Software spočítá životnost mostu
Když se setkají znalosti matematiky, informatiky, stavební mechaniky a materiálového inženýrství, projektanti a znalci dostanou software, který sám spočítá, jak dlouho ještě vydrží most z roku 1932 nebo pomůže s návrhem a plánem údržby nové konstrukce, aby byla hospodárná a bezpečná co nejdéle.
Vědci z Ústavu stavební mechaniky Fakulty stavební VUT v Brně vyvinuli nástroj k výpočtu spolehlivosti, zatížitelnosti a životnosti železobetonových mostních konstrukcí. Predikt-C využívá tzv. semi-pravděpodobnostní metodu, posuzuje mezní stavy únosnosti i použitelnosti, a také zohledňuje vliv degradace betonu a koroze výztuže. Vše je integrováno do uživatelsky přívětivého prostředí programu, kde mohou projektanti jednoduše simulovat vývoj zatížitelnosti a spolehlivosti konstrukcí v čase a navrhovat je bezpečněji a ekonomicky racionálně.
„Při modelování degradačních procesů jsme se zaměřili na korozi výztuže způsobenou karbonatací betonu. Působením vzdušného oxidu uhličitého na hydroxid vápenatý a další produkty hydratace se postupně snižuje pH ochranné vrstvy železných prvků v konstrukci a ty pak korodují. Matematické modely karbonatace jsou založené na difúzi oxidu uhličitého v pórovém systému betonu, kterou popisujeme pomocí II. Fickova zákona,“ vysvětluje systém modelování David Lehký z výzkumného týmu a dodává: „Korozí výztuže dochází nejen ke snižování její efektivní plochy, ale vznikající korozivní produkty způsobují nárůst tahového napětí v okolním betonu, a tím vzniku podélných trhlin a odlupování betonové krycí vrstvy.“ Právě tyto viditelné vady na povrchu konstrukcí ovlivňují jejich trvanlivost a z pohledu vnímání uživatelů často i použitelnost, pro niž je rozhodující vnímání uživatelů.
Co nejpřesnější výpočet spolehlivosti a životnosti železobetonových konstrukcí je klíčový také při plánování rekonstrukcí staveb. Velké mosty či stadiony musí být pro uživatele především bezpečné, proto Predikt-C pracuje s platnými stavebními normami. Výpočtové modely zpřesňuje pomocí dat z reálných měření v terénu. Během vývoje vědci průběžně ověřovali správnost získaných výsledků na konkrétních příkladech mostů různých velikostí, typů i stáří.
Software vznikl ve spolupráci se společností MORAVIA CONSULT Olomouc a.s. v rámci programu na podporu aplikovaného výzkumu a experimentálního vývoje EPSILON Technologické agentury ČR. Výzkumný tým ve vývoji pokračuje. Postupně budou do modelu zahrnuty výpočty pro další oblasti, například vliv chloridových iontů, které do konstrukcí pronikají při zimním solení vozovek.
Fickovy zákony matematicky popisují difúzi kapalin pomocí rovnic, charakterizují změny koncentrace v čase.
Short link | https://www.fce.vutbr.cz/en/faculty/media/359 |
---|---|
Responsible person | Mgr. Almíra Pitronová |
Published |