Dynamika stavebních konstrukcí - KME/DYN

Garant

Cíle předmětu

Získání znalostí z oboru vyšetřování účinků nestacionárních zatížení na stavební kosntrukce, jakými jsou např. tektonické otřesy způsobené např. zemětřesením nebo dopravním provozem, dynamické zatížení staveb od provozu strojů apod.

Přehled látky

Přednášky
1. týden Sestavování pohybových rovnic kmitavých soustav s konečným počtem stupňů volnosti a kontinuí
2. týden Kmitání soustav s jedním stupněm volnosti. Volné a vynucené kmitání bez respektování a s respektováním různých druhů tlumení.
3. týden Volné a vynucené kmitání diskrétních soustav s komutativní maticí tlumení pomocí modální metody.
4. týden Kmitání lineárních kontinuí. Převedení na jednotný operátorový tvar pohybové rovnice. Určení vlastních hodnot a vlastních funkcí lineárních kontinuí. Řešení volného kmitání lineárního kontinua. Kmitání nosníků, desek a skořepin.
5. týden Vynucené kmitání lineárních kontinuí. Modální (Fourierova) metoda. Soustavy s proporcionálním i obecným tlumením.
6. týden Metody diskretizace kontinua. Metoda konečných prvků. Odvození matic tuhosti a hmotnosti vybraných prvků.
7. týden Metody přímé numerické integrace pohybových rovnic diskrétních a diskretizovaných soustav.
8. týden Dynamická zatížení stavebních konstrukcí. Náhodná zatížení (zatížení větrem, zemětřesení apod.), technická seizmicita, zatížení stroji, tlakové vlny a rázy.
9. týden Kmitání základových konstrukcí, blokové a rámové základové konstrukce, interakce základu s technologickým zařízením. Nízkoladěné a vysokoladěné základy, odpružené základy. Základy pod stroji podrobenými rázům. Ochrana proti přenosu kmitání podložím.
10. týden Kmitání vysokých konstrukcí, výškové budovy stožáry, věže. Tlumení kmitání vysokých konstrukcí.
11. týden Omezování kmitání konstrukcí, tlumiče, pružné ukládání základů.
12. týden Dynamické charakteristiky stavebních materiálů, beton, ocel, dřevo, zemina. Spolehlivost a životnost konstrukcí, únava konstrukcí, chování železobetonových konstrukcí zatížených dynamicky.
13. týden Seizmické zatížení, metoda spekter odezvy. Hodnocení konstrukcí z hlediska seizmické odolnosti. ČSN EN 1998 - seizmická zatížení konstrukcí. Předpisy omezující kmitání stavebních konstrukcí. Hygienické předpisy - vliv kmitání na lidský organismus, technologické předpisy kladené na provoz strojů.

Cvičení
1. Příklady na sestavování pohybových rovnic popisujících volné kmitání tlumených a netlumených mechanických systémů
2. Příklady na řešení volného a vynuceného kmitání diskrétních mechanických systémů
3. Příklady na řešení volného netlumeného kmitání nosníků, desek a skořepin. Určení vlastních hodnot, vlastních funkcí a odezvy na nenulové počáteční podmínky
4. Řešení vynuceného kmitání lineárních kontinuí pomocí modální metody
5. Algoritmizace a základy tvorby programu pro výpočet koeficientových matic vybraných konečných prvků a jejich sestavování do globálních matic.
6. Příklady vyhodnocování konstrukcí z hlediska seizmické odolnosti s využitím metody spektra odezvy.

Odborné dovednosti po absolvování předmětