Katalog předmětů

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.

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.

Harmonogram přednášky

• 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.

Harmonogram cvičení

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

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

Základní literatura předmětu

Servít, R., Doležalová, E., Crha, M.: Teorie pružnosti a plasticity I, SNTL/ALFA Praha, 1981

Kadlčák, J., Kytýr, J.: Statika stavebních konstrukcí I, VUTIUM Brno, 2010

Kadlčák, J., Kytýr, J.: Statika stavebních konstrukcí II, VUTIUM Brno, 2009

Bitnar, Z., Šejnoha J.: Numerical Methods in Structural Mechanics, Asce Press, Thomas Telford Pub., 1996

Robert D. Cook: Concepts and Applications of Finite Element Analysis, John Wiley ynd Sons, Inc., 1974

Servít, R., Doležalová, E., Crha, M.: Teorie pružnosti a plasticity I, SNTL/ALFA Praha, 1981

Doporučená literatura ke studiu předmětu

Servít, R., Drahoňovský, Z., Šejnoha, J., Kufner, V.: Teorie pružnosti a plasticity II, SNTL/ALFA Praha, 1984