Fakulta stavební -- K 132 - Katedra mechaniky
semestr zimní 2024/25
semestr letní 2023/24
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).
The aim of the course is to solve coupled multiphysics problems, e.g. thermoelasticity, coupled heat and moisture transfer, thermo-hydro-mechanical problem, electordiffusion, etc. First, the balance equations together with constitutive laws will be summarized for selected coupled multiphysics problems. Discretization in space and time (Galerkin-Bubnov method, Galerkin-Petrov method, generalized trapezoidal rule, etc.) will follow. Solution of systems of linear algebraic equations obtained after discretization (the use of symmetry and sparsity, direct methods, iterative methods). Solution of systems of nonlinear algebraic equations (Newton-Raphson method, the arc-length method). Utilization of parallel computers for solution of large problems based on domain decomposition methods.
[1] R.W. Lewis, B.A. Schrefler: The Finite Element Method in the Static and Dynamic Deformation and Consolidation of Porous Media. John Wiley & Sons, 2000, Chichester, England.
[3] O.C. Zienkiewicz, R.L. Taylor: The Finite Element Method. Volume 1 The Basis. Butterworth Heinemann, 2000, Oxford, UK, 5th edition.
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. 1. Diagnostické metody ve stavebnictví 2. Podklady pro realizaci diagnostických metod. 3. Diagnostika stavebních materiálů v laboratorních podmínkách I 4. Diagnostika stavebních materiálů v laboratorních podmínkách II 5. Analýza stavebních materiálů přístupem zjišťování dynamických vlastností materiálů. 6. Dynamické vlastnosti stavebních konstrukcí zjistitelné in situ. Způsoby volby výběru měřících míst, příprava experimentů, očekávané výsledky, jejich zhodnocení. 7. Výpočtové metody pro zpracování podkladů z diagnostiky konstrukcí (statické a dynamické), materiálové vlastnosti jako vstupy pro posouzení konstrukcí. 8. Víceúrovňová analýza stavebních konstrukcí, syntéza výsledků průzkumů. 9. Diagnostika na úrovni potřeby pro návrh rekonstrukcí, modernizací a oprav stavebních konstrukcí. 10. Diagnostika pro potřeby zrychlených rozhodování opatření zásahů do stavebních konstrukcí (potřeby HZS, stavební úřady atd.). 11. Životnost konstrukcí vyplývající z výsledků diagnostiky konstrukcí. Předmět bude vyučován pouze v českém jazyce.
[1] Polák. M., Experimentální ověřování konstrukcí 10, Praha, ČVUT, 1999.
[2] Sylaby přednášek
[3]
[4] 1. Nuno M. M. Maia, Julio M. M. Silva a kol.: Theoretical and Experimental Modal Analysis, Research Studio Press, Baldock, United Kingdom, 1997, p. 488, ISBN 0863802087.
[5] 2. J.G.M.vanMier, Fracture procesess of Concrete, 1997.
[6] 3. ČSN EN Normy týkající se destruktivního zkoušení stavebních materiálů např. ČSN EN 384.
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] 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.
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.
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.
Předmět je určen studentům, kteří neměli možnost se seznámit s cíli, úlohami a základními prostředky experimentální analýzy v průběhu bakalářského nebo magisterského studia. Studenti se v rámci předmětu seznámí se základními postupy a principy experimentální analýzy stavebních konstrukcí. Výklad bude obsahovat přehled experimentů zaměřených na zkoušení vlastností základních stavebních materiálů, popis experimentů určených pro sledování klimatických zatížení stavebních konstrukcí, příklady verifikace a identifikace teoretických modelů na základě experimentálních výsledků, experimenty prováděné na fyzikálních modelech ve větrných tunelech pro stanovení účinků větru, experimenty prováděné na fyzikálních modelech na vibračních stolech pro určení účinků zemětřesení, dlouhodobé monitorování stavebních konstrukcí. Výklad bude dále obsahovat principy přípravy, realizace a vyhodnocení statických zatěžovacích zkoušek stavebních konstrukcí a konstrukčních prvků, základní metody zpracování naměřených signálů pro potřeby dynamických zkoušek, principy přípravy, realizace a vyhodnocení dynamických zkoušek včetně experimentální modální analýzy, základy měření a hodnocení účinků vibrací na stavební konstrukce z hlediska prvního mezního stavu únosnosti a na jejich uživatele z hlediska mezního stavu použitelnosti, ukázky praktických úloh.
