CVUT

České vysoké učení technické v Praze
Fakulta stavební -- K 132 - Katedra mechaniky

Předměty aktuálního semestru -- letní 2023/24

přejděte na archiv předmětů od roku 2008 (podle kateder)

semestr letní 2023/24


Algorithms and Use of Digital Image Correlation in Experimental Mechanics

The students will be introduced to the method of digital image correlation (DIC) and its use in experimental mechanics. Hardware requirements will be discussed along with the introduction of essential algorithms and post-processing of results. The students will be actively engaged in experimental measurements and processing of results. Those interested in programming will be involved in development of open-source DIC codes. Besides DIC, the students will be introduced to numerical modeling in order to comprehend the meaning of the experimentally obtained data and become able to analyze them critically. The introduction of high-speed cameras and their use in experimental mechanics is also within the scope of the subject.

[1]  Doporučená literatura:
[2]  M. A. Sutton, J. J. Orteu, H. W. Schreier, Image Correlation for Shape, Motion and Deformation Measurements: Basic Concepts, Theory and Applications, Springer Verlag, 2009.
[3]  B. Pan, K. Qian, H. Xie, A. Asundi, Two-dimensional digital image correlation for in-plane displacement and strain measurement: a review, Measurement Science and Technology 20 (2009), 062001.


Dynamika stavebních konstrukcí

Pokročilé metody navrhování konstrukcí zatížených dynamickými účinky.

[1]  Bittnar, Z.-Šejnoha. J.: Numerické metody mechaniky. Vydavatelství ČVUT Praha 1992.
[2]  Humar, J.L.: Dynamics of Structures. A.A.Balkema Publishers 2002.
[3]  Sucuoglu,H.-Akkar, S.: Basic Earthquake Engineering, Springer International Publishing 2014.
[4]  Elsa,C.: Footbridge Vibration Design. Francis and Taylor 2009.


Dynamics of Structures

Advanced design methods of structures subjected to dynamic loading.

[1]  Bittnar, Z.-Šejnoha. J.: Numerické metody mechaniky. Vydavatelství ČVUT Praha 1992.
[2]  Humar, J.L.: Dynamics of Structures. A.A.Balkema Publishers 2002.
[3]  Sucuoglu,H.-Akkar, S.: Basic Earthquake Engineering, Springer International Publishing 2014.
[4]  Elsa,C.: Footbridge Vibration Design. Francis and Taylor 2009.


Experimental Analysis of Structures I

The course is intended for students who did not have the opportunity to study basic goals, tasks and elementary means of an experimental analysis during the course of the bachelor’s and master’s degree study. Within the course, students will familiarize with basic procedures and principles of the experimental analysis of building and civil engineering structures. The interpretation of the problems will include the overview of testing methods used to determine basic material properties, the description of experiments focused on observation of climate loads, the examples of verification and identification of theoretical models based on experimental results, the experiments realized on physical models for estimation of wind effects in wind tunnels and for investigation of earthquake effect on shake tables, the long term monitoring of building and civil engineering structures. The interpretation will further include the principles of preparation, realization and evaluation of static load tests realized on structural elements or whole structures, the basic methods used for an analysis of measured data obtained during dynamic tests, the principles of preparation, realization and evaluation of dynamic tests including an experimental modal analysis and a dynamic load test, the principles of experiments focused on evaluation and assessment of vibration effects on building structures from the view of the load capacity limit state and on users of building structures from the view of the serviceability limit state, the demonstration of several practical tasks.

[1]  Compulsory literature: It is not prescribed.
[2]  Recommended literature:
[3]  - Maia at al.: Theoretical and Experimental Modal Analysis; Research Studies Press Ltd., John Wiley & Sons Inc., Exeter, 1997.
[4]  - Relevant publications in professional journals indexed in Web of Science or Scopus.


Experimentální analýza konstrukcí II

Cílem předmětu je prohloubit základní poznatky z experimentální analýzy stavebních konstrukcí získané při předchozím studiu. Výklad bude složen z těchto částí - základní uspořádání měřicí linky používané při experimentech na stavebních konstrukcích, relativní snímače, absolutní snímače, tenzometry, zásady tenzometrických měření, základy stanovení nejistot výsledků měření, experimenty realizované na fyzikálních modelech, základy teorie podobnosti, modelové zákony, experimentální metody pro určení osových sil v táhlech, kabelech a závěsech, praktické příklady realizace (důvod provedení, uspořádání, způsob zpracování výsledků experimentu a základní závěry) statických zatěžovacích zkoušek, dynamických zkoušek a dlouhodobého monitorování stavebních konstrukcí.

[1]  Povinná literatura: Není předepsána.
[2]  Doporučená literatura:
[3]  Pirner, M. a Fischer, O.: Zatížení staveb větrem, 1. vydání; Informační centrum ČKAIT, Praha, 2003.
[4]  Pirner, M. a Fischer, O.: Dynamika ve stavební praxi, 1. vydání; Informační centrum ČKAIT, Praha, 2010.
[5]  Relevantní články v odborných časopisech indexovaných v databázi Web of Science nebo Scopus.


Experimental Analysis of Structures II

The major goal of the course is to expand knowledge about experimental analysis of building and civil engineering structures obtained during master’s or doctoral degree study. Within the course, students will familiarize with the basic design of the static and dynamic experiments applied on building and civil engineering structures, relative sensors, absolute sensors, strain gauges, principles of strain measurement by means of strain gauges, basics of estimating measurement uncertainty, experiments realized on physical models, basics of the similarity theory, model laws, experimental methods for axial tensile force determination in rods, cables and stays, static and dynamic load tests and long term monitoring realized on building and civil engineering structures illustrated on practical examples (real reasons for realization, arrangement of experiments, ways of processing data, basic conclusions), the demonstration of practical tasks.

[1]  Povinná literatura: Není předepsána.
[2]  Doporučená literatura:
[3]  Maia at al.: Theoretical and Experimental Modal Analysis; Research Studies Press Ltd., John Wiley & Sons Inc.,
[4]   Exeter, 1997.
[5]  Dyrbye, C. – Hansen, S. O.; Wind Loads on Structures; John Wiley & Sons Inc., Chichester, 1997.
[6]  Relevantní články v odborných časopisech indexovaných v databázi Web of Science nebo Scopus.


Algoritmy a využití korelace digitálního obrazu v experimentální mechanice

Studenti budou seznámeni s metodou korelace digitálního obrazu, jejím využití v experimentální mechanice, měřicí linkou, výpočetními algoritmy a interpretací výsledků. Bude podporováno aktivní zapojení studentů při provádění a vyhodnocování experimentů. V případě zájmu budou studenti zapojeni do vývoje nových algoritmů a open-source softwaru. Kromě DIC se studenti seznámí s numerickým modelováním, aby pochopili význam naměřených dat a osvojili si schopnost na výsledky kriticky nahlížet. Součástí bude i představení vysokorychlostních kamer a práce s nimi, včetně pořízení záznamu při experimentu a následné zpracování záznamu.

[1]  M. A. Sutton, J. J. Orteu, H. W. Schreier, Image Correlation for Shape, Motion and Deformation Measurements: Basic Concepts, Theory and Applications, Springer Verlag, 2009.
[2]  B. Pan, K. Qian, H. Xie, A. Asundi, Two-dimensional digital image correlation for in-plane displacement and strain measurement: a review, Measurement Science and Technology 20 (2009), 062001.


Mechanika složených materiálů

Cílem je ozřejmit základní vlastnosti anizotropních a heterogenních materiálů, filozofii jejich řešení a způsoby homogenizace. Mikro-, mezo-, makro-, pohled na složené materiály. Hillova teorie kompozitů. Variační formulace, Hashin-Shtrikmanův variační princip, důsledky pro metody homogenizace kompozitů. Vlastní pnutí, Eshelbyho síly, metoda Mori-Tanaka, self-consistent, penalizační metoda. Aplikace, válcové skořepiny, deskostěnové konstrukce, vybrané stavební konstrukce (tunely, zemní konstrukce atd.).

[1]  Povinná literatura:
[2]  Procházka, P, Základy mechaniky složených materiálů, Academia 2001
[3]  Válek, MJ, Procházka PP: Overall material properties of debonding composites, CTU in Prague 2009
[4]  
[5]  Doporučená literatura:
[6]  Procházka, PP, Válek, MJ: Optimization of composite structures CTU in Prague 2012


Mechanics of Composite Materials

The aim is to explain basic properties of anisotropic and heterogeneous materials, philosophy of their solution and ways of homogenization. Micro-, meso-, macro-, view of composite materials. Hill''s theory of composites. Variation formulation, Hashin-Shtrikman''s variation principle, consequences for the methods of homogenization of composites. Tension, Eshelby tractions, Mori-Tanaka method, self-consistent, penalty method. Applications, cylindrical shells, deskframe structures, selected building structures (tunnels, underground constructions, etc.).

[1]  Povinná literatura:
[2]  V. K. Srivastava, Ulrich Gabbert, Harald Berger: Representative Volume Element Analysis for the Evaluation of Effective
[3]  Material Properties of Fiber and Particle Loaded Composites with Different Shaped Inclusions, chapter in: Mechanics of
[4]  Time-Dependent Materials and Processes in Conventional and Multifunctional Materials, Volume 3, May 2011
[5]  Válek, MJ, Procházka PP: Overall material properties of debonding composites, CTU in Prague 2009
[7]  Doporučená literatura:


Mikroskopická a fázová analýza stavebních materiálů

Principy transmisní a reflexní optické mikroskopie. Polarizace světla a její využití při fázové analýze pevných látek. Technika polarizační optické mikroskopie a její aplikace ve výzkumu stavebních materiálů. Příprava vzorků. Principy elektronové mikroskopie a mikroanalýzy. Generování elektronů a jejich interakce se zkoumanými objekty, detekce a interpretace dílčích sekundárních emisí. Scanovací (SEM) a transmisní elektronová mikroskopie (TEM), prvková mikroanalýza (EDX/WDX) a elektronová difrakce (EBSD-O.I.M.). Přehled nejužívanějších dostupných technik ESEM, EDX, WDX, O.I.M). Aplikace SEM a EDAX ve výzkumu stavebních materiálů. Příprava vzorků. RTG (X-ray) fázová a strukturní analýza. Principy RTG analýzy a její aplikace ve strukturním a fázovém výzkumu stavebních materiálů. Fázová identifikace, přednostní strukturní uspořádání a RTG strukturní analýza deformací materiálů. Příprava vzorků.

