CVUT

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

Předměty aktuálního semestru -- zimní 2019/20

přejděte na archiv předmětů od roku 2008 (podle kateder) nebo na společný archiv anotací předmětů z let 2002-2007

semestr zimní 2019/20


Advanced finite element analysis of solids

This course will pick up where basic finite element courses stop. We will discuss some classes of failures of finite elements (shear and volumetric locking), and potential remedies (various types of reduced integration, nodal-integration discretizations, and multi-field approaches). Both solid and structural elements will be covered. We will consider static and dynamic response, in the small- and large-strain regime. The theory will be illustrated with concrete examples computed with in-house (open-source) finite element software, and the commercial program Abaqus (and its open-source look-alike Calculix).


Advanced finite element analysis of solids

This course will pick up where basic finite element courses stop. We will discuss some classes of failures of finite elements (shear and volumetric locking), and potential remedies (various types of reduced integration, nodal-integration discretizations, and multi-field approaches). Both solid and structural elements will be covered. We will consider static and dynamic response, in the small- and large-strain regime. The theory will be illustrated with concrete examples computed with in-house (open-source) finite element software, and the commercial program Abaqus (and its open-source look-alike Calculix).


Diagnostika konstrukcí

Anotace: Předmět je zaměřen na seznámení se způsobem odběru a získáváním stavebních materiálů pro účely zjišťování jejich vlastností. Studenti jsou seznámeni s diagnostickými metodami určování vlastností materiálů podstatných pro posouzení konstrukcí z pohledu projektanta (statické, dynamické podklady, fyzikální podklady). Navazujícím tématem je použití výpočtových nástrojů s podklady získanými z provedené diagnostiky. Část obsahu předmětu je věnována přístupům a hloubce diagnostických metod. Výsledkem diagnostiky konstrukcí je určení zbytkové životnosti nebo použitelnosti konstrukcí.


Dynamika stavebních konstrukcí


Experimentální analýza konstrukcí I

Výuka je zaměřena na zdokonalování všech jazykových dovedností s důrazem na lexikálně-gramatické aspekty jazyka pro inženýrskou praxi. Zvláštní pozornost se věnuje terminologii vlastního oboru a vysokoškolského studia.Zvláštní pozornost se věnuje terminologii vlastního oboru a vysokoškolského studia.

[1]  Kasíková S., Horká H., Nivenová R., Sedláková V.: English for Civil Engineering. ČVUT v Praze,2007.
[2]  Wotkeová Z., Robovská M.: Cours de français pour les étudiants de Génie Civil et d´Architecture.
[3]  VUT Brno, 1999.


Experimentální analýza konstrukcí II


Mechanika složených materiálů


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.


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. -Řešená témata jsou navázána na doktorské práce.

[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.


Numerické metody mechaniky I


Numerické metody mechaniky II


Optimalizace stavebních konstrukcí a výpočetních modelů


Přetváření a porušování materiálů


Analýza a řízení rizika


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]  Lecture notes and supporting 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.


Teorie spolehlivosti konstrukcí


Základy nelineární mechaniky


Advanced Master Project


Analýza konstrukcí

Analýza staticky určitých a staticky/deformačně neurčitých konstrukcí, zahrnující výpočet účinků pohyblivého zatížení, napjatost tenkostěnných otevřených průřezů, napjatost stěn a desek, maticovou formu deformační metody, principy metody konečných prvků, výpočet pružného podloží a stability konstrukcí.

Povinná literatura:
[1]  Konvalinka, P. a kol.: Analýza stavebních konstrukcí - elektronické skriptum ČVUT, Praha 2018
[2]  Kytýr, J. a Kadlčák, J.: Statika stavebních konstrukcí I, Nakladatelství VUTIA Brno, 1998, ISBN 90-214-1204-6
[3]  Kytýr, J. a Kadlčák, J.: Statika stavebních konstrukcí II, Nakladatelství VUTIA Brno, 2011, ISBN 978-80-214-3428-8
Doporučená literatura:
[4]  Šejnoha J., Bittnarová J.: Pružnost a pevnost 10, ČVUT, Praha 1996