[1] Povinná literatura: Není předepsána.
[2] Doporučená literatura:
[3] Pirner, M. a Fischer, O.: Dynamika ve stavební praxi, 1. vydání; Informační centrum ČKAIT, Praha, 2010.
[4] Bilčík, J. a Dohnálek, J.: Sanace betonových konstrukcí, 1. vydání; Vydavatelství Jaga group, v.o.s., Bratislava, 2003.
[5] Relevantní články v odborných časopisech indexovaných v databázi Web of Science nebo Scopus.
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.
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.
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.
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
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:
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.
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.
Předmět pokrývá analytické metody pro víceúrovňové modelování heterogenních materiálů, s důrazem na následující témata: 1. Úvod, shrnutí řídicích rovnicí pružnosti, tenzorový zápis, průměrování 2. Variační principy mechaniky, materiálové symetrie 3. Základní teorie efektivních vlastností, koncentrační faktory, Voigtovy-Reussovy meze 4. Přesné řešení pro dvojfázové kompozity, vyplepšené meze 5. Eshelbyho úloha 6. Odhady efektivních vlastností: řídká aproximace, selfkonzitentní metoda, metoda Mori-Tanaka 7. Vylepšené odhady efektivních vlastností, Hashin-Shtrikmanovy meze 8. Rozšíření na termoelasticitu, vliv počátečních napětí a deformací 9. Rozšíření na stacionární transportní procesy Jednotlivé přednášky budou vedeny v angličtině.
[1] Povinná literatura:
[2] G. J. Dvorak: Micromechanics of composite materials, Springer, 2013
[3] M. Šejnoha and J. Zeman: Micromechanics in practice, WIT Press, 2013
[5] Doporučená literatura:
[6] T. Mura: Micromechanics of defects in solids. Martinus Nijhoff, Dordrecht, 1987
[7] G. W. Milton: Theory of composites, Cambridge University Press, 2002
The course will cover analytical methods for multiscale modeling of heterogenous materials, with emphasis on: 1. Introduction, overview of governing equations of elasticity, tensor notation, and averaging 2. Minimum energy principles, material symmetries 3. Elementary theory of overall moduli, concentration factors, Voigt-Reuss bounds 4. Exact solution for two-phase composites, idea of improved bounds 5. Eshelby problem 6. Approximate evaluation of overall moduli: dilute approximation, self-consistent method, Mori-Tanaka method 7. Improved bounds on overall moduli: Hashin-Shtrikman bounds 8. Thermo-elasticity 9. Extension to stationary transport processes
[1] Povinná literatura:
[2] G. J. Dvorak: Micromechanics of composite materials, Springer, 2013
[3] M. Šejnoha and J. Zeman: Micromechanics in practice, WIT Press, 2013
[5] Doporučená literatura:
[6] T. Mura: Micromechanics of defects in solids. Martinus Nijhoff, Dordrecht, 1987
[7] G. W. Milton: Theory of composites, Cambridge University Press, 2002
Předmět je věnován měření a modelování základních laboratorních zkoušek metodou konečných prvků. Pozornost je zaměřena na popis nelineárního chování zemin s využitím tradičních materiálových modelů. Poznatky získané z jednoduchých modelů laboratorních zkoušek budou využity při modelování vybraných typů geotechnických konstrukcí. Numerické modelování bude provedeno v programu GEO5 MKP.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.