[1]  Ekertová, L.- Frank, L. (2003): Metody analýzy povrchů. - Elektronová mikroskopie a difrakce. - ACADEMIA.
[2]  Kraus, Ivo (2003): Struktura a vlastnosti krystalů. ACADEMIA.
[4]  Král, J - Frank, L. (2003): Metody analýzy povrchů - Iontové a speciální metody. - ACADEMIA.


Microscopy and Phase Analysis of Construction Materials

Fundamentals of transmission a reflexion optical microscopy. Polarization of light and its application in the phase study of the materials. The sample preparation for microscopical research. Fundamentals of scannig electron microscopy and microanalysis. Electron sources and eletron interaction with matter, detection of secondary signals and interpretation of secondary emissions. Scannig (SEM) a transmission electron microscopy (TEM), elementary microanalysis (EDS/WDS) a electron diffraction (BESD-O.I.M.). The outline of the most applications SEM, ESEM, EDS, WDS, O.I.M). Implementation of SEM and EDS in material research. The sample preparation. X-ray phase diffraction and structural analysis. The fundamentals of XRD analysis and its application in the structural and phase exploration of construction materials. Phase identiffication, preffered orientational textural arangement and XRD textural analysis of stress and deformation. The sample preparation.

[1]  Ekertová, L.- Frank, L. (2003): Metody analýzy povrchů. - Elektronová mikroskopie a difrakce. - ACADEMIA.
[2]  Kraus, Ivo (2003): Struktura a vlastnosti krystalů. ACADEMIA.
[4]  Král, J - Frank, L. (2003): Metody analýzy povrchů - Iontové a speciální metody. - ACADEMIA.


Mikromechanika heterogenních materiálů II (numerické metody)

V rámci předmětu budou probrány numerické přístupy k modelování heterogenních materiálů, s důrazem na následující témata: 1. Shrnutí metody konečných prvků pro úlohy pružnosti a stacionárního vedení tepla 2. Metoda asymptotického rozvoje pro vedení tepla a pružnosti 3. Numerická homogenizace prvního řádů pro úlohy pružnosti 4. Numerická homogenizace prvního řádů pro úlohy vedení tepla a termoelasticitu 5. Homogenizace nelineárních úloh s aplikacemi na nelineární vedení tepla a pružnost 6. Dvojúrovňové simulace – základní principy a jejich implementace, řešení úloh pružnosti a vedení tepla 7. Redukované modely, kombinace výpočetní homogenizace a mikromechaniky Jednotlivé přednášky budou vedeny v angličtině.

[1]  Povinná literatura:
[2]  J.C. Michel, H. Moulinec, P. Suquet: Effective properties of composite materials with periodic microstructure: a computational approach, Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering 172 (1–4), 109–143, 1999
[3]  J. Fish: Practical multiscaling, John Wiley & Sons, 2014
[5]  Doporučená literatura:
[6]  M. Šejnoha and J. Zeman: Micromechanics in practice, WIT Press, 2013


Micromechanics of Heterogeneous Materials II (Numerical Methods)

The course will cover numerical methods for multiscale modeling of heterogenous materials, with emphasis on: 1. Overview of the finite element method for elasticity and heat conduction 2. Introduction to the method of asymptotic expansion for heat conduction and elasticity 3. First-order computational homogenization for elasticity 4. First-order computational homogenization for heat conduction and thermo-elasticity 5. Homogenization nonlinear problems -- application to non-linear conduction and elasticity 6. Two-scale simulations -- basic principles and implementation strategy, applications Reduced-order models, combining computational homogenization with micromechanics

[1]  Povinná literatura:
[2]  J.C. Michel, H. Moulinec, P. Suquet: Effective properties of composite materials with periodic microstructure: a computational approach, Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering 172 (1–4), 109–143, 1999
[3]  J. Fish: Practical multiscaling, John Wiley & Sons, 2014
[5]  Doporučená literatura:
[6]  M. Šejnoha and J. Zeman: Micromechanics in practice, WIT Press, 2013


Measurement and Modelling of Geotechnical Structures I

The course is devoted to the measurements and modeling of basic laboratory tests using the finite element method. Attention is concentrated on the description of nonlinear response of soil with the help of traditional material models. Knowledge gained from the modeling of simple laboratory tests will be exploited in the analysis of selected geotechnical structures. All numerical simulations will be performed employing the GEO5 FEM software package.

[1]  D. M. Potts and L. Zdravkovic, Finite element analysis in geotechnical engineering, application. Thomas Telford Publishing, 2001.
[2]  D. M. Potts and L. Zdravkovic, Finite element analysis in geotechnical engineering, theory. Thomas Telford Publishing, 1999.


Měření a modelování geotechnických úloh II

Předmět je zaměřen na modelování časově závislých úloh v geomechanice. Pokročilá laboratorní měření ve štole Josef budou doplněna numerickým modelováním metodou konečných prvků. Předmět je rozdělen do 4 tematických okruhů: (i) Transport tepla, (ii) Ustálené proudění podzemní vody, (iii) Neustálené proudění podzemní vody, (iv) Sdružený problém transportu vody v plně nasyceném deformujícím se tělese – konsolidace. Numerické modelování bude provedeno v programech GEO5 MKP a SIFEL. Předmět bude vyučován v českém a anglickém jazyce.

[1]  M. Šejnoha, T. Janda, J. Pruška, M. Brouček: Metoda konečných prvků v geotechnice. Nakladatelství ČVUT, 2015.


Measurement and Modelling of Geotechnical Structures II

The course is devoted to the modeling of time-dependent problems in geomechanics. Advanced laboratory measurements in gallery Josef will be accompanied by numerical modeling using the finite element method. The course covers 4 different topics: (i) Heat transport, (ii) Steady state ground water flow, (iii) Transient ground water flow, (iv) Coupled mechanical and ground water flow in fully saturated deformable soil body – consolidation. Numerical modeling will be performed employing the GEO5 FEM and SIFEL software packages.

[1]  D. M. Potts and L. Zdravkovic, Finite element analysis in geotechnical engineering, application. Thomas Telford Publishing, 2001.
[2]  D. M. Potts and L. Zdravkovic, Finite element analysis in geotechnical engineering, theory. Thomas Telford Publishing, 1999.


Mikromechanika a popis mikrostruktury materiálů

Předmět je zaměřen na seznámení s moderními měřícími metodami a jejich návazností na výpočetní metody pro stanovení mikromechanických charakteristik a dále jejich uplatnění pro popis materiálů. V popředí zájmu jsou cementové kompozity a geopolymery. Předmět bude obsahovat základy z následujících oblastí: -Experimentální metody mikromechaniky- především nanoindentace, mikroskopie atomových sil a elektronová mikroskopie pro různé typy materiálů. -Metody stanovení mikromechanických vlastností pro heterogenní mikrostruktury v submikrónové oblasti. -Modely pro popis mikrostruktury stavebních materiálů. -Metody výpočtu vlastností kompozitu a homogenizace (analytické, MKP, FFT). -Kalorimetrie. -Praktická měření a aplikace na stavební materiály.

[1]  .Joseph I. Goldstein, Dale E. Newbury, Joseph R. Michael, Nicholas W.M. Ritchie, John Henry J. Scott, David C. Joy, Scanning Electron Microscopy and X-Ray Microanalysis, Springer 2003.
[2]  Bert Voigtländer, Scanning Probe Microscopy: Atomic Force Microscopy and Scanning Tunneling Microscopy (NanoScience and Technology) Springer, 2015
[3]  Fischer-Cripps, Anthony C., Nanoindentation, Mechanical Engineering Series, Springer, 2nd ed. 2004, XXII, 264 p.
[4]  M L. Oyen, Handbook of Nanoindentation: With Biological Applications, Pan Stanford Publishing, 2010
[5]  W.C. Oliver and G.M. Pharr, An improved technique for determining hardness and elastic modulus using load and displacement sensing indentation experiments, Journal of Materials Research, Volume 7 / Issue 06 / 1992, pp 1564-1583
[6]  J. Němeček, Nanoindentation of Heterogeneous Structural Materials. 1. ed. Praha: ČVUT v Praze, 2010. 99 p. ISBN 978-80-01-04501-5.


Micromechanics and Microstructure Characterization of Materials

The subject is focused on familiarization with modern measuring methods and their connection to calculation methods for determining micromechanical characteristics and their application for the description of materials. Cement composites and geopolymers are in the forefront of interest. The course will include the basics of the following areas: -Experimental methods of micromechanics - mainly nanoindentation, atomic force microscopy and electron microscopy for different types of materials. -Methods for determining micromechanical properties for heterogeneous microstructures in the submicron region. -Models for describing the microstructure of building materials. -Methods for calculating composite properties and homogenization (analytical, FEM, FFT). -Calorimetry. -Practical measurements and application to building materials.

[1]  Joseph I. Goldstein, Dale E. Newbury, Joseph R. Michael, Nicholas W.M. Ritchie, John Henry J. Scott, David C. Joy, Scanning Electron Microscopy and X-Ray Microanalysis, Springer 2003.
[2]  Bert Voigtländer, Scanning Probe Microscopy: Atomic Force Microscopy and Scanning Tunneling Microscopy (NanoScience and Technology) Springer, 2015
[3]  Fischer-Cripps, Anthony C., Nanoindentation, Mechanical Engineering Series, Springer, 2nd ed. 2004, XXII, 264 p.
[4]  M L. Oyen, Handbook of Nanoindentation: With Biological Applications, Pan Stanford Publishing, 2010
[5]  W.C. Oliver and G.M. Pharr, An improved technique for determining hardness and elastic modulus using load and displacement sensing indentation experiments, Journal of Materials Research, Volume 7 / Issue 06 / 1992, pp 1564-1583
[6]  J. Němeček, Nanoindentation of Heterogeneous Structural Materials. 1. ed. Praha: ČVUT v Praze, 2010. 99 p. ISBN 978-80-01-04501-5.


Numerical Methods in Mechanics I

The objective of the course is to deliver an introduction to numerical methods for solving partial differential equations, with particular focus on finite element method. It is suitable for students without previous knowledge in the field. It consists of the two main parts: - overview and derivation of fundamental equations for theory of elasticity and heat transfer, introduction to method of weighted residuals, strong and weak solution, choice of approximation and weight functions. - application of finite element and finite difference method to solution of selected problems from engineering practice (1D elasticity, beams, grids on elastic foundation, plates on elastic foundation, 1D and 2D stationary and transient heat transfer). The students will not only understand theoretical aspects of the methods, but will use and further develop prototype implementations in Matlab to understand the algorithmic aspects of the methods. During the seminars, the students will individually or in a small teams solve selected problems, interpret and discuss results.