Bakalářská práce


Bakalářská práce

[1]  @@Studijní materiály zadává vedoucí bakalářské práce popř. konzultant


Bachelor Project

in accordance with a thesis proposal

[1]  in accordance with the specification


Diplomová práce

dle zadání

[1]  dle zadání


Diploma project

in accordance with the thesis proposal

[1]  in accordance with the specification


Dynamika stavebních konstrukcí 2


History of Construction and Conservation

Introduction to modern conservation criteria. General concepts. Structural conservation and restoration. Construction techniques and structural components: masonry and earth. Construction techniques and structural components: timber and mixed systems. Construction techniques and structural components: metals. The use of metals in historical construction. Introduction to 20th century heritage structures. Structural concrete across 20th century. Overall structural arrangements in history. Ancient rules and classical approaches. Limit analysis: the static and the kinematic approach. Damage and collapsing mechanisms in historical structures: gravity and soil settlements; construction defects. Damage and collapsing mechanisms in historical structures: environmental and anthropogenic actions. History of conservation. The Athens Charter and the Venice Charter. Modern structural restoration practice. The application of conservation criteria in practice. Diagnosis, safety evaluation and design of intervention. Examples. Discussion of analysis and restoration of real heritage structures.

[1]  Online materials provided by lecturers.
[2]  ICOMOS: Recommendations for the analysis, conservation and structural restoration of architectural heritage. International Scientific Committee for Analysis and Restoration of Structures of Architectural Heritage, 2001.
[3]  Croci, G.:The conservation and structural restoration of architectural heritage. Southampton, Computational Mechanics Publications, 1998.
[4]  Giuffre, A.: Safety and conservation of historical centers (in Italian). Bari, Editori Laterza, 1993


Inspection and Diagnostics

General methodology for inspection and diagnosis. Documentation of historic structures, typical damage and visual inspections. Soils and rocks in situ investigation and monitoring. In situ investigation of timber, steel and concrete structures. In situ NDT and MDT for masonry structures. Complementarily of NDT and MDT and case studies presentation. Laboratory load tests and in situ load tests. Monitoring of historic structures. Monitoring analysis and cyclic effects. Modal testing of historic structures. Structural assessment.

[1]  Inspection and Diagnosis of Historic Structures - Technical Notes, ITAM 2007.
[2]  Feilden B.M.: Conservation of Historic Buildings - Third Edition, Architectural Press 2003.
[3]  Drdácký M., ed.: European Research on Cultural Heritage: State-of-the-Art Studies, Vol.3 (Historic Materials and their Diagnostics, Historic Structures and their Monitoring, ITAM 2004.
[4]  Camuffo D.: Microclimate for Cultural Heritage, Elsevier, 1998.


Integrated Project

This unit is composed of three main parts, as follows: Field trips with presentations on case studies. Seminars on conservation subjects not addressed in the course. Analysis of case studies in groups of 3 to 5 students. Within this unit, students have to develop the inspection, diagnosis, stability analysis, design project, monitoring and maintenance plans of a case study.

[1]  Technical books and journals depending on a specific topic.


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]  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.,


Modern Methods of Optimization

The course is aimed at an overview of numerical optimization methods applicable not only in the Civil Engineering area. The emphasis is put more on the introduction of driving principles, however, practical applications in MATLAB environment are also conducted during exercises.

Povinná literatura:
[1]  Search Methodologies: Introductory Tutorials in Optimization and Decision Support Techniques, E. K. Burke, G. Kendall (Editors), Springer, 2014, ISBN 978-1-4614-6940-7.
[3]  A. E. Eiben, J. E. Smith. Introduction to Evolutionary Computing. Springer, 2003, ISBN 978-3-662-05094-1.
[5]  J. Dréo, A. Pétrowski, P. Siarry, E. Taillard, A. Chatterjee. Metaheuristics for Hard Optimization: Methods and Case Studies. Springer, 2005, ISBN 978-3-540-30966-6.
[7]  Weise, Thomas, et al. "Why is optimization difficult?" Nature-Inspired Algorithms for Optimisation. Springer Berlin Heidelberg, 1-50, 2009, ISBN 978-3-642-00267-0.