[2] ČSN EN ISO 17892-5 Geotechnický průzkum a zkoušení - Laboratorní zkoušky zemin - Část 5: Stanovení stlačitelnosti zemin v edometru.
[3] ČSN CEN ISO/TS 17892-10 Geotechnický průzkum a zkoušení - Laboratorní zkoušky zemin - Část 10: Krabicová smyková zkouška.
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.
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.
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.
Předmět je určen studentům, kteří neměli možnost se seznámit s numerickými metodami a zejména s metodou konečných prvků během předchozího studia. Je členěn do dvou hlavních částí: - přehled základních rovnic teorie pružnosti, metoda vážených reziduí, silné a slabé řešení, volba aproximačních a testovacích funkcí, - aplikace metody konečných prvků na řešení vybraných problémů inženýrské praxe (1D elasticita, ohýbaný nosník, rošt, úloha jednorozměrného a dvourozměrného vedení tepla) 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:
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
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.
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
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
Cílem předmětu je získání znalostí a dovedností potřebných pro řešení sdružených multifyzikálních problémů, jako např. termoelasticita, sdruženeé vedení tepla a vlhkosti, termo-hydro-mechanický problém, elektrodifuze, apod. Nejprve udou shrnuty bilanční rovnice a konstitutivní vztahy vybraných sdružených multifyzikálních úloh. Následuje diskretizace v prostoru a v čase (Galerkinova-Bubnovova metoda, Galerkinova-Petrovova metoda, zobecněné lichoběžníkové pravidlo, atd.). Řešení soustav lineárních algebraických rovnic z MKP (využití symetrie a řídkosti, přímé metody, iterační metody). Řešení soustav nelineárních algebraických rovnic (Newtonova-Raphsonova metoda, metoda délky oblouku). Využití paralelních počítačů pro řešení rozsáhlých úloh pomocí metody rozložení oblasti na podoblasti.
[1] Povinná literatura:
[2] R. Černý, P. Rovnaníková: Transport Processes in Concrete. Spon Press, New York, 2002.
[3] Z. Bittnar, J. Šejnoha: Numerické metody mechaniky I. Vydavatelství ČVUT Praha 1992.
[4] Z. Bittnar, J. Šejnoha: Numerické metody mechaniky II. Vydavatelství ČVUT Praha 1992.
[5] Doporučená literatura:
[6] O.C. Zienkiewicz, R.L. Taylor: The Finite Element Method. Volume 1. Butterworth-Heinemann, Oxford, 2000.
[7] O.C. Zienkiewicz, R.L. Taylor: The Finite Element Method. Volume 2. Butterworth-Heinemann, Oxford, 2000.
The aim of the course is to solve coupled multiphysics problems, e.g. thermoelasticity, coupled heat and moisture transfer, thermo-hydro-mechanical problem, electordiffusion, etc. First, the balance equations together with constitutive laws will be summarized for selected coupled multiphysics problems. Discretization in space and time (Galerkin-Bubnov method, Galerkin-Petrov method, generalized trapezoidal rule, etc.) will follow. Solution of systems of linear algebraic equations obtained after discretization (the use of symmetry and sparsity, direct methods, iterative methods). Solution of systems of nonlinear algebraic equations (Newton-Raphson method, the arc-length method). Utilization of parallel computers for solution of large problems based on domain decomposition methods.
[1] R.W. Lewis, B.A. Schrefler: The Finite Element Method in the Static and Dynamic Deformation and Consolidation of Porous Media. John Wiley & Sons, 2000, Chichester, England.
[3] O.C. Zienkiewicz, R.L. Taylor: The Finite Element Method. Volume 1 The Basis. Butterworth Heinemann, 2000, Oxford, UK, 5th edition.
[5] O.C. Zienkiewicz, R.L. Taylor: The Finite Element Method. Volume 2: Solid Mechanics.Butterworth Heinemann, 2000, Oxford, UK, 5th edition.