[1]  Fish, Belytschko, A First Course in Finite Elements, Wiley, 2007
[2]  Z. Bittnar, J. Šejnoha: Numerical Methods in Structural Mechanics, ASCE Publications, 1996


Numerické metody mechaniky II

Cílem předmětu je prohloubit základní poznatky z aplikace metody konečných prvků pro řešení pokročilých problémů (desky, skořepiny, interakce s podložím). Dále budou probírány metody řešení úloh lineární stability a dynamiky (lineární stabilita, vlastní a vynucené kmitání) a úvod do řešení geometricky a materiálově nelineárních úloh (teoretický základ, míry deformace, limitní a bifurkační body na zatěžovací dráze, metody řešení nelineárních úloh, přímá a nepřímá kontrola zatěžovámí). Budou diskutovány algoritmické a implementační aspekty metody konečných prvků. V rámci seminářů budou studenti využívat prototypové implementace v prostředí matlab/octave ilustrující problematiku na vybraných příkladech a diskutovat výsledky. V rámci předmětu budou studenti řešit samostatné nebo týmové úlohy

[1]  Povinná literatura:
[2]  Bittnar, Šejnoha: Numerické metody mechaniky I, Vydavatelství ČVUT, 1992
[3]  Bittnar, Šejnoha: Numerické metody mechaniky II, Vydavatelství ČVUT, 1992
[5]  Doporučená literatura:


Numerical Methods in Mechanics II

The objective of the course is to extend basic knowledge of numerical methods for solving PDEs and particularly finite element method towards their advanced applications in engineering. The course will focus on problems of geometrically and materially nonlinear static (theoretical framework, linearization, algorithmic aspects, solution methods – direct and indirect control, plasticity and damage based models). Introduction to Isogeometric analysis, eXtended finite element method, mesh generation and efficient methods for solution sparse linear systems. The students will not only understand theoretical aspects of the methods, but will use and further develop prototype implementations in Matlab to understand the algorithmic aspects of the methods. During the seminars, the students will individually or in a small teams solve selected problems, interpret and discuss results.

[1]  Fish, Belytschko, A First Course in Finite Elements, Wiley, 2007
[2]  Z. Bittnar, J. Šejnoha: Numerical Methods in Structural Mechanics, ASCE Publications, 1996
[3]  A. Ibrahimbegovic: Nonlinear Solid Mechanic, Springer Netherlands, 2009
[4]  M.A.Crisfield: Non-Linear Finite Element Analysis of Solids and Structures, John Wiley & Sons, 2003.


Optimalizace stavebních konstrukcí a výpočetních modelů

Cílem je ozřejmit přístupy a metody optimalizace stavebních konstrukcí a s nimi spojené výpočetní modely. Typy optimalizace stavebních konstrukcí, variační formulace, vybrané optimalizační metody, užití moderních numerických metod - MKP, MHP, SPH, semianalytické metody, modely prutových a deskostěnových konstrukcí. Nelineární optimalizace, pružněplastická analýza, vzpěr. Vlastní pnutí, analýza transformačního pole. Aplikace, modelování ocelových mostů, kontaktní problémy (potrubní tahy, zemní svahy, tunelové obezdívky).

[1]  Povinná literatura:
[2]  Procházka, PP, Válek, MJ: Optimization of composite structures CTU in Prague 2012
[3]  Benzoe, MP, Sigmund, O: Topology optimization, Sprinter 2003


Optimalization of Structures and Numerical Models

The aim is to clarify the approaches and methods of optimization of building structures and their associated computational models. Types of optimization of building structures, variation formulations, selected optimization methods, using modern numerical methods - FEM, BEM, SPH, semianalytical methods, models of rod and plate structures. Nonlinear optimization, plastic analysis, buckling. Eigenparameters, transformation field analysis. Application, modeling of steel bridges, contact problems (piping, slopes, tunnel lining).

[1]  Povinná literatura:
[2]  Procházka, PP, Válek, MJ: Optimization of composite structures CTU in Prague 2012
[3]  Doporučená literatura:
[4]  Benzoe, MP, Sigmund, O: Topology optimization, Sprinter 2003


Analýza a řízení rizika

1. Terminologie 2. Teorie - Pravděpodobnost, matematická statistika, spolehlivost 3. Analýza a posouzení rizika - Identifikace rizika - Kvantifikace rizik - Numerické nástroje a metody - Klasická statistická inference - Bayesovská inference - Metody Monte Carlo 4. Řízení rizika - Analýza rozhodování - Teorie užitku v analýze rozhodování

[1]  David Vose, Risk Analysis: A Quantitative Guide, 3rd Edition, Wiley, 2008
[2]  Michael Rees, Business Risk and Simulation Modelling in Practice Using Excel VBA and RISK, Wiley, 2015


Risk Analysis and Management

1. Terminology 2. Theory - Probability and mathematical statistics, Reliability 3. Risk analysis/assessment - Hazard identification - Risk quantification - Tools and numerical methods - Classical statistical inference - Bayesian inference - Monte Carlo methods 4. Risk management - Decision analysis - Utility theory in decision analysis

[1]  David Vose, Risk Analysis: A Quantitative Guide, 3rd Edition, Wiley, 2008
[2]  Michael Rees, Business Risk and Simulation Modelling in Practice Using Excel VBA and RISK, Wiley, 2015


Vědecké psaní v angličtině

In this course, which is taught exclusively in English, attention is paid to the structure of a scientific or technical paper, to grammatical and stylistic aspects and to the creative scientific writing process from manuscript preparation up to its publication (including the selection of an appropriate journal and the manuscript submission and review process). Other topics covered in the course include effective search for and processing of information sources in a network environment, exploitation of library, open-access and other resources and tools, citation rules and publication ethics. Students get acquainted with citation managers, manuals of style, typesetting rules and tools for the preparation of a technical manuscript in LaTeX. Basic information on bibliometric tools and evaluation of scientific output is also provided.

[1]  1. Lecture notes and supporting materials prepared by the instructors
[2]  2. Strunk, W. and E. B. White. The Elements of Style. London: Macmillian, 1999.
[3]  3. Turabian, K. and W. A. Booth. Manual for Writers of Research Papers, Theses, and Dissertations: Chicago Style for Students and Researchers. 8th ed. Chicago: University of Chicago Press, 2013.
[4]  4. Alley, M. The Craft of Scientific Presentations: Critical Steps to Succeed and Critical Errors to Avoid. New York, NY: Springer, 2007.


Technická diagnostika památek

Předmět vysvětluje metody diagnostiky identifikace a stavu historických materiálů, předmětů, konstrukcí a objektů s využitím aplikace tradičních i průlomových technologií. Seznamuje studenty s postupy stavebně technické inspekce památek a možnostmi i limity moderních analytických i diagnostických přístrojů. V rámci laboratorních praktik poskytuje možnost osvojení základních praktických dovedností pro nedestruktivní a šetrně destruktivní zkoušení materiálových vlastností či identifikaci skrytých defektů památek. Zabývá se i speciálními metodami zjišťování efektivnosti a životnosti konzervačních zásahů na památkách, metodami dlouhodobého sledování chování materiálů a konstrukcí vystavených opakovanému namáhání a vlivům prostředí i metodami pořizování dokumentace stavu památek.


Tenzorová mechanika

Předmět studenty seznámí se základy tenzorového počtu a jeho využitím při zápisu a řešení inženýrských úloh. Konkrétní příklady se budou týkat jak mechaniky poddajných těles a tekutin, tak i transportních úloh (např. vedení tepla a vlhkosti). První část semestru bude věnována zavedení tenzorů jakožto lineárních zobrazení, algebraickým operacím s tenzory, tenzorovým polím a jejich diferenciaci a přechodům mezi objemovými a povrchovými integrály založenými na Greenově nebo Gaussově větě. Ve druhé části se tyto matematické nástroje použijí k elegantnímu zápisu a analýze nejrůznějších fyzikálních problémů s ohledem na aplikace ve stavebním inženýrství. Výuka bude kombinovat formu přednášky a semináře. Velký důraz bude kladen na problémy zadávané studentům jako domácí úkoly, které budou sloužit jako podklady pro prezentace a diskusi během seminářů. Cílem předmětu je předat studentům nejen konkrétní znalosti, ale také rozvinout jejich schopnost samostatného myšlení a kritické analýzy. Zároveň jim zběhlost v práci s tenzorovými veličinami výrazně usnadní studium moderní odborné literatury v celé řadě oblastí.

[1]  Povinná literatura:
[2]  Studijní text vytvořený přednášejícím
[4]  Doporučená literatura:
[5]  M. Itskov: Tensor Algebra and Tensor Analysis for Engineers, Springer 2013


Tensor Mechanics

This course covers the fundamentals of tensor algebra and calculus and demonstrates the power of tensor notation applied to formulation and solution of engineering problems. Selected examples cover solid and fluid mechanics, as well as heat and mass transport problems. The first part of the course is devoted to the definition of tensors, understood as linear mappings, to algebraic operations with tensors, to tensor fields and their differentiation, and to transformations between volume and surface integrals based on the Green and Gauss theorems. In the second part, it is shown how these mathematical tools enable an elegant description and analysis of various physical problems, with focus on applications in civil and mechanical engineering. The classes combine lectures and seminars, with emphasis on problems assigned as homework, which form the basis of presentations and discussions in class. The objective is not only to transfer specific knowledge, but also to develop the students‘ aptitude for independent thinking and critical analysis. At the same time, mastering of tensorial notation by the students will greatly facilitate their future reading of modern scientific literature in many fields of research.

[1]  • Lecture notes prepared by the instructor
[2]  • M. Itskov: Tensor Algebra and Tensor Analysis for Engineers, Springer 2013
[3]  • D. A. Danielson: Vectors and Tensors in Engineering and Physics, 2nd ed., Westview Press 2003


Teorie spolehlivosti

Látka je rozdělena do tří tematických celků: (i) Důležité vztahy a věty z teorie pravděpodobnosti a matematické statistiky, (ii) Metody analýzy spolehlivosti konstrukcí (analytické a simulační), (iii) Pokročilé metody spolehlivostní analýzy využívající bayesovské inference ve spojení s metodami MCMC. Rozpis po týdenních blocích: 1:Základní vztahy, pojmy a definice, 2. Vybraná rozdělení pravděpodobnosti a důležité nerovnosti, 3. Transformace hustoty pravděpodobnosti (jedna a více proměnných), 4. Spolehlivost jednoduchých konstrukcí, 5. Vývoj spolehlivosti v čase, 6. Spolehlivostní modely a metody řešení, 7. Obnovované systémy, 8. Uplatnění teorie v normách EC, 9. Analytické metody řešení spolehlivosti, 10. Simulační metody, 11. Simulace typu Monte Carlo, 12. Vzorkování MCMC (Markov chain-Monte Carlo, Bayesova statistická metoda).