Modelování konstrukcí při požáru a výbuchu

V předmětu se studuje vedení tepla a rozložení teploty po konstrukci. Zdrojem tepla je požár. Změny teploty se projeví v mechanické odezvě konstrukce. V předmětu jsou podrobně studovány deformace a vnitřní síly způsobené změnami teploty. Na závěr je věnována pozornost výbuchům. Jejich účinky jsou aplikovány na soustavy s jedním stupněm volnosti.

Povinná literatura:
[1]  Z. Bittnar, J. Šejnoha: Numerické metody mechaniky I. Vydavatelství ČVUT, 1992.
[3]  Z. Bittnar, J. Šejnoha: Numerické metody mechaniky II. Vydavatelství ČVUT, 1992.
[5]  M. Baťa, V. Plachý, F. Trávníček: Dynamika stavebních konstrukí. SNTL/ALFA, Praha 1987.


Numerická analýza konstrukcí


Numerical analysis of structures

Overview of direct stiffness method of structural mechanics. Weak solution of one-dimensional elasticity equations. Galerkin method, principle of the Finite Element method. Steady state heat conduction in one dimension. Two-dimensional heat conduction problem, triangular finite elements. Two-dimensional elasticity problems. Thin beams. Convergence of FEM, error estimates.

[1]  J. Fish and T. Belytschko: A First Course in Finite Elements, John Wiley & Sons, 2007
[2]  P. Krysl: A Pragmatic Introduction to the Finite Element Method for Thermal and Stress Analysis, World Scientific Press, 2006
[3]  Course webpage at http://mech.fsv.cvut.cz/~zemanj/index.php?id=teaching#nas


Pružnost a pevnost A

Předmět se zabývá základní elastoplastickou analýzou průřezů 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. Ideálně 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 nedeplanujících průřezů.

Doporučená literatura:
[1]  M. Jirásek, V. Šmilauer, J. Zeman: Pružnost, pevnost, plasticita. Elektronická verze skript, 2017
[2]  Bittnarová J. a kol.: Pružnost a pevnost. Příklady, Ediční středisko ČVUT, Praha 2008
[3]  Šejnoha J., Bittnarová J.: Pružnost a pevnost, Ediční středisko ČVUT, Praha 2006
[4]  Šmiřák S.: Pružnost a plasticita I, PC?DIR, Brno 1999


Pružnost a pevnost

1. Předpoklady teorie pružnosti. Trojrozměrné těleso: Přemístění, deformace, napětí. Geometrické, statické a materiálové rovnice. 2. Základní typy namáhání prutů. Prut namáhaný tahem a tlakem. 3. Jednoduchý ohyb. Hypotéza o zachování rovinnosti průřezu. Rozdělení deformace a napětí na průřezu. Ohybový moment jako výslednice normálového napětí. Vztah mezi ohybovým momentem a křivostí. Pružný průřezový modul. Vliv teploty na ohyb. 4. Normálové napětí v průřezu při šikmém ohybu a kombinaci normálové síly a ohybových momentů. Jádro průřezu. 5. Diferenciální rovnice ohybové čáry a okrajové podmínky. Výpočet průhybů řešením této rovnice. Vliv teplotních změn a posunů/pootočení podpor. 6. Test I. 7. Smykové napětí při ohybu. 8. Volné kroucení masivních prutů a tenkostěnných prutů s průřezem otevřeným a uzavřeným. 9. Pružnoplastický a plastický stav průřezu ohýbaných prutů. 10. Stabilita tlačeného prutu. 11. Test II. Ohyb desek - základní předpoklady, veličiny a vztahy. 12. Stěny a rovinná napjatost - základní předpoklady, veličiny a vztahy. 13. Opakování, rezerva.

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


Přetváření a porušování materiálů

Viskoelasticita, modely pro dotvarování a smršťování betonu. Teorie plasticity, principy mezní analýzy konstrukcí. Lomová mechanika. Mechanika poškození.

Povinná literatura:
[1]  Jirásek, M., Zeman, J.: Přetváření a porušování materiálů, ČVUT, Praha 2006, ISBN 80-01-03555-7.
Doporučená literatura:
[2]  Bittnar, Z., Šejnoha, J.: Numerické metody mechaniky 1 a 2, Vydavatelství ČVUT, Praha 1992, ISBN 80-01-00855-X a 80-01-00901-7.
[3]  Jirásek, M., Bažant, Z.: Inelastic Analysis of Structures, Chichester: Wiley, 2001, ISBN 9780471987161.
[4]  Bažant, Z.P.; Jirásek, M.: Creep and Hygrothermal Effects in Concrete Structures, Dordrecht: Springer, 2018, ISBN 978-94-024-1136-2.


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.

Povinná literatura:
[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 3C


Restoration and Conservation of Materials

Introduction to conservation and restoration of materials. Historical materials: identification, types and classification. Binders and mortars. Degradation of historic materials: physical, chemical and biological actions. Degradation of historic materials: disasters and anthropogenic actions. Salts in stone and masonry. Cleaning of façades. Repair materials and techniques. Consolidation of degraded brick and masonries. Consolidation of degraded mortar and plaster and interaction with fixed artistic heritage. Protective and coating layers. Restoration and conservation of wood. Deterioration and conservation of metals. Deterioration and conservation of 20th century heritage concrete and modern materials. Technical excursion. Laboratory works and in-situ investigations.

[1]  Restoration and Conservation of Materials - Technical Notes, ITAM 2007.
[2]  Andrew C.: Stonecleaning, Historic Scotland, 1994.
[3]  Henry A., ed.: Stone Conservation, Donhead, 2006.
[4]  Hughes J., Válek J.: Mortars in Historic Building, Historic Scotland, 2003.


Repairing and Strengthening Techniques

Introduction to repair and strengthening. Strengthening of foundations. Discussion of load transfer and long term effects. Strengthening of concrete structures. Strengthening of metal structures. Design of timber structures. Strengthening of timber structures. Design of masonry structures. Strengthening of masonry structures. Strengthening solutions.

[1]  Ross P.: Appraisal and Repair of Timber Structures, Thomas Telford, 2002.
[2]  Agocs Z., Ziolko J., Vičan J., Brodňanský J.: Assesment and Refurbishment of Steel Structures, Spon Press, 2005.
[3]  Vašek M., Sanace ocelových konstrukcí, DOST-T ČKAIT, 2005,1999.


Structural Analysis Techniques

Aims, chalenges and difficulties in the modeling and analysis of historical structures. Governing equations of the mechanics of continuum. The finite element method. Elasto-plastic constitutive models. Geometrical nonlinearity. Solution procedures for non-linear incremental FE analysis. Damage mechanics, smeared crack models. Applicability of continuum mechanics. Blocky limit analysis of masonry. Demonstration of modelling of real structures and examples.

[1]  Shames I.H., Dym C.L.: Energy and Finite Element Methods in Structural Engineering, Taylor & Francis 1991.
[2]  Jirásek M., Bažant Z.: Inelastic Analysis of Structures, John Willey & Sons, Ltd 2002.
[3]  Bathe K.J.: Finite Element Procedures, Prentice Hall, 1996.


Seismic Behaviour and Structural Dynamics

Introduction to earthquake engineering. Elements of seismology and seismicity. Elements of seismic hazard analysis. Dynamic analysis of single-degree-of-freedom systems. Dynamic analysis of multi-degree-of-freedom systems. Dynamic analysis of structures using the finite element method. Response spectrum analysis of linear multi-degree-of-freedom systems. Response history analysis of linear multi-degree-of-freedom systems. Non-linear dynamic and static analysis of structures. Earthquake-resistant design of buildings. Structural dynamics in building codes. Elements of soil dynamics. Damage and collapsing mechanisms in existing (particularly historical) structures. Introduction to innovative earthquake-resistant systems.

[1]  Chopra A.K.: Dynamics of Structures: Theory and Applications to Earthquake Engineering, 2nd Edition. Prentice Hall 2001.
[2]  Ansal A.: Recent Advances in Earthquake Geotechnical Engineering and Microzoanation, Kluwer Academic Publishers, 2004.


