Detail předmětu

Vybrané statě ze stavební mechaniky 1 (K)

BD053 předmět zařazen ve 3 studijních plánech

Bc. prez. program nB > K povinně volitelný letní semestr 4. ročník 4 kredity

Bc. kombin. program nBK > K povinně volitelný letní semestr 4. ročník 4 kredity

Bc. prez. program nBA > K povinně volitelný letní semestr 4. ročník 4 kredity

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.

Garant předmětu

prof. Ing. Miroslav Vořechovský, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav stavební mechaniky

Výsledky učení předmětu

Výsledkem jsou praktické znalostí o modelech a teoriích použitelných pro neelastické přetváření a následné porušování materiálů stavebních konstrukcí s důrazem na kvazikřehké silikátové kompozity. Student získá dovednosti provést nelineární konstrukční analýzu železobetonové konstrukce pomocí vhodného softwaru včetně vyhodnocení průběhu porušení a jeho důsledků. Studenti si navíc osvojí znalosti o nosném lanu.

Prerekvizity

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

Korekvizity

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

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Přednášky formou prezentací doplněné diskusemi a odvozováním na tabuli. Dále práce na projektech za použití pokročilých programů na PC.

Způsob a kritéria hodnocení

Podmínkou pro úspěšné absolvování předmětu jsou: (i) dostatčná docházka, (ii) úspěšné splněná samostatně zpracovaného projektu na počítači, (iii) aktivní práce ve cvičeních. Dále je třeba zodpovědět alespoň na 50 % otázky v písemné zkoušce.

Cíl

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.

Přednáška

2 hod./týden, 13 týdnů, nepovinné

Osnova přednášek

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

2 hod./týden, 13 týdnů, povinné

Osnova cvičení

1. Submission of individual problems to be solved on computer.
2. - 10. Work on the tasks with the help of the teacher.
11. Presentation of the results, credits.