Předmět je zaměřen na systematický matematický popis mechanického chování materiálů. Tematické okruhy zahrnují: Model kontinua a koncept reprezentativního objemového elementu. Obecné principy konstitutivního modelování. Teorie pružnosti (hyperelasticita, Cuchyho elasticita, hypoelasticita). Viskoelasticita a teorie creepu. Podmínky plasticity a porušení. Inkrementální teorie plasticity. Mechanika poškození. Lomová mechanika. Únava.
[1] N. S. Ottosen and M. Ristinmaa, The Mechanics of Constitutive Modeling. Oxford, UNITED KINGDOM: Elsevier Science & Technology, 2005, ISBN: 978-0-08-052569-3. [Online e-book]. Available: https://ebookcentral.proquest.com/lib/techlib-ebooks, search by ISBN, NTK account is necessary.
[2] P. Kelly, “Mechanics Lecture Notes Part I: An Introduction to Solid Mechanics,” 2019. http://homepages.engineering.auckland.ac.nz/~pkel015/SolidMechanicsBooks/Part_I/index.html (accessed Jan. 13, 2019).
[3] P. Kelly, “Mechanics Lecture Notes Part II: Engineering Solid Mechanics – Small Strain,” 2019. http://homepages.engineering.auckland.ac.nz/~pkel015/SolidMechanicsBooks/Part_II/index.html (accessed Jan. 13, 2019).
[4] P. Kelly, “Mechanics Lecture Notes Part III: Foundations of Continuum Mechanics,” 2019. http://homepages.engineering.auckland.ac.nz/~pkel015/SolidMechanicsBooks/Part_III/index.html (accessed Jan. 13, 2019).
[5] P. Kelly, “Mechanics Lecture Notes Part IV: Material Models in Continuum Solid Mechanics,” 2019. http://homepages.engineering.auckland.ac.nz/~pkel015/SolidMechanicsBooks/Part_IV/index.html (accessed Jan. 13, 2019).
[6] A. F. Bower, “Applied Mechanics of Solids.” http://solidmechanics.org/index.html (accessed May 22, 2020).
[7] M. Jirásek and J. Zeman, Přetváření a porušování materiálů: dotvarování, plasticita, lom a poškození. Praha: České vysoké učení technické v Praze, Stavební fakulta, 2006.
The course focuses at systematic mathematical description of mechanical behavior of materials. The subjects include: The model of continuum and the concept of representative volume element. General principles of constitutive modeling. Theories of elasticity (hyperelasticity, Cauchy elasticity, hypoelasticity). Viscoelasticity and the theory of creep. Yield and failure criteria. Incremental theory of plasticity. Damage mechanics. Fracture mechanics. Fatigue.
[1] N. S. Ottosen and M. Ristinmaa, The Mechanics of Constitutive Modeling. Oxford, UNITED KINGDOM: Elsevier Science & Technology, 2005, ISBN: 978-0-08-052569-3. [Online e-book]. Available: https://ebookcentral.proquest.com/lib/techlib-ebooks, search by ISBN, NTK account is necessary.
[2] P. Kelly, “Mechanics Lecture Notes Part I: An Introduction to Solid Mechanics,” 2019. http://homepages.engineering.auckland.ac.nz/~pkel015/SolidMechanicsBooks/Part_I/index.html (accessed Jan. 13, 2019).
[3] P. Kelly, “Mechanics Lecture Notes Part II: Engineering Solid Mechanics – Small Strain,” 2019. http://homepages.engineering.auckland.ac.nz/~pkel015/SolidMechanicsBooks/Part_II/index.html (accessed Jan. 13, 2019).
[4] P. Kelly, “Mechanics Lecture Notes Part III: Foundations of Continuum Mechanics,” 2019. http://homepages.engineering.auckland.ac.nz/~pkel015/SolidMechanicsBooks/Part_III/index.html (accessed Jan. 13, 2019).
[5] P. Kelly, “Mechanics Lecture Notes Part IV: Material Models in Continuum Solid Mechanics,” 2019. http://homepages.engineering.auckland.ac.nz/~pkel015/SolidMechanicsBooks/Part_IV/index.html (accessed Jan. 13, 2019).