Structural design project 3

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]  Foster Jack Strond: Structure and Fabric, Parts I - III, Longman 1994
[2]  Barritt C.M.H.: Advanced Building Construction, Vol 1 - 4, Longman
[3]  1


Stavební mechanika 1A

1. Úvod, statika hmotného bodu. 2. Výpočet reakcí tuhé desky a prostorové konzoly. 3. Reakce složených soustav, spojité zatížení 4. Příhradové konstrukce. 5. Vnitřních sil na přímých nosnících. 6. Analýza průběhu vnitřních sil na přímých nosnících, Schwedlerovy věty. 7. Analýza průběhu vnitřních sil na prostorové konzole. 8. Zápočtový test. 9. Analy?za průběhu vnitřních sil na šikmých a lomených nosnících. 10. Analýza průběhu vnitřních sil na složených soustavách. 11. Těžistě a momenty setrvačnosti pro složené průřezy. 12. Hlavní centrální osy setrvačnosti a elipsa setrvačnosti složených průřezů. 13. Opakování problematických úloh.

Povinná literatura:
[1]  V. Kufner a P. Kuklík. Stavební mechanika 10. Vyd. 2. Praha: ČVUT, 2000. 166 s. ISBN 80-01-02215-3.
[2]  V. Kufner a P. Kuklík. Stavební mechanika 20. Vyd. 2. Praha: ČVUT, 2001. 137 s. ISBN 80-01-02346-X.
[3]  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
Doporučená literatura:
[4]  V. Kufner a P. Kuklík. Stavební mechanika 30. 1. vyd. Praha: ČVUT, 1998. 159 s. ISBN 80?01?01893?8.
[5]  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:
[6]  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.

Doporučená literatura:
[1]  P. Konvalinka et al.: Analýza stavebních konstrukcí - příklady, ČVUT, 2009
[2]  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 R1

1. Úvod, základní pojmy, Newtonovy zákony, síla. 2. Statika hmotného bodu, svazek sil. 3. Soustava sil, výpočet reakcí tuhé desky. 4. Spojitá zatížení, reakce složených soustav. 5. Příhradové konstrukce, základní způsoby výpočtu vnitřních sil (metoda styčných bodů, průsečná metoda). 6. Vnitřní síly, vnitřní síly na přímém prutu. 7. Reakce a vnitřní síly prostorové konzoly. 8. Vnitřní síly na lomeném a šikmém nosníku 9. Vnitřní síly na složených soustavách I. 10. Výpočet vnitřních sil na složených soustavách - prohloubení znalostí výpočtu. 11. Rovinné geometrické útvary I (výpočet polohy těžiště, statického momentu průřezu). 12. Rovinné geometrické útvary II (výpočet momentů setrvačnosti, stanovení elipsy setrvačnosti). 13. Analýza napětí na prutu namáhaném normálovou silou a momentem.

Povinná literatura:
[1]  Kabele P., Polák M., Rypl D., Němeček J., Stavební mechanika 1 - Příklady, Vydavatelství ČVUT, Praha 2009
[2]  Kufner V., Kuklík P.: Stavební mechanika 10, Vydavatelství ČVUT, Praha 2002
[3]  Kabele, Polák, Rypl, Němeček, Stavební mechanika 1, Příklady, ČVUT, 2009.
Studijní pomůcky:
[4]  Stránky předmětu SMR1 v systému Student 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]  Kabele P., Polák M., Rypl D., Němeček J.: Stavební mechanika 1 - Příklady, Česká technika - nakladatelství ČVUT, Praha, 2014, ISBN 978-80-01-05604-2.
[2]  Kufner V., Kuklík P.: Stavební mechanika 10, Vydavatelství ČVUT, Praha, 1998, ISBN 80-01-01398-7.
[3]  Kufner, V., Kuklík, P.: Stavební mechanika 30, Vydavatelství ČVUT, Praha, 1998, ISBN 80-01-01893-8.
Doporučená literatura:
[4]  Kufner, V., Kuklík, P.: Stavební mechanika 20, Vydavatelství ČVUT, Praha, 1998, ISBN 80-01-01523-8.
[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 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]  Kufner, V., Kuklík, P.: Stavební mechanika 20, Vydavatelství ČVUT, Praha, 1998, ISBN 80-01-01523-8.
[2]  Kufner, V., Kuklík, P.: Stavební mechanika 30, Vydavatelství ČVUT, Praha, 1998, ISBN 80-01-01893-8.
[3]  Kufner, V., Kuklík, P.: Stavební mechanika 10, Vydavatelství ČVUT, Praha, 1998, ISBN 80-01-01398-7.
Doporučená literatura:
[4]  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:
[5]  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 prutových a příhradových konstrukcích. Výpočet přemístění prutových a příhradových konstrukcí pomocí principu virtuálních prací. 1. Opakování. Základní myšlenka deformační metody (DM). 2. Zjednodušená deformační metoda (ZDM) - Řešení rovinných rámů s neposuvnými styčníky. Formalizace. Výpočet průhybů. 3. ZDM - Snížení počtu neznámých při kloubovém připojení prutu ke styčníku (statická kondenzace). Řešení rovinných rámů s posuvnými patry/sloupy. 4. DM - Staticky neurčitý tah-tlak. Řešení staticky neurčitých příhradových konstrukcí. 5. Obecná deformační metoda (ODM) - řešení rovinných rámů. 6. Test I. 7. ODM - Rovinné rámy, vliv předepsaných přemístění podpor a teplotních změn. 8. ZDM a ODM - Shrnutí. Využití symetrie. Statická analýza rovinných prutových konstrukcí pomocí výpočetních programů. 9. Princip virtuálních prací - úvod. 10. Silová metoda (SM) - Princip silové metody, volba základní soustavy, řešení rovinných rámů a příhradových soustav, kontrola výsledků. 11. Test II. 12. SM - Řešení příhradových konstrukcí. 13. Opakování, rezerva.

Povinná literatura:
[1]  Kufner V., Kuklík P.: Stavební mechanika 30. Vydavatelství ČVUT Praha 1998. ISBN: 80-01-01893-8.
Doporučená literatura:
[2]  Kuklík P., Blažek V., Kufner, V.: Stavební mechanika 40. Vydavatelství ČVUT Praha 2002. ISBN: 80-01-02450-4.
[3]  Jirásek M., Konvalinka P.: Statika stavebních konstrukcí I. Vydavatelství ČVUT Praha, 1989.
[4]  Bittnar Z., Jirásek M., Konvalinka, P.: Statika stavebních konstrukcí II: Příklady. Vydavatelství ČVUT Praha, 1992. ISBN:80-01-00772-3.
[5]  Megson T. H. G.: Structural and Stress Analysis. Jordan Hill, UNITED KINGDOM: Elsevier Science & Technology 2005. ISBN: 978-0-08-045534-1.
Studijní pomůcky:
[6]  Studijní opory připravené vyučujícími dostupné online. https://mech.fsv.cvut.cz/homeworks/student/
[7]  http://mech.fsv.cvut.cz/wiki/index.php/Department_of_Mechanics:_Student%27s_corner7


Structural Analysis

Displacement method for planar frames and gridworks. Extreme effects of live load, influence lines. Stress and strain tensors, traction vector, principal stresses an directions, material strength. Finite element principles and techniques, error of the finite element solutions. Prerequisities: The force and slope deflection methods for statically indeterminate planar frames and trusses, elementary elasticity, stresses and strains in beams, Hooke's law. 13 credits in structural mechanics and elasticity is a reasonable minimum to enter the course.

Povinná literatura:
[1]  Řeřicha Petr: Structural mechanics 40, statically indeterminate structures, CTU Prague, 2003, p.77, ISBN 80-01-02780-5,
Doporučená literatura:
[2]  Ugural Ansel C. and Fenster Saul K.: Advanced strength and applied elasticity. (4/E) Prentice-Hall, 2000,560pp, ISBN 0-13-047392-8


Structural Mechanics 1

The principal objective of the course is to familiarize students with basic principles of mechanics such as equilibrium and equivalency applied to statically determined structures 1. Concurrent forces - definition of force, basic theorems and axioms, equilibrium, equivalency 2. Concurrent forces - resultants by rectangular components 3. Statics of particles - free-body diagrams, equilibrium of rigid particles 4. General system of forces - resultant forces and resultant moments, cross product, scalar product 5. General system of forces - resolution of forces to a force and a couple 6. Parallel system of forces in two and three dimensions 7. Statics of rigid bodies - idealization of two and three-dimensional supports and connections 8. Statics of rigid bodies - equilibrium in two and three dimensions 9. Statics of rigid bodies - reaction forces of simple and compound statically determined structures 10. Statics of rigid bodies - reaction forces applying principle of virtual displacements and rotations 11. Analysis of trusses - definition, classification, zero force members 12. Analysis of trusses - application of the method of joints 13. Analysis of trusses - application of the method of sections