[1]  S. S. Rao: Reliability-Based Design, McGraw Hill, Inc. New York, 1992
[2]  V. V. Bolotin: Použití metod teorie pravděpodobnosti a teorie spolehlivosti při navrhování konstrukcí, SNTL Praha, 1978
[3]  I. Elishakoff: Probability Theory of Structures, Dover Publication , New. York, 1999
[4]  O. Ditlevsen, H. O. Madsen: Structural Reliability Methods, John Wiley & Sons, Chichester, 1996
[5]  J. Kruschke, Doing Bayesian Data Analysis: A Tutorial with R, JAGS, and Stan, 2nd edition. Boston: Academic Press, 2014


Theory of Reliability

The covered material splits into three blocks: (i) Important relations and theorems necessary in the area of the theory of reliability and mathematical statistics, (ii) Analytical and simulation methods to analyze reliability of structures, (iii) Advanced methods of reliability analysis exploiting the Bayesian inference in conjunction with MCMC simulation. List of lectures: 1. Basic relations, definitions and notation, 2. Selected probability distributions and important inequalities, 3. Transformation of probability density function (one and more variables), 4. Reliability of simple structures, 5. Evolution of reliability in time, 6. Reliability and solution methods, 7. Renewable systems, 8. Reflection of the theory in EC standards, 9. Analytical methods to address reliability, 10. Simulation methods, 11. Monte Carlo type simulation, 12. MCMC sampling (Markov chain-Monte Carlo, Bayesian statistical method).

[1]  S. S. Rao: Reliability-Based Design, McGraw Hill, Inc. New York, 1992
[2]  I. Elishakoff: Probability Theory of Structures, Dover Publication , New. York, 1999
[3]  O. Ditlevsen, H. O. Madsen: Structural Reliability Methods, John Wiley & Sons, Chichester, 1996
[4]  D. Blockley: The nature of structural design and safety, Ellis Horwood Limited, Chichester, John Willey&Sons, New York, 1980
[5]  J. Kruschke, Doing Bayesian Data Analysis: A Tutorial with R, JAGS, and Stan, 2nd edition. Boston: Academic Press, 2014


Scientific Writing and Publishing in English

In this course, which is taught exclusively in English, attention is paid to the structure of a scientific or technical paper, to grammatical and stylistic aspects and to the creative scientific writing process from manuscript preparation up to its publication (including the selection of an appropriate journal and the manuscript submission and review process). Other topics covered in the course include effective search for and processing of information sources in a network environment, exploitation of library, open-access and other resources and tools, citation rules and publication ethics. Students get acquainted with citation managers, manuals of style, typesetting rules and tools for the preparation of a technical manuscript in LaTeX. Basic information on bibliometric tools and evaluation of scientific output is also provided.

[1]  • Lecture notes and support materials prepared by the instructors
[2]  • Strunk, W. and E. B. White. The Elements of Style. London: Macmillian, 1999.
[3]  • Turabian, K. and W. A. Booth. Manual for Writers of Research Papers, Theses, and Dissertations: Chicago Style for Students and Researchers. 8th ed. Chicago: University of Chicago Press, 2013.
[4]  • Alley, M. The Craft of Scientific Presentations: Critical Steps to Succeed and Critical Errors to Avoid. New York, NY: Springer, 2007.


Základy nelineární mechaniky

Materiálová nelinearita, mezní únosnost, křehký a plastický materiál. Mezní stav únosnosti, přírůstková metoda, tuhoplastická analýza, příklady. Přírůstková metoda a metoda počátečních napětí, limitní bod. Aplikace na ocelové prutové a deskostěnové konstrukce. Geometrická nelinearita: Základy teorie konečných deformací. Malé deformace a konečné rotace. Metody řešení soustav nelineárních rovnic metody konečných prvků.

[1]  Povinná literatura:
[2]  Bittnar, Z. , Šejnoha, J. Numerical methods in structural mechanics, ASCE Press-Thomas Telford, 1996
[3]  Plešek, J. Nelineární mechanika kontinua s příklady, Ústav termomechniky ČSAV a Strojní fakulta ČVUT, 2015
[5]  Doporučená literatura:


Advanced Master Project

The assignment of the final thesis is always individual based on the agreement of the teacher and the student. The vast majority of assignments are connected with the scientific and research activities of the respective employee. The output of the solution may be a brief research study of the given problem, experimental activity, programming and others according to the respective assignment.

[1]  in accordance with the specification


Bakalářská práce

Zadání závěrečné práce je vždy individuální na základě dohody pedagoga se studentem. Naprostá většina zadání je spojena s vědecko-výzkumnou činností příslušného pracovníka. Výstupem řešení může být stručná rešeršní studie dané problematiky, experimentální činnost, programování a další dle příslušného zadání.

[1]  Literatura a studijní materiály jsou vždy doporučeny příslušným vyučujícím. Nejčastěji vycházejí z odborných článků, knih a současného stavu poznání příslušného obou.


Bakalářská práce

Zadání závěrečné práce je vždy individuální na základě dohody pedagoga se studentem. Naprostá většina zadání je spojena s vědecko-výzkumnou činností příslušného pracovníka. Výstupem řešení může být stručná rešeršní studie dané problematiky, experimentální činnost, programování a další dle příslušného zadání.

[1]  Literatura a studijní materiály jsou vždy doporučeny příslušným vyučujícím. Nejčastěji vycházejí z odborných článků, knih a současného stavu poznání příslušného obou.


Bachelor Project

The assignment of the final thesis is always individual based on the agreement of the teacher and the student. The vast majority of assignments are connected with the scientific and research activities of the respective employee. The output of the solution may be a brief research study of the given problem, experimental activity, programming and others according to the respective assignment.

[1]  in accordance with the specification


Diplomový seminář

Předmět předchází diplomové práci a připravuje studenty na psaní budoucí práce. Zadání závěrečné práce je vždy individuální na základě dohody pedagoga se studentem. Naprostá většina zadání je spojena s vědecko-výzkumnou činností příslušného pracovníka. Výstupem řešení může být stručná rešeršní studie dané problematiky, experimentální činnost, programování a další dle příslušného zadání.

[1]  Literatura a studijní materiály jsou vždy doporučeny příslušným vyučujícím. Nejčastěji vycházejí z odborných článků, knih a současného stavu poznání příslušného obou.


Diagnostika konstrukcí a budov

Předmět poskytne základní přehled o možnostech využití diagnostických metod a postupů při prevenci a řešení typických tepelně vlhkostních poruch ve stavební praxi, při analýze statického a dynamického chování stavebních konstrukcí. Student se seznámí s pracovními postupy vybraných, často používaných diagnostických metod, dále se způsobem zpracování výsledků a možnostmi jejich využití. Důraz bude kladen na praktické využití diagnostických metod, fyzikální principy budou probírány jen v nezbytné míře. Cvičení budou probíhat formou demonstrace zkušebního vybavení a měřicích postupů avšak s určitou mírou zapojení studentů do řešení úloh (dílčí úkoly při přípravě a realizaci experimentů, ovládání přístrojů a zpracovaní naměřených dat).

Povinná literatura:
[1]  Matuška T.: Experimentální metody v technice prostředí, skripta, Nakladatelství ČVUT, Praha, 2005, ISBN 80-01-03291-4
[2]  Vollmer, M., Mollman, K.-P.: Infrared Thermal Imaging: Fundamentals, Research and Applications, WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 2018, ISBN 978-3-527-41351-5
[3]  Tywoniak J. a kol.: Sledování energetických vlastností pasivních domů, Grada, Praha, 2012, ISBN 978-80-247-4277-9
[4]  Novák J.: Vzduchotěsnost obvodových plášťů budov, Grada, Praha, 2008, ISBN 8024719535
[5]  Bilčík, J. – Dohnálek, J. Sanace betonových konstrukcí. Vydavatelství Jaga group v.o.s., Bratislava, 2003, ISBN 80-88905-24-9
[6]  Pirner, M. - Fischer, O. Dynamika ve stavební praxi. Informační centrum ČKAIT, Praha, 2010, ISBN 978-80-87438-18-3
[7]  Lunga, R. – Solař, J. Kostelní věže a zvonice. Grada Publishing, a.s., Praha, 2010, ISBN 978-80-247-1236-9
Studijní pomůcky:
[8]   Studijní materiály na stránkách katedry: https://mech.fsv.cvut.cz/student/

Diplomová práce

Dle zadání diplomové práce.

[1]  Specifikováno při zadání DP.


Dynamics of Structures

The course is devoted to vibration of structures caused by various types of load.

Povinná literatura:
[1]   1. Clough, R.W. and Penzien, J. (1993) Dynamics of structures. McGraw-Hill. ISBN 0-07-113241-4
[2]   2. Bittnar, Z. and Šejnoha, J. (1996) Numerical methods in structural engineering. ASCE Press. ISBN 978-0727725554.

Dynamika konstrukcí budov

Základy teorie kmitání, dynamické zatížení. Vlastní a vynucené kmitání soustav s jedním stupněm volnosti. Tlumené kmitání. Metody řešení kmitání diskrétních soustav.

[1]  Máca J., Kruis J., Krejčí T.: Dynamika stavebních konstrukcí, ČVUT v Praze, 2018, ISBN 978-80-01-05719-3
[2]  Humar J.: Dynamics of Structures, CRC Press/Balkema, 2012, ISBN 978-0-145-62086-4
[3]  Sokol M., Tvrdá K.: Dynamika stavebných konštrukcií, STU Bratislava 2011, ISBN 978-80-227-3587-2
[4]  Máca J.: Dynamika konstrukcí budov, ČVUT v Praze, https://mech.fsv.cvut.cz/web/


Dynamika stavebních konstrukcí 1

Základy teorie kmitání, dynamické zatížení. Vlastní a vynucené kmitání soustav s jedním stupněm volnosti. Tlumené kmitání. Metody řešení kmitání diskrétních soustav.

[1]  Máca J., Kruis J., Krejčí T.: Dynamika stavebních konstrukcí, ČVUT v Praze, 2018, ISBN 978-80-01-05719-3
[2]  Humar J.: Dynamics of Structures, CRC Press/Balkema, 2012, ISBN 978-0-145-62086-4
[3]  Sokol M., Tvrdá K.: Dynamika stavebných konštrukcií, STU Bratislava 2011, ISBN 978-80-227-3587-2
[4]  Máca J.: Dynamika stavebních konstrukcí 1, ČVUT v Praze, 2021, https://mech.fsv.cvut.cz/web/


Experimentální analýza a diagnostika C

Experimenty zaměřené na sledování velikosti klimatických zatížení stavebních konstrukcí (zatížení větrem, sněhem, teplotou), diagnostika stavebních konstrukcí, zkoušky prováděné na fyzikálních modelech stavebních konstrukcí (zákony modelové podobnosti, simulace zemětřesení na vibračních stolech, simulace účinků větru ve větrných tunelech, statické zatěžovací zkoušky na fyzikálních modelech), monitorování stavebních konstrukcí, statické zatěžovací zkoušky (pozemní stavby, průmyslové stavby, mostní objekty), dynamické zatěžovací zkoušky a dynamické informativní zkoušky (pozemní stavby, průmyslové stavby, mostní objekty, lávky pro chodce, účinky technické seizmicity, hodnocení nepříznivých účinků kmitání na lidský organizmus, posuzování vlivu kmitání stavby na instalovaná technologická zařízení).

Povinná literatura:
[1]  Pirner, M. - Fischer, O. Zatížení staveb větrem. Informační centrum ČKAIT, Praha, 2003, ISBN 80-86769-10-0
[2]  Pirner, M. - Fischer, O. Dynamika ve stavební praxi. Informační centrum ČKAIT, Praha, 2010, ISBN 978-80-87438-18-3
[3]  Lunga, R. – Solař, J. Kostelní věže a zvonice. Grada Publishing, a.s., Praha, 2010, ISBN 978-80-247-1236-9
Doporučená literatura:
[4]   ČSN 73 2030 Statické zatěžovací zkoušky stavebních konstrukcí. ÚNMZ, 2019, ISBN 80-88905-24-9
[5]   ČSN 73 6209 Zatěžovací zkoušky mostních objektů. ÚNMZ, 2019.
[6]   ČSN 73 2044 Dynamické zkoušky stavebních konstrukcí. ÚNMZ, 2019.
[7]   ČSN 73 0040 Zatížení stavebních objektů technickou seizmicitou a jejich odezva. ÚNMZ, 2019.
Studijní pomůcky:
[8]   Studijní materiály na stránkách katedry: https://mech.fsv.cvut.cz/student/

Experimentální analýza a diagnostika K

Experimenty zaměřené na sledování velikosti klimatických zatížení stavebních konstrukcí (zatížení větrem, sněhem, teplotou), diagnostika stavebních konstrukcí, zkoušky prováděné na fyzikálních modelech stavebních konstrukcí (zákony modelové podobnosti, simulace zemětřesení na vibračních stolech, simulace účinků větru ve větrných tunelech, statické zatěžovací zkoušky na fyzikálních modelech), monitorování stavebních konstrukcí, statické zatěžovací zkoušky (pozemní stavby, průmyslové stavby, mostní objekty), dynamické zatěžovací zkoušky a dynamické informativní zkoušky (pozemní stavby, průmyslové stavby, mostní objekty, lávky pro chodce, účinky technické seizmicity, hodnocení nepříznivých účinků kmitání na lidský organizmus, posuzování vlivu kmitání stavby na instalovaná technologická zařízení).

Povinná literatura:
[1]  Pirner, M. - Fischer, O. Zatížení staveb větrem. Informační centrum ČKAIT, Praha, 2003, ISBN 80-86769-10-0
[2]  Pirner, M. - Fischer, O. Dynamika ve stavební praxi. Informační centrum ČKAIT, Praha, 2010, ISBN 978-80-87438-18-3
Doporučená literatura:
[3]   Lunga, R. – Solař, J. Kostelní věže a zvonice. Grada Publishing, a.s., Praha, 2010, ISBN 978-80-247-1236-9
[4]   ČSN 73 2030 Statické zatěžovací zkoušky stavebních konstrukcí. ÚNMZ, 2019,
[5]   ČSN 73 6209 Zatěžovací zkoušky mostních objektů. ÚNMZ, 2019.
[6]   ČSN 73 2044 Dynamické zkoušky stavebních konstrukcí. ÚNMZ, 2019.
[7]   ČSN 73 0040 Zatížení stavebních objektů technickou seizmicitou a jejich odezva. ÚNMZ, 2019.
Studijní pomůcky:
[8]   Studijní materiály na stránkách katedry: https://mech.fsv.cvut.cz/student/

Experimental Analysis

Experiments aimed at monitoring the magnitude of climatic loads on building structures (wind, snow, temperature loads), diagnostics of building structures, tests carried out on physical models of building structures (laws of model similarity, simulation of earthquakes on shake tables, simulation of wind effects in wind tunnels, static load tests on physical models), monitoring of building structures, static load tests (civil engineering structures, industrial structures, bridge structures), dynamic load tests and dynamic informative tests (civil engineering structures, industrial structures, bridge structures, footbridges, effects of technical seismicity, assessment of adverse effects of vibrations on the human body, assessment of the effect of vibrations of the structure on installed technological equipment).

[1]  Menčík, J., Introduction to Experimental Analysis. University of Pardubice, Pardubice, 2017, ISBN 978-80-7560-069-1 (pdf).
[2]  Freddi A., Olmi G., Cristofolini L., Experimental Stress Analysis for Materials and Structures. Springer International Publishing, Schwitzerland, 2015, ISBN 978-3-319-06086-6, 978-3-319-06085-9.
[3]  Study materials on the website: https://moodle-vyuka.cvut.cz/?lang=en


Microscopy and Phase Analysis of Construction Mat.

Fundamentals of transmission and reflexion optical microscopy. Polarization of light and its application in the phase study of materials. The sample preparation for microscopical research. Fundamentals of scannig electron microscopy and microanalysis. X-ray phase diffraction and structural analysis. The fundamentals of XRD analysis and its application in the structural and phase exploration of building materials.

[1]  1.Ekertová, L.- Frank, L.: Metody analýzy povrchů. - Elektronová mikroskopie a difrakce. - ACADEMIA, 2003., 2.Kraus, Ivo: Struktura a vlastnosti krystalů. ACADEMIA, 2003., 3.Král, J., Frank, L.: Metody analýzy povrchů - Iontové a speciální metody. -ACADEMIA, 2003., ., EMIA.ACADEMIAACADEMIA., Král, J - Frank, L. (2003): Metody analýzy povrchů - Iontové a speciální metody. - ACADEMIA.,


Pružnost a pevnost A

Předmět se zabývá základní elastoplastickou analýzou prutů a konstrukcí. Jednoosá napjatost - vliv teploty, staticky neurčité případy, přetvoření prutu, rozdělení napětí. Ohyb prutu - prostý a šikmý ohyb, kombinace s osovou silou, napětí, jádro průřezu. Ideální elastoplastický model materiálu pro jednoosou napjatost, mezní plastický stav průřezů a konstrukcí. Stabilita prutů, perfektní a imperfektní prut. Rovinná napjatost - transformace napětí, hlavní napětí, Mohrova kružnice, hlavní napětí. Smykové napětí - smyk za ohybu. Kroucení kruhových, masivních a tenkostěnných průřezů.

[1]  M. Jirásek, V. Šmilauer, J. Zeman: Pružnost, pevnost, plasticita. Elektronická verze skript, 2023
[2]  J. Bittnarová a kol.: Pružnost a pevnost. Příklady, Ediční středisko ČVUT, Praha 2008
[3]  J. Šejnoha a J. Bittnarová: Pružnost a pevnost, Ediční středisko ČVUT, Praha 2006
[4]  S. Šmiřák: Pružnost a plasticita I, PC‐DIR, Brno 1999


Pružnost a pevnost

Základy teorie pružnosti: napjatost a přetvoření přímých prutů namáhaných tahem/tlakem, ohybem a volným kroucením, mezní plastická únosnost prutu při ohybu, kritická zatížení a vzpěrné délky přímých tlačených prutů. Základní předpoklady, veličiny a rovnice pro popis napjatosti a přetvoření v 3D kontinuu, deskách a stěnách.

[1]  Studijní opory připravené vyučujícími dostupné online:
[2]  https://mech.fsv.cvut.cz/homeworks/student/
[3]  http://mech.fsv.cvut.cz/wiki/index.php/Department_of_Mechanics:_Student%27s_corner
[4]  https://moodle-vyuka.cvut.cz/
[5]  Jíra A. a kol.: Sbírka příkladů pružnosti a pevnosti, FSv ČVUT, 2021 (online)
[6]  Šejnoha J., Bittnarová J.: Pružnost a pevnost 10. Vyd. ČVUT Praha 2003. ISBN: 80-01-02742-2.
[7]  Šejnoha J., Bittnarová J.: Pružnost a pevnost 20. Vydavatelství ČVUT Praha 2003. ISBN: 80-01-02709-0.
[8]  Bittnarová a kol.: Pružnost a pevnost. Příklady. Vydavatelství ČVUT Praha 2003. ISBN: 80-01-02743-0.
[9]  Bittnarová a kol.: Pružnost a pevnost 20. Příklady. Vydavatelství ČVUT Praha 2004. ISBN: 80-01-03082-2.
[10]  Megson T. H. G.: Structural and Stress Analysis. Jordan Hill, UNITED KINGDOM: Elsevier Science & Technology 2005. ISBN: 978-0-08-045534-1.


Pružnost a pevnost

V kurzu se studenti seznámí se základními principy mechaniky a jejich užitím při výpočtu napětí v prutech a stability prutů. Dále bude zmíněna typologie stěn a desek včetně zatížení a základních předpokladů pro řešení konstrukcí na počítači.

[1]  Bittnarová, Šejnoha: Pružnost pevnost přednášky, 2006, ISBN:80-01-02742-2
[2]  !Bittnarová, Fajman, Kalousková, Šejnoha: Pružnost Pevnost 10 cvičení, 2000, ISBN:80-01-01635-8
[3]  !Bittnarová, Fajman, Kalousková, Šejnoha: Pružnost Pevnost 20 cvičení, 2000, ISBN:80-01-01835-0
[4]  !Fajman, Kruis: Zatížení a spolehlivost,2008, ISBN:978-80-01-04112-3


Projekt 4C

Zadání projektu je vždy individuální na základě dohody pedagoga se studentem. Naprostá většina zadání je spojena s vědecko-výzkumnou činností příslušného pracovníka. Výstupem řešení může být stručná rešeršní studie dané problematiky, experimentální činnost, programování a další dle příslušného zadání.

[1]  Literatura a studijní materiály jsou vždy doporučeny příslušným vyučujícím. Nejčastěji vycházejí z odborných článků, knih a současného stavu poznání příslušného obou.


Structural Design Project 4

Focus on complex approach to practic design, analysis and optimalization of multi-storey or long-span building structures, or their reconstruction. Analysis of load, functional and technologic requirements, design of load-bearing system alternatives including foundations, preliminary bearing elements dimensions calculation, choice of most suitable version. Detailed statical design of chosen version, calculation, technical report and drawings. Check of bearing and non-bearing structures interaction and assembly techniques. Public presentation.

[1]  in accordance with the specification


Stavební mechanika 1A

Síly v bodě, síly působící na těleso a desku, moment síly k bodu, k ose. Soustavy sil. Podepření tělesa a desky, reakce. Složené soustavy v rovině. Příhradové konstrukce. Vnitřní síly a jejich průběhy na rovinných prutových konstrukcích a složených soustavách. Vnitřní síly a jejich průběhy na prostorové prutové konstrukci. Definice normálového napětí a předpoklady o jeho rozložení v průřezu. Geometrie hmot a rovinných obrazců, těžiště a momenty setrvačnosti.

Povinná literatura:
[1]  Jíra, D. Jandeková, A. Hlobilová, E. Janouchová a L. Zrůbek: Sbírka příkladů stavební mechaniky, Praha: ČVUT, 2017. 116 s. ISBN 978-80-01-06301-9, URL: http://mech.fsv.cvut.cz/wiki/index.php , file Sbirka_prikladu_SUK.pdf
[2]  V. Kufner a P. Kuklík. Stavební mechanika 10. Vyd. 2. Praha: ČVUT, 2000. 166 s. ISBN 80-01-02215-3.
[3]  V. Kufner a P. Kuklík. Stavební mechanika 20. Vyd. 2. Praha: ČVUT, 2001. 137 s. ISBN 80-01-02346-X.
[4]  P. Kabele, M. Polák, D. Rypl a J. Němeček: Stavební mechanika 1. Příklady, ČVUT, 2009. 81 s. SBN: 978-80-0104-282-3
Studijní pomůcky:
[5]  http://mech.fsv.cvut.cz/wiki/index.php/Department_of_Mechanics:_Student''s_corner

Stavební mechanika 2A

Předmět se zabývá základní elastickou analýzou staticky neurčitých konstrukcí. V první části se zavádí energie deformace, princip virtuálních sil, přetvoření na staticky určitých konstrukcích. Maxwellova a Bettiho věta. Silová metoda a její aplikace na staticky neurčité příhradové konstrukce, spojité nosníky, rámy, uzavřené rámy. Symetrické konstrukce se symetrickým a antimetrickým zatížením. Vliv účinků teploty a předepsaných přemístění podpor. Matice poddajnosti konstrukce. Druhá část předmětu probírá princip virtuálních posunů a deformační metodu. Matice tuhosti prutu, nesilové účinky, statická kondenzace, matice tuhosti konstrukce a lokalizace. Počítačové řešení základních typů konstrukcí. Třetí část předmětu se zabývá analýzou desek a zjednodušenými metodami řešení křížem pnutých desek.

[1]  P. Konvalinka et al.: Analýza stavebních konstrukcí - příklady, ČVUT, 2009
[2]  V. Kufner, P. Kuklík: Stavební mechanika 30, ČVUT, 1998
[3]  P. Kuklík, V. Blažek, V. Kufner: Stavební mechanika 40, ČVUT, 2002
[4]  J. Kadlčák, J. Kytýr: Statika stavebních konstrukcí II., VUTIUM, 2009
[5]  T.H.G. Megson: Structural and Stress Analysis, Elsevier, 2005


Stavební mechanika 2

Vnitřní síly a jejich průběhy na rovinných prutových konstrukcích a složených soustavách. Vnitřní síly a jejich průběhy na prostorové prutové konstrukci. Definice normálového napětí a předpoklady o jeho rozložení v průřezu. Geometrie hmot a rovinných obrazců, těžiště a momenty setrvačnosti.

Povinná literatura:
[1]  Jíra, A. a kolektiv: Sbírka příkladů stavební mechaniky. ČVUT, Praha, 2019, ISBN:978-80-01-06301-9 (v současnosti dostupná online na:http://mech.fsv.cvut.cz/wiki/images/6/67/Sbirka_prikladu_SUK.pdf).
[2]   Kufner, V., Kuklík, P.: Stavební mechanika 20, Vydavatelství ČVUT, Praha, 1998, ISBN 80-01-01523-8.
[3]   Kufner, V., Kuklík, P.: Stavební mechanika 30, Vydavatelství ČVUT, Praha, 1998, ISBN 80-01-01893-8.
[4]   Kufner, V., Kuklík, P.: Stavební mechanika 10, Vydavatelství ČVUT, Praha, 1998, ISBN 80-01-01398-7.
Doporučená literatura:
[5]   Beer F. P., Johnston Jr. E. R., Mazurek D.: Vector Mechanics for Engineers: Statics 11th Edition, McGraw-Hill Education, 2016, ISBN 978-0077687304.
Studijní pomůcky:
[6]   Studijní materiály na stránkách katedry: https://mech.fsv.cvut.cz/student/

Stavební mechanika 3

Deformační a silová metoda pro řešení reakcí a vnitřních sil na staticky neurčitých nosnících a prutových a příhradových konstrukcích. Výpočet přemístění nosníků a prutových a příhradových konstrukcí pomocí principu virtuálních prací.

[1]  Studijní opory připravené vyučujícími dostupné online:
[2]  https://mech.fsv.cvut.cz/homeworks/student/
[3]  http://mech.fsv.cvut.cz/wiki/index.php/Department_of_Mechanics:_Student%27s_corner
[4]  https://moodle-vyuka.cvut.cz/
[5]  Kufner V., Kuklík P.: Stavební mechanika 30. Vydavatelství ČVUT Praha 1998. ISBN: 80-01-01893-8.
[6]  Kuklík P., Blažek V., Kufner, V.: Stavební mechanika 40. Vydavatelství ČVUT Praha 2002. ISBN: 80-01-02450-4.
[7]  Jirásek M., Konvalinka P.: Statika stavebních konstrukcí I. Vydavatelství ČVUT Praha, 1989.
[8]  Bittnar Z., Jirásek M., Konvalinka, P.: Statika stavebních konstrukcí II: Příklady. Vydavatelství ČVUT Praha, 1992. ISBN:80-01-00772-3.
[9]  Megson T. H. G.: Structural and Stress Analysis. Jordan Hill, UNITED KINGDOM: Elsevier Science & Technology 2005. ISBN: 978-0-08-045534-1.


Stavební mechanika R1

1. Newtonovy zákony, rovnováha sil, momenty, reakce hmotného bodu. 2. Vazby tuhých desek a hmotných bodů. Výpočet reakcí tuhé desky. 3. Spojité zatížení, výpočet reakcí a vazeb na složených soustavách. 4. Výpočet reakcí na příhradových konstrukcích. Vnitřní síly příhradových konstrukcí, metoda styčných bodů a průsečná metoda. 5. Vnitřní síly na přímých nosnících. 6. Vnitřní síly na lomených a šikmých nosnících. 7. Reakce na prostorové konzole a výpočet vnitřních sil prostorové konzoly. 8. Vnitřní síly na rovinných složených soustavách. 9. Výpočty polohy těžiště na rovinných obrazcích. Momenty setrvačnosti a elipsa setrvačnosti. 10. Analýza napětí průřezu zatíženého normálovou sílou a momentem.

[1]  Dostupné na stránce předmětu SMR1. https://mech.fsv.cvut.cz/student


Stavební mechanika R2

1. Princip virtuálních prací. 2. Výpočet přetvoření konstrukcí s využitím principu virtuálních prací. 3. Bettiho a Maxwellova věta. 4. Základní principy silové metody, využití principu PVP. 5. Výpočet vnitřních sil na přímém nosníku pomocí silové metody. 6. Silová metoda a její použití na staticky neurčité konstrukci. 7. Redukční věta. 8. Rovinný rám, výpočet vnitřních sil pomocí silové metody. 9. Silová metoda, příhradové konstrukce, využití symetrie. 10. Odvození matice tuhosti prutu, princip virtuálních posunů. 11. Deformační metoda, zjednodušená deformační metoda na staticky neurčitých konstrukcích. 12. Zjednodušená deformační metoda (ZDM) výpočet vnitřních sil na spojitých nosnících. 13. ZDM, výpočet vnitřních sil na rovinných rámových konstrukcích.

Povinná literatura:
[1]   Kufner, Kuklík, Stavební mechanika 30, ČVUT, 2003.
[2]   Kuklík, Blažek, Kufner, Stavební mechanika 40, 2002.
[3]   Šejnoha, Bittnarová, Pružnost a pevnost, ČVUT, 2004.
Studijní pomůcky:
[4]   Studijní podklady předmětu SMR 2 na stránce, https://mech.fsv.cvut.cz/student

Stavební mechanika 1

Síly v bodě, síly působící na těleso a desku, moment síly k bodu, k ose. Soustavy sil. Podepření tělesa a desky, reakce. Složené soustavy v rovině. Příhradové konstrukce. Výpočet reakcí principem virtuálních prací.

Povinná literatura:
[1]  Jíra, A. a kolektiv: Sbírka příkladů stavební mechaniky. ČVUT, Praha, 2019, ISBN:978-80-01-06301-9 (v současnosti dostupná online na:http://mech.fsv.cvut.cz/wiki/images/6/67/Sbirka_prikladu_SUK.pdf).
[2]   Kabele P., Polák M., Rypl D., Němeček J.: Stavební mechanika 1 - Příklady, Česká technika - nakladatelství ČVUT, Praha, 2014, ISBN 978-80-01-05604-2.
[3]   Kufner V., Kuklík P.: Stavební mechanika 10, Vydavatelství ČVUT, Praha, 1998, ISBN 80-01-01398-7.
[4]   Kufner, V., Kuklík, P.: Stavební mechanika 30, Vydavatelství ČVUT, Praha, 1998, ISBN 80-01-01893-8.
Doporučená literatura:
[5]  Kufner, V., Kuklík, P.: Stavební mechanika 20, Vydavatelství ČVUT, Praha, 1998, ISBN 80-01-01523-8.
[6]  Beer F. P., Johnston Jr. E. R., Mazurek D.: Vector Mechanics for Engineers: Statics 11th Edition, McGraw-Hill Education, 2016, ISBN 978-0077687304.
Studijní pomůcky:
[7]  Studijní materiály na stránkách katedry: https://mech.fsv.cvut.cz/student/

Stavební mechanika 2

Vnitřní síly a jejich průběhy na rovinných prutových konstrukcích a složených soustavách. Vnitřní síly a jejich průběhy na prostorové prutové konstrukci. Definice normálového napětí a předpoklady o jeho rozložení v průřezu. Geometrie hmot a rovinných obrazců, těžiště a momenty setrvačnosti.

Povinná literatura:
[1]  Jíra, A. a kolektiv: Sbírka příkladů stavební mechaniky. ČVUT, Praha, 2019, ISBN:978-80-01-06301-9 (v současnosti dostupná online na:http://mech.fsv.cvut.cz/wiki/images/6/67/Sbirka_prikladu_SUK.pdf).
[2]   Kufner, V., Kuklík, P.: Stavební mechanika 20, Vydavatelství ČVUT, Praha, 1998, ISBN 80-01-01523-8.
[3]   Kufner, V., Kuklík, P.: Stavební mechanika 30, Vydavatelství ČVUT, Praha, 1998, ISBN 80-01-01893-8.
[4]   Kufner, V., Kuklík, P.: Stavební mechanika 10, Vydavatelství ČVUT, Praha, 1998, ISBN 80-01-01398-7.
Doporučená literatura:
[5]   Beer F. P., Johnston Jr. E. R., Mazurek D.: Vector Mechanics for Engineers: Statics 11th Edition, McGraw-Hill Education, 2016, ISBN 978-0077687304.
Studijní pomůcky:
[6]   Studijní materiály na stránkách katedry: https://mech.fsv.cvut.cz/student/

Stavební mechanika 3

Deformační a silová metoda pro řešení reakcí a vnitřních sil na staticky neurčitých nosnících a prutových a příhradových konstrukcích. Výpočet přemístění nosníků a prutových a příhradových konstrukcí pomocí principu virtuálních prací.

[1]  Studijní opory připravené vyučujícími dostupné online:
[2]  https://mech.fsv.cvut.cz/homeworks/student/
[3]  http://mech.fsv.cvut.cz/wiki/index.php/Department_of_Mechanics:_Student%27s_corner
[4]  https://moodle-vyuka.cvut.cz/
[5]  Kufner V., Kuklík P.: Stavební mechanika 30. Vydavatelství ČVUT Praha 1998. ISBN: 80-01-01893-8.
[6]  Kuklík P., Blažek V., Kufner, V.: Stavební mechanika 40. Vydavatelství ČVUT Praha 2002. ISBN: 80-01-02450-4.
[7]  Jirásek M., Konvalinka P.: Statika stavebních konstrukcí I. Vydavatelství ČVUT Praha, 1989.
[8]  Bittnar Z., Jirásek M., Konvalinka, P.: Statika stavebních konstrukcí II: Příklady. Vydavatelství ČVUT Praha, 1992. ISBN:80-01-00772-3.
[9]  Megson T. H. G.: Structural and Stress Analysis. Jordan Hill, UNITED KINGDOM: Elsevier Science & Technology 2005. ISBN: 978-0-08-045534-1.


Structural Mechanics 3

Analysis of statically indeterminate structures by the slope-deflection method and the force method. Principle of virtual work.

[1]  1. R. C. Hibbeler: Structural Analysis in SI Units, 10th Edition, Pearson, 2019
[2]  2. P. Řeřicha: Structural mechanics 40, Statically indeterminate structures, CTU in Prague, 2003


Structural Mechanics 2

The principal objective of the course is to familiarise students with the application of basic principles of mechanics to the determination of the distribution of internal forces in statically determined structures, cross-sectional properties and the elementary definition of stress.

[1]  [1] W.F. Riley, L.D. Sturges, Engineering Mechanics - Statics, JOHN WILEY & SONS, INC., New York, 1993, ISBN 9780471053330
[2]  [2] S. Timoshenko, Strength of materials - Part I, Elementary theory and problems, D. VAN NOSTRAND COMPANY Inc., New York, 1930


Variational Principles in Continuum and Structural Mechanics

Students will be guided to explore the general structure of discrete, continuum and discretized models used in linear and nonlinear statics and dynamics of structures (beams, frames, plates) and solid bodies. Emphasis will be placed on the universal nature of the underlying fundamental principles, such as the principle of virtual work (or power) and variational principles (Lagrange, Castigliano, Hellinger-Reissner, Hu-Washizu, Hashin-Shtrikman, Hamilton), and on the duality between static and kinematic equations/operators. Tensorial notation will be introduced and used throughout the course.

[1]  Lecture notes prepared by the instructor
[2]  M. Jirásek, Z. P. Bažant: Inelastic Analysis of Structures, Wiley 2002
[3]  M. Itskov: Tensor Algebra and Tensor Analysis for Engineers, Springer 2013


Experimentální a numerická analýza 3D tištěných vzorků

Cílem předmětu je prakticky si vyzkoušet návrh a výrobu konstrukcí pomocí 3D tisku (technologie plastového tisku FDM, SLA a SLS), jejich následné destruktivní testování a porovnání výsledků s numerickým výpočtem.

[1]  budou upřesněny. Obecně se jedná o základy 3D tisku a jednoduchých mechanických zkoušek.


Korelace digitálního obrazu v exp. mechanice

Korelace digitálního obrazu (známá jako DIC = Digital Image Correlation) je optická metoda umožňující sledování pole posunů a deformací. Její princip je založen na změně tvaru a posunu náhodného vzoru na povrchu zatěžovaných těles. Metoda je relativně nenáročná na přístrojové vybavení měřicí linky, nicméně podávané výsledky jsou přesné a dobře graficky reprezentovatelné. Zároveň je tato metoda vhodným mezistupněm mezi experimenty (experimentální analýzou) a výpočty prováděnými pomocí matematických modelů. O rostoucí popularitě optického vyhodnocování deformací a posunů pomocí korelace digitálního obrazu svědčí i mnoho publikací, včetně hojně citovaných článků v mezinárodních impaktovaných časopisech.

[1]  David Chambers: Digital Image Correlation: Advanced Methods and Applications (Materials Science and Technologies).


Mikromechanika cementových kompozitů

Cementové kompozity tvoří základ dnešní civilizace a stavebnictví; tradiční beton je nyní nejvíce vyráběným materiálem na světě s průměrnou spotřebu přes 1 m3 / osobu / rok. Vlastnosti těchto kompozitů lze měnit v širokém spektru dle potřeb - tlaková pevnost do 800 MPa, dotvarování, smrštění, odolnost proti vlivům prostředí či vznik trhlin. Předmět představuje víceúrovňový popis těchto cementových kompozitů, od atomární úrovně až po úroveň stavební konstrukce. Zahrnuje přehled experimentálních metod používaných k identifikaci vlastností, analytických a numerických metod pro modelování hydratace, přenos tepla, elasticity, dotvarování a pevnosti přes různé úrovně rozlišení. Předmět je doplněn o celou řadu inženýrských aplikací, na kterých byly tyto metody úspěšně použity - návrhy a optimalizace masivních betonových konstrukcí (oblouky s chlazením, základové bloky, návodní líce přehrad), cementobetonové dálniční kryty s prodlouženou trvanlivostí, stříkané betony s náhradou Portlandského cementu sulfovápenatými pojivy, inovované materiály odolné k trhlinkování, alkalicky-aktivované úletové popílky. Většina použitých numerických modelů byla implementována do open-source softwaru OOFEM, který můžete volně použít například pro vaši předpověď teplot během hydratace, analýzu napětí a trhlin včetně vlivu výztuže a okrajových podmínek.

[1]  V. Šmilauer: Multiscale hierarchical modeling of hydrating concrete, Saxe-Coburg Publications, 2015
[2]  R. Bárta: Chemie a technologie cementu, AVČR, 1961
[3]  A. Neville: Properties of concrete, 2011
[4]  R.W.Burrows: The visible and invisible cracking of concrete, ACI, 1998
[5]  H.W.F. Taylor: Cement chemistry, 1997
[6]  W. Czernin: Cement chemistry and physics for civil engineers, 1962
[7]  O. Bernard, F.-J. Ulm, E. Lemarchand: A multiscale micromechanics-hydration model for the early-age elastic properties of cement-based materials, Cement and Concrete Research 33, 1293-1309, 2003


Mikromechanika a popis mikrostruktury materilálů

Předmět je zaměřen na seznámení s moderními měřícími metodami a jejich návazností na výpočetní metody pro stanovení mikromechanických charakteristik a dále jejich uplatnění pro popis materiálů. V popředí zájmu jsou cementové kompozity a geopolymery. Předmět bude obsahovat základy z následujících oblastí: -Experimentální metody mikromechaniky- především nanoindentace, mikroskopie atomových sil a elektronová mikroskopie pro různé typy materiálů. -Metody stanovení mikromechanických vlastností pro heterogenní mikrostruktury v submikrónové oblasti. -Modely pro popis mikrostruktury stavebních materiálů. -Metody výpočtu vlastností kompozitu a homogenizace (analytické, MKP, FFT). -Kalorimetrie. -Praktická měření a aplikace na stavební materiály.

[1]  Joseph I. Goldstein, Dale E. Newbury, Joseph R. Michael, Nicholas W.M. Ritchie, John Henry J. Scott, David C. Joy, Scanning Electron Microscopy and X-Ray Microanalysis, Springer 2003.
[2]  Bert Voigtländer, Scanning Probe Microscopy: Atomic Force Microscopy and Scanning Tunneling Microscopy (NanoScience and Technology) Springer, 2015
[3]  Fischer-Cripps, Anthony C., Nanoindentation, Mechanical Engineering Series, Springer, 2nd ed. 2004, XXII, 264 p.
[4]  M L. Oyen, Handbook of Nanoindentation: With Biological Applications, Pan Stanford Publishing, 2010
[5]  W.C. Oliver and G.M. Pharr, An improved technique for determining hardness and elastic modulus using load and displacement sensing indentation experiments, Journal of Materials Research, Volume 7 / Issue 06 / 1992, pp 1564-1583
[6]  J. Němeček, Nanoindentation of Heterogeneous Structural Materials. 1. ed. Praha: ČVUT v Praze, 2010. 99 p. ISBN 978-80-01-04501-5.


Program. Inženýrských výp. v MATLABu

Kurz volně navazuje na předmět "Programování inženýrských výpočtů v MATLABu 1“. Snahou je rozvinout algortimizační schopnosti studentů při řešení jejich inženýrských nebo vědeckých projektů.

[1]  https://sites.google.com/site/xsykorj3course/132xpm2


Programování inžen. výpočtů v C++ 2

Pokročilý kurz programovacího jazyka C++ s ohledem na tvorbu programů pro řešení inženýrských úloh.

[1]  Miroslav Virius - Programování v C++
[2]  Bruce Eckel - Thinking in C++, 2nd ed. Volume 1


Stavební mechanika 2 - repetitorium

Doplňkové cvičení k předmětům SM02 a SMA1, kde bude výuka vysvětlována s důrazem na pochopení základních principů a jednoduchost. Výuka bude mít formu doučování k řádným cvičení s prostorem pro dovysvětlení řešené problematiky.