[6] A. F. Bower, “Applied Mechanics of Solids.” http://solidmechanics.org/index.html (accessed May 22, 2020).
[7] M. Jirásek and J. Zeman, Přetváření a porušování materiálů: dotvarování, plasticita, lom a poškození. Praha: České vysoké učení technické v Praze, Stavební fakulta, 2006.
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
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
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
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.
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:
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
Analýza staticky určitých a staticky/deformačně neurčitých konstrukcí, zahrnující výpočet účinků pohyblivého zatížení, napjatost tenkostěnných otevřených průřezů, napjatosti 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, 2018, ISBN 90-214-1204-6
[3] Kytýr, J. a Kadlčák, J.: Statika stavebních konstrukcí II, Nakladatelství VUTIA Brno, 2019, ISBN 978-80-214-3428-8
Doporučená literatura:
[4] Šejnoha J., Bittnarová J.: Pružnost a pevnost 10, ČVUT, Praha 1996
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.
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.
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
Dle zadání diplomové práce.
[1] Specifikováno při zadání DP.
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
Metody řešení vlastního a vynuceného kmitání stavebních konstrukcí pomocí metody konečných prvků. Odezva na vítr, zemětřesení, dopravu. Interakce konstrukce a podloží
[1] Máca J., Kruis J., Krejčí T.: Dynamika stavebních konstrukcí, ČVUT v Praze, 2018, ISBN 978-80-01-05719-3
[2] Bittnar,Z.- Šejnoha,J.: Numerické metody mechaniky,Vydavatelství ČVUT, 1992
[3] Humar J.: Dynamics of Structures, CRC Press/Balkema, 2012, ISBN 978-0-145-62086-4
[4] Sokol M., Tvrdá K.: Dynamika stavebných konštrukcií, STU Bratislava 2011, ISBN 978-80-227-3587-2
[5] Máca J.: Dynamika stavebních konstrukcí 2, ČVUT v Praze, 2021, https://mech.fsv.cvut.cz/web/
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
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.
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.
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.
[2] A. E. Eiben, J. E. Smith. Introduction to Evolutionary Computing. Springer, 2003, ISBN 978-3-662-05094-1.
[3] 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.
[4] 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.
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.
[2] Z. Bittnar, J.Šejnoha: Numerické metody mechaniky II. Vydavatelství ČVUT, 1992.
[3] M. Baťa, V. Plachý, F. Trávníček: Dynamika stavebních konstrukí. SNTL/ALFA, Praha 1987.
Doporučená literatura:
[4] Z. Bittnar, J. Šejnoha: Numerical methods in structural mechnaics. ASCE Press & Thomas Telford, 1996.
[5] R. Lewis, P. Nithiarasu, K. Seetharamu: Fundamentals of the Finite Element Method for Heat and Fluid Flow, John Wiley \& Sons, Ltd. 2004.
Variační principy mechaniky. Metoda vážených reziduí, podmínky konvergence metody (spojitost, úplnost). Podstata metody konečných prvků. Izoparemetrické prvky, plošné souřadnice, numerická integrace. Aplikace metody na řešení vybraných jedno a dvou rozměrných (úlohy pružnosti, vedení tepla, konsolidace). Algoritmické aspekty metody.
Povinná literatura:
[1] Z.Bittnar, J.Šejnoha: Numerické metody mechaniky 1, Vydavatelství ČVUT, 1992
[2] Z.Bittnar, J.Šejnoha: Numerické metody mechaniky 2, Vydavatelství ČVUT, 1992
[3] B. Patzák, Studijní pomůcky k předmětu Numerická analýza konstrukcí, https://mech.fsv.cvut.cz/student/, 2021
[4] J. Fish, T. Belytschko: A First Course in Finite Elements, Wiley, 2007
Studijní pomůcky:
[5] https://mech.fsv.cvut.cz/web/?page=podpora-vyuky
Overview of direct stiffness method of structural mechanics. Weak solution of one-dimensional elasticity equations. Galerkin method, Gauss integration, 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. Convergence of FEM, error estimates.