Povinná literatura:
[1]  W.F. Riley, L.D. Sturges, Engineering Mechanics - Statics, JOHN WILEY & SONS, INC., New York, 1993, ISBN 0-471-51241-9
[2]  K.H. Gerstle, Basic Structural Analysis, PRENTICE-HALL, INC., Englewood Cliffs, New Jersey, 1974, ISBN 0-13-069393-6


Theory of Elasticity

Basic assumptions and basic equations of theory of elasticity. Assumptions on deformation and stress distribution in beams. Tension and compression, pure bending, bending moments in two planes, combination of axial and bending stresses. Core of a cross section. Differential equation of elasticity curve. Shear stresses in flexural beams. Free torsion. Elastic-plastic and plastic state of cross-section. Stability of beams. 2D problems, walls and plates.

Povinná literatura:
[1]  Šejnoha, M., Bittnarová, J., Šejnoha, J.: The Theory of Elasticity 10, ČVUT Publ. House, 1998, ISBN 8001018709
[2]  Procházka, P.: The Theory of Elasticity 20, ČVUT Publ. House, 1999, ISBN 8001019497
Studijní pomůcky:
[3]  Additional information for students, e.g., homework assignments, lecture notes : https://mech.fsv.cvut.cz/student


Programování. inž. výpočtů v MATLABu 1


Pružnost a pevnost - repetitorium

Doplňkové cvičení pro Pružnost a pevnost, kde bude látka znovu probrána s důrazem na pochopení základních principů a orientací na typické příklady vyskytující se v domácích úkolech, zápočtových testech a zkouškách. Cílem je pomoci studentům zvládnout povinnou výuku PRPE, PRA a PRR.


Programování inžen. výpočtů v C++ 1

Úvod do programování v jazyce C++ a seznámení se s neobjektovými základy jazyka a základními algoritmy, které se používají při řešení inženýrských úloh.

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


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 1 - repetitorium

Doplňkové cvičení pro Stavební mechaniku 1, kde bude látka znovu probrána s důrazem na pochopení základních principů a orientací na typické příklady vyskytující se v domácích úkolech, zápočtových testech a zkouškách. Cílem je pomoci studentům zvládnout povinnou výuku SM01.


Dynamika dopravních staveb

Seznámení s problematikou diagnostiky stavebních konstrukcí. Monitorování stavebních konstrukcí, využití statické a dynamické experimentální analýzy při diagnostice stavebních konstrukcí - uspořádání experimentu, sledované veličiny, měřicí linka, zpracování a vyhodnocení výsledků experimentu, detekce a lokalizace poškození stavební konstrukce, praktické příklady. Analýza trhlin na stavební konstrukci, zkoušky materiálových vlastností na stávajících konstrukcích, identifikace modelu stavební konstrukce.

[1]  Frýba, L.: Dynamika železničních mostů. Academia, Praha, 1992.
[2]  Polák, M.: Experimentální ověřování konstrukcí 10. Vydavatelství ČVUT, Praha 1999.
[3]  Frýba, L.: Kmitání těles a konstrukcí způsobené pohybujícím se zatížením. Academia, Praha, 1989.