[1]  příkladové skriptum:
[2]  https://mech.fsv.cvut.cz/wiki/images/6/67/Sbirka_prikladu_SUK.pdf


Stavební mechanika 3 - repetitorium

Doplňkové cvičení k předmětům 132SM3, 132SMA2 a 132SMR2, kde bude výuka vysvětlována s důrazem na pochopení základních principů a jednoduchost. Výuka bude mít formu doučování k řádným cvičení s prostorem pro dovysvětlení řešené problematiky.

[1]  příkladové skriptum:
[2]  https://mech.fsv.cvut.cz/wiki/images/9/9e/Sbirka_prikladu_SNK.pdf


Venkovské hist.objekty, statika a rekonst.

1. Venkovské stavby v regionech Čech, Moravy a Slezka. 2. Problematika základových konstrukcí. 3. Problematika svislých konstrukcí. 4. Vodorovné konstrukce. 5. Nosné konstrukce střech. 6. Klenby, mostky, lávky. Pozornost je zaměřena k výše uvedeným tématům z hlediska příčin vzniku poruch, jejich diagnostikování, a možným způsobům provedení oprav.

[1]  Stránky předmětu.


Diagnostika stavebních konstrukcí

Diagnostické systémy, monitorování stavebních konstrukcí a jejich uplatnění v diagnostice, měřicí linka a její členy, radarová interferometrie, korelace digitálního obrazu, tenzometrie a jejich aplikace v diagnostice, využití statické zatěžovací zkoušky, dynamické zatěžovací zkoušky, experimentální modální analýzy, validace a identifikace teoretických modelů existující stavby, vyšetřování trhlin, stanovení materiálových vlastností, experimentální postupy používané pro stanovení velikosti osových a předpínacích sil v konstrukčních prvcích stavebních konstrukcí.

Povinná literatura:
[1]  Bilčík, J. – Dohnálek, J. Sanace betonových konstrukcí. Vydavatelství Jaga group v.o.s., Bratislava, 2003, ISBN 80-88905-24-9
Doporučená literatura:
[2]  Pirner, M. - Fischer, O. Zatížení staveb větrem. Informační centrum ČKAIT, Praha, 2003, ISBN 80-86769-10-0
[3]  Pirner, M. - Fischer, O. Dynamika ve stavební praxi. Informační centrum ČKAIT, Praha, 2010, ISBN 978-80-87438-18-3
[4]  Lunga, R. – Solař, J. Kostelní věže a zvonice. Grada Publishing, a.s., Praha, 2010, ISBN 978-80-247-1236-9
Studijní pomůcky:
[5]  Studijní materiály na stránkách katedry: https://mech.fsv.cvut.cz/student/

Mikromechanika cementových kompozitů

Cementové kompozity tvoří základ dnešní civilizace a stavebnictví; tradiční beton je nyní nejvíce vyráběným materiálem na světě s průměrnou spotřebu přes 1 m3 / osobu / rok. Vlastnosti těchto kompozitů lze měnit v širokém spektru dle potřeb - tlaková pevnost do 800 MPa, dotvarování, smrštění, odolnost proti vlivům prostředí či vznik trhlin. Předmět představuje víceúrovňový popis těchto cementových kompozitů, od atomární úrovně až po úroveň stavební konstrukce. Zahrnuje přehled experimentálních metod používaných k identifikaci vlastností, analytických a numerických metod pro modelování hydratace, přenos tepla, elasticity, dotvarování a pevnosti přes různé úrovně rozlišení. Předmět je doplněn o celou řadu inženýrských aplikací, na kterých byly tyto metody úspěšně použity - návrhy a optimalizace masivních betonových konstrukcí (oblouky s chlazením, základové bloky, návodní líce přehrad), cementobetonové dálniční kryty s prodlouženou trvanlivostí, stříkané betony s náhradou Portlandského cementu sulfovápenatými pojivy, inovované materiály odolné k trhlinkování, alkalicky-aktivované úletové popílky. Většina použitých numerických modelů byla implementována do open-source softwaru OOFEM, který můžete volně použít například pro vaši předpověď teplot během hydratace, analýzu napětí a trhlin včetně vlivu výztuže a okrajových podmínek.

[1]  V. Šmilauer: Multiscale hierarchical modeling of hydrating concrete, Saxe-Coburg Publications, 2015
[2]  R. Bárta: Chemie a technologie cementu, AVČR, 1961
[3]  A. Neville: Properties of concrete, 2011
[4]  R. W. Burrows: The visible and invisible cracking of concrete, ACI, 1998
[5]  H. F. W. Taylor: Cement chemistry, ThomasTelford, 1997


Nelineární analýza materiálů a konstrukcí

Studenti se seznámí s koncepcí lineární stability a pružnoplastického výpočtu únosnosti. Lineární stabilita - stanovení kritického zatížení, stanovení tvaru vybočení. Analýza konstrukcí podle teorie II. řádu - podmínky rovnováhy na deformované konstrukci, matice počátečních napětí. Pružnoplastická analýza konstrukcí - stanovení mezní únosnosti, stanovení průběhu vnitřních sil na mezi únosnosti, stanovení tvaru kolapsu na mezi únosnosti - statická přírůstková metoda, kinematická metoda. Řešení úloh stability a pružnoplastické analýzy v prostředí víceúčelového programu založeného na MKP.

Povinná literatura:
[1]  Máca J., Konvalinka P.: CAL - doplňkové skriptum, Vydavatelství ČVUT, Praha, 2003. ISBN: 80-01-02673-6.
[2]  Jirásek M., Zeman J.: Přetváření a porušování materiálů. Vydavatelství ČVUT, Praha, 2006. ISBN: 978-80-01-05064-4.
[3]  Bathe K.J.: Finite Element Procedures, Prentice Hall, 2006. ISBN:978-0-9790049-0-2.
[4]  Bažant Z.P., Cedolin L.: Stability Of Structures: Elastic, Inelastic, Fracture And Damage Theories, World Scientific Publishing Company, 2010, ISBN:978-9814317030.
Studijní pomůcky:
[5]   ADINA R&D, ADINA Theory and modeling guide.

Numerická analýza konstrukcí 2

Pokročilý kurz zaměřený na metodu konečných prvků. Formulace deskových prvků vzcházejících z Kirchhoffovy a Midlinovy hypotézy, deskové konstrukce na pružném podloží. Úvod do nelinárních problémů, geometrická a materiálová nelinearita, metody řešení nelineárních rovnic.

[1]  Bittnar, Sejnoha: Numerické metody mechaniky I a II, nakladatelství ČVUT, 1992
[2]  Patzák: Přednášky z předmětu NAK2, elektronická verze, 2017


Numerické metody v inž. úlohách

Předmět se věnuje základním numerickým metodám, které lze využít při řešení velkých soustav algebraických rovnic a okrajových či počátečních úloh. V souvislosti s řešením diferenciálních rovnic je představena metoda konečných diferencí a metoda konečných prvků z pohledu inženýra i matematika.

Doporučená literatura:
[1]   J. B. Tebbens, I. Hnětynková, M. Plešinger, Z. Strakoš, P. Tichý: Analýza metod pro maticové výpočty. Základní metody. MatfyzPress, 2011, ISBN 978-80-7378-201-6.
[2]   G. H. Golub, C. F. Van Loan: Matrix Computations. The Johns Hopkins University Press, 3. vydání, 1996 ISBN 9780801854149.
[3]   I. Shames and C. Dym, Energy and finite element methods in structural mechanics. Taylor & Francis, 1991, ISBN 9781351451437.
[4]   D. Braess: Finite Elements: Theory, Fast Solvers, and Applications in Solid Mechanics, Cambridge University Press; 3rd edition, 2007, ISBN 978-0415061391.
[5]   A. Ern and J.-L. Guermond: Theory and Practice of Finite Elements, Springer; 2004, ISBN 978-1-4757-4355-5.

Výpočty konstrukcí na počítači 1

Tvorba statických modelu konstrukce, příprava vstupních dat, výpočet, vyhodnocení a kontrola výsledků. Řešení prutových konstrukcí, obloukových konstrukcí, stěn, desek, kleneb, krovů. Používané programy RFEM-Dlubal, SCIA Engineer.

Doporučená literatura:
[1]  Uživatelská příručka systému RFEM Dlubal
[2]  Uživatelská příručka systému SCIA engineer
[3]  Odborný posudek - statický výpočet NKP Zámek Bojnice: Fajman - ČVUT, 2018, HČ 8301804A006
[4]  Statické posouzení - únosnosti zdi zděné na maltových pásových ložích v objektu Bytové domy Nad školou Trutnov dům č.4: Fajman - ČVUT, 2017, HČ 8301704A183

Výpočty konstrukcí na počítači 2

Mezní únosnost rámových konstrukcí. Stabilitní analýza konstrukcí. Základy teorie 2.řádu. Nosníky a rošty na pružném podloží. Deskové a stěnové konstrukce. Základy řešení úloh dynamiky konstrukcí. Verifikace výsledků.

[1]  Bittnar Z., Šejnoha J.: Numerické metody mechaniky 1, 2, Vydavatelství ČVUT, Praha 1992.


Statika a rekonstrukce histor. konstr.

Stručný přehled historických kleneb a krovů. Jejich statické působení a nejčastější příčiny poruch. Možné způsoby sanace skutečných poruch včetně změn základových podmínek. Nejčastější statické poruchy panelových objektů. Exkurze do historické části Pražského hradu.

[1]  1. Vinař, J., Kufner, V., Horová, I.: Historické krovy, Elconsult 1995, 2. Lipanská, E.: Historické klenby, Elconsult 1997, 3. Manuál k výpočetnímu systému SCIA, Dlubal ,


Univerzální principy mechaniky

Tenzory, diferenciální operátory a jejich využití v mechanice, Gaussova a Greenova věta. Obecná struktura základních rovnic lineární a nelineární statiky, energie a dualita. Princip virtuálních prací (výkonů), variační principy (Lagrange, Castigliano, Hellinger-Reissner, Hu-Washizu) a jejich využití při popisu spojitých a diskrétních modelů prutových, deskových, stěnových a prostorových konstrukcí.

[1]  Povinná literatura:
[2]  1. Studijní text vytvořený přednášejícím
[3]  2. Bittnar Z., Šejnoha J.: Numerické metody mechaniky 1, 2, Vydavatelství ČVUT, Praha 1992
[4]  3. Jirásek M., Bažant, Z.P.: Inelastic Analysis of Structures, Wiley 2001.
[6]  Doporučená literatura:
[7]  4. M. Itskov: Tensor Algebra and Tensor Analysis for Engineers, Springer 2013


 

Zpět na:
Stránku ČVUT
Stránku fakulty
Seznam kateder

Problémy, připomínky a doporučení směrujte prosím na
webmaster@fsv.cvut.cz