I, T apod. při uvažování dříve naprogramovaných materiálových modelů betonu a betonářské výztuže. Po provedení experimentálních zkoušek zkušebních těles a 3x3 ks ŽB nosníků, při alternativních okrajových podmínkách bylo provedeno jejich matematické modelování. K modelování zkoušky ŽB nosníků namáhaných čtyřbodovým ohybem při prostém uložení obou konců byl výpočtový systém ATENA 3DP a programový systém ANSYS s rovinným prutovým prvkem BEAM8. K modelování zkoušky ŽB nosníků namáhaných čtyřbodovým ohybem při oboustranném vetknutí obou konců byl použit výpočtový systém ATENA 3DP. K modelování zkoušky ŽB nosníků namáhaných prostým kroucením při oboustranném vetknutí obou konců byl použit výpočtový systém ATENA 3DP. V souladu s cíly definovanými pro třetí rok řešení projektu byly pomocí zkoušek zkušebních těles zjištěny materiálové modely betonu a betonářské výztuže použité při výrobě zkušebních ŽB nosníků a bylo zjištěno, že je lze popsat pomocí v předcházejících letech řešení projektu zvolených materiálových modelů. Jelikož měřením zkušebních ŽB nosníků byl zjištěn, i při laboratorní výrobě těchto nosníků, rozptyl v materiálových vlastnostech, geometrii a poloze výztuže byla pomocí výpočtového systému ATENA 3DP provedena rovněž statistická analýza.

Popis anglicky
Development of the Finite Elements for Structural Analysis from Composite Materials on Cement Base

Klíčová slova
konečné prvky, konstrukce, cement

Klíčová slova anglicky
finite elements, structures, cement

Označení

GP103/02/P083

Originální jazyk

čeština

Řešitelé

Pěnčík Jan, prof. Ing., Ph.D. - hlavní řešitel

Útvary

Ústav stavební mechaniky
- příjemce (06.06.2003 - nezadáno)

Výsledky

PĚNČÍK, J. Time-dependent and Materially Non-linear Analysis of Concrete Structures. In Volume of abstracts of the 34th Solid Mechanics Conference. Warszawa, Poland: ATOS Poligrafia-Reklama, 2002. p. 217-218.
Detail

PĚNČÍK, J. Modelling of Load Test of Reinforced Girders Using User Beam Element. Proceedings of 21nd CAD-FEM Users Meeting 2003. Berlin, Německo: CAD-FEM GmBH, 2003. p. 1-3. ISBN: 3-937523-00-6.
Detail

PĚNČÍK, J.; LAVICKÝ, M. Nelineární výpočty rovinných konstrukcí. In Zborník prednášok VII. Vedecké konferencie s mezinárodnou účasťou, sekce 9: Stavebná mechanika. Košice, Slovenská republika: TU Košice, 2002. s. 230-233. ISBN: 80-7099-815-6.
Detail

PĚNČÍK, J. Modelling of Load Test of Reinforced Girders Using User Beam Element. In Proceedings of 21nd CAD-FEM Users Meeting 2003. Berlin, Německo: CAD-FEM GmBH, 2004. p. 1-11. ISBN: 3-937523-00-6.
Detail

KLUSÁČEK, L.; PĚNČÍK, J. Zvýšení únosnosti krátkých konzol železobetonových sloupů předpětím. In Vývoj a aplikace MKP systémů pro analýzu stavebních konstrukcí. Brno: FAST, VUT v Brně, 2003. s. 1-8. ISBN: 80-86433-21-8.
Detail

PĚNČÍK, J. Modelling the bahaviour of RC girders tested to failure. In Proceedings of the 7th International Conference on Computational Structures Technology. Lisabon, Portugalsko: Civil-Comp Press, 2004. p. 387-388. ISBN: 0-948749-93-8.
Detail

PĚNČÍK, J. Modelling the bahaviour of RC girders tested to failure. In Proceedings of the 7th International Conference on Computational Structures Technology. Lisbon, Portugalsko: Civil-Comp Press, 2004. p. 1-12. ISBN: 0-948749-94-6.
Detail

PĚNČÍK, J.; SCHMID, P.; DANĚK, P. Experimentální a numerická analýza železobetonových nosníků. In Experimentální analýza napětí 2004. Kašperské Hory: Škoda výzkum s.r.o., 2004. s. 209-212. ISBN: 80-239-2964-X.
Detail

PĚNČÍK, J.; SCHMID, P.; DANĚK, P. Experimentální a numerická analýza železobetonových nosníků. In Experimentální analýza napětí 2004. Kašperské Hory: Škoda výzkum s.r.o., 2004. s. 1-10. ISBN: 80-239-2964-X.
Detail

PĚNČÍK, J.; DANĚK, P.; SCHMID, P. Únosnost ŽB nosníků při alternativních okrajových podmínkách. In Sborník konference EXPERIMENT '04. Brno: CERM s.r.o., 2004. s. 411-416. ISBN: 80-7204-354-4.
Detail

ŽÍTT, P.; PĚNČÍK, J.; SCHMID, P. Experimentální a numerická analýza ŽB nosníků namáhaných na kroucení. In Sborník konference EXPERIMENT '04. Brno: CERM s.r.o., 2004. s. 671-676. ISBN: 80-7204-354-4.
Detail

PĚNČÍK, J. Time-dependent and Materially Non-linear Analysis of Concrete Structures. In Proceedings of the Eighth International Conference on Civil and Structural Engineering Computing, Prague. Praha: Civil-Comp Press, 2002. s. 1101-1102. ISBN: 0-948749-82-2.
Detail

PĚNČÍK, J. Time-dependent and Materially Non-linear Analysis of Concrete Structures. In Proceedings of the Eighth International Conference on Civil and Structural Engineering Computing, Prague. Praha: Civil-Comp Press, 2002. p. 1-14. ISBN: 0-948749-81-4.
Detail

PĚNČÍK, J. Materiálově nelineární výpočty konstrukcí. In Aplikovaná mechanika 2002. Ostrava: VSB Ostrava, 2002. s. 289-296. ISBN: 80-248-0079-9.
Detail

ŽÍTT, P.; DANĚK, P.; PĚNČÍK, J.; SCHMID, P. Experimentální zkoušky kroucených železobetonových nosníků. Konstrukce, 2007, roč. 12, č. 2, s. 15-18. ISSN: 1213-8762.
Detail

PĚNČÍK, J. Material nonlinear analysis of plane structures made of cement based composite materials using the ANSYS system. Engineering Transaction, 2004, vol. 52, no. 1-2, p. 71-90. ISSN: 0867-888X.
Detail

PĚNČÍK, J. Možnosti modifikace programového systému ANSYS. In Zborník prednášok VII. Vedecké konferencie s mezinárodnou účasťou, sekce 9: Stavebná mechanika. Košice, Slovenská republika: TU Košice, 2002. s. 226-229. ISBN: 80-7099-815-6.
Detail

Odpovědnost: Pěnčík Jan, prof. Ing., Ph.D.