Projekt K

Projekt K zapisuje student na jedné z níže uvedených kateder podle vlastního výběru, výuka je profesně zaměřena. Katedra mechaniky - studenti řeší individuální projekty , aktuální nabídka témat projektů je zveřejněna na stránce katedry. Studenti mohou navrhnout i vlastní téma projektu - vhodnost tématu a proveditelnost projektu pak bude posouzena příslušným vedoucím projektu. Katedra betonových a zděných konstrukcí Náplní předmětu je základní ideový návrh řešené konstrukce (most, inženýrská konstrukce, netypická konstrukce pozemních staveb). Vypracovány jsou základní výkresy dokumentující návrh konstrukce (výkresy tvaru, základní schémata vyztužení, případně předpětí, technická zpráva) a základní statický výpočet potvrzující správnost návrhu. Snahou je soustředit práci studenta na správný prvotní návrh konstrukce, návrh několika možných řešení a následný výběr ideální varianty. Výstupem řešení je i stručná rešeršní studie zabývající se zadanou studovanou problematikou. Katedra ocelových a dřevěných konstrukcí Návrh ocelové nebo dřevěné konstrukce týmem tří studentů. V první fázi návrh alternativy každým členem týmu a následné vyhodnocení optimálního řešení celým týmem. V druhé fázi tým společně řeší: dispozici, statický výpočet, výkresovou dokumentaci vybraných detailů a technickou zprávu. V závěru tým vypracuje powerpointovou prezentaci celého postupu práce.

Povinná literatura:
[1]  @Povinnou literaturu určuje cvičící podle konkrétního zadání
Doporučená literatura:
[2]  @Vybrané české technické normy
Studijní pomůcky:
[3]  @Národní a mezinárodní časopisy doporučené cvičícím


Moderní metody optimalizace

Předmět je zaměřen na přehled numerických optimalizačních metod aplikovatelných nejen v oblasti stavebnictví. Důraz je kladen především na představení základních principů metod, nicméně během cvičení budeme řešit vybrané příklady pomocí nástrojů dostupných v systému MATLAB.

Povinná literatura:
[1]  Search Methodologies: Introductory Tutorials in Optimization and Decision Support Techniques, E. K. Burke, G. Kendall (Editors), Springer, 2014, ISBN 978-1-4614-6940-7.
[3]  A. E. Eiben, J. E. Smith. Introduction to Evolutionary Computing. Springer, 2003, ISBN 978-3-662-05094-1.
[5]  J. Dréo, A. Pétrowski, P. Siarry, E. Taillard, A. Chatterjee. Metaheuristics for Hard Optimization: Methods and Case Studies. Springer, 2005,ISBN 978-3-540-30966-6.
[7]  Weise, Thomas, et al. "Why is optimization difficult?" Nature-Inspired Algorithms for Optimisation. Springer Berlin Heidelberg, 1-50, 2009, ISBN 978-3-642-00267-0.


Numerické metody v inž. úlohách

Soustavy lineárních algebraických rovnic: řešitelnost, přímé metody řešení, iterační metody, řídké matice a jejich ukládání v paměti počítače, metoda rozložení oblasti na podoblasti. Soustavy nelineárních algebraických rovnic: Newtonova-Raphsonova metoda. Řešení diferenciálních rovnic metodou konečných diferencí: rovnice 1. a 2. řádu, Eulerovy metody, metoda centrálních diferencí, Newmarkova metoda, konzistence a stabilita, odhad chyby, rychlost konvergence. Příklady parciálních diferenciálních rovnic (vlnová rovnice a difúzní rovnice), metody jejich řešení. Metoda konečných prvků: základní myšlenka MKP, základní typy konečných prvků, izoparametrická interpolace, jakobián, sestavení matice tuhosti a vektoru vnějších sil, Gaussova integrace, příčiny singularity matice tuhosti, variační a slabé řešení a jejich aproximace, podmínky konvergence, rychlost konvergence pro různé typy prvků.

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


Programování inžen. výpočtů v C++ 1

Úvod do programování v jazyce C++ a seznámení se s neobjektovými základy jazyka a základními algoritmy, které se používají při řešení inženýrských úloh.

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


Seizmické inženýrství


Spolehlivost stavebních konstrukcí

Předmět se zabývá spolehlivostí prvků a systémů. Spolehlivost prvků se uvažuje časově závislá, spolehlivost systémů se uvažuje typu zatížení-únosnost. Složitější případy jsou řešeny metodou FORM. Dvě simulační metody jsou popsány: Monte Carlo a LHS.

[1]  M. Holický: Zásady ověřování spolehlivosti a životnosti staveb. Vydavatelství ČVUT, Praha, 1998.
[3]  M. Holický, J. Marková: Základy teorie spolehlivosti a hodnocení rizik. Vydavatelství ČVUT, Praha, 2005.


 

Zpět na:
Stránku ČVUT
Stránku fakulty
Seznam kateder

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