Povinná literatura:
[1] J. Fish and T. Belytschko: A First Course in Finite Elements, John Wiley & Sons, 2007, ISBN:978-047-003-580-1, URL: https://dx.doi.org/10.1002/9780470510858
Doporučená literatura:
[2] P. Krysl: A Pragmatic Introduction to the Finite Element Method for Thermal and Stress Analysis, World Scientific Press, 2006, ISBN: 978-981-256-876-2, URL: https://doi.org/10.1142/6169
[3] C.B. Moler: Numerical Computing with MATLAB, SIAM, 2004, ISBN: 978-0-898716-60-3, URL: https://doi.org/10.1137/1.9780898717952
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
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.
Viskoelasticita, modely pro dotvarování betonu. Teorie plasticity, principy mezní a přírůstkové 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.
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
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.
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.
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.
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.
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.
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] [1] Foster Jack Strond: Structure and Fabric, Parts I - III, Longman 1994
[2] [2] Barritt C.M.H.: Advanced Building Construction, Vol 1 - 4, Longman
[3] 1991
[4] The source materials are selected by the Structural Design Project supervisor and co-supervisors individually.
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
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
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
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
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/
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/
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.
Extreme effects of live load, influence lines. Matrix form of the direct stiffness method and its computer implementation for trusses and frames. Two-dimensional elasticity and its finite element treatment. Governing equations of thin plates and their finite element treatment.
[1] 1. R. C. Hibbeler: Structural Analysis in SI Units, 10th Edition, Pearson, 2019URL
[2] 2. P. I. Kattan, MATLAB Guide to Finite Elements An Interactive Approach, Springer, 2003
[3] 3- E. Oñate, Structural Analysis with the Finite Element Method. Linear Statics Volume 2: Beams, Plates and Shells, Springer, 2013
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] [1] W.F. Riley, L.D. Sturges, Engineering Mechanics - Statics, JOHN WILEY & SONS, INC., New York, 1993, ISBN 0-471-51241-9
[2] [2] K.H. Gerstle, Basic Structural Analysis, PRENTICE-HALL, INC., Englewood Cliffs, New Jersey, 1974, ISBN 0-13-069393-6
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.
[1] [1] Šejnoha, M., Bittnarová, J., Šejnoha, J.: The Theory of Elasticity 10, ČVUT Publ. House, 1998, ISBN 8001018709
[2] [2] Procházka, P.: The Theory of Elasticity 20, ČVUT Publ. House, 1999, ISBN 8001019497
Jednou z nezbytných dovedností stavebních inženýrů je schopnost analýzy a řešení problémů. Analyzovat daný problém se studenti stavební fakulty učí např. v hodinách matematiky či stavební mechaniky. Pro řešení množství technických problémů musí budoucí inženýr navrhnout vhodný algoritmus či postup a proto je u studentů třeba rozvíjet algoritmické myšlení.
[1] https://sites.google.com/site/xsykorj3course/132xpm1
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 PRUR.
[1] příkladové skriptum: https://mech.fsv.cvut.cz/wiki/images/7/78/Sbirka_PRPE.pdf
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
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
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.
[1] příkladové skriptum:
[2] https://mech.fsv.cvut.cz/wiki/images/6/67/Sbirka_prikladu_SUK.pdf
Seznámení s problematikou dynamiky dopravních staveb (zejména silničních mostů, železničních mostů a lávek pro chodce). Úvod, historie a stručný přehled problematiky dynamiky dopravních staveb (modální analýza, dynamika systému mostní konstrukce a vozidla), příklady monitorování dynamického chování mostů, experimentální metody využívané pro stanovení osových sil v závěsech a v externích předpínacích kabelech mostů, experimentální řešení problematiky (základní principy, používané snímače, experimentální modální analýza, dynamická zatěžovací zkouška, příklady z praxe (důvod realizace experimentu, jeho uspořádání, výsledky a diskuze), lávky pro pěší (shrnutí problematiky, teoretické řešení problému, experimentální řešení problému, příklady z praxe), teoretické řešení systému mostní konstrukce a vozidla (shrnutí problematiky, příklady z praxe), dynamické účinky větru, ztráta aerodynamické stability konstrukčních prvků a celých konstrukcí.
[1] [1] Frýba, L.: Dynamika železničních mostů. Academia, Praha, 1992.
[2] [2] Polák, M.: Experimentální ověřování konstrukcí 10. Vydavatelství ČVUT, Praha 1999.
[3] [3] Frýba, L.: Kmitání těles a konstrukcí způsobené pohybujícím se zatížením. Academia, Praha, 1989.
[4] [4] Fischer, O. - Pirner, M.: Zatížení staveb větrem. Informační centrum ČKAIT, Praha, 2003.
Cílem předmětu je především uvést studenta do praxe v navrhování staveb a jejich konstrukčních systémů, nikoliv vyučovat látku, která je již obsahem povinných předmětů studia. Přednášky jsou pojaty volnou formou, prezentují problematiku návrhu kompletních konstrukčních systémů pozemních staveb či inženýrských konstrukcí, a případně pojednávají o principu statické funkce jednotlivých prvků, výhodách a nevýhodách jejich použití, způsobu přenosu zatížení a základním principu jejich posouzení z hlediska únosnosti i použitelnosti. Součástí přednášek jsou prezentace konkrétních staveb, fotodokumentace provádění staveb, vzvané prezentace odborníků z praxe, případně i exkurze na stavbu. Snahou je rozšíření teoretických vědomostí o praktické části zajímavou a netradiční formou. Předmět je rozšířením volitelného předmětu 132XKPA.
Povinná literatura:
[1] Jíra, A. a kol.: Sbírka příkladů pružnosti a pevnosti, ČVUT v Praze, 2020, ISBN: 978-80-01-06810-6, dostupné online: http://mech.fsv.cvut.cz/wiki/images/7/78/Sbirka_PRPE.pdf
[2] Jíra, A. a kol.: Sbírka příkladů stavební mechaniky: princip virtuálních sil, silová metoda, deformační metoda, ČVUT v Praze, 2019, ISBN: 978-80-01-06677-5, dostupné online: http://mech.fsv.cvut.cz/wiki/images/9/9e/Sbirka_prikladu_SNK.pdf
Doporučená literatura:
[3] Martil, P.: Theory of Structures: Fundamentals Framed Structures, Plates and Shells, Wiley, 2013, ISBN: 978-3-433-02991-6
[4] Zákon č. 183/2006 Sb. - stavební zákon a související předpisy, Vyhláška č. 268/2009 Sb. o technických požadavcích na stavby, dostupné online: https://www.zakonyprolidi.cz/cs/2009-268
[5] Petříčková, M.: Konstrukce a architektura, Vutium, 2012, ISBN: 978-80-214-4422-5
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.
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.
[2] A. E. Eiben, J. E. Smith. Introduction to Evolutionary Computing. Springer, 2003, ISBN 978-3-662-05094-1.
[3] 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.
[4] 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.
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.
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
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
Základní principy navrhování seizmicky odolných konstrukcí. Metody výpočtu odezvy konstrukcí na zatížení zemětřesením podle Eurokódu 8.
[1] Chopra, A.K.: Dynamics of Structures, Pearson, 2017.
[2] Máca J.: Seizmické inženýrství, ČVUT v Praze, 2021, https://mech.fsv.cvut.cz/web/
[3] ČSN EN 1998 (EC8) Navrhování konstrukcí odolných proti zemětřesení
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.
Problémy, připomínky a doporučení směrujte prosím na
webmaster@fsv.cvut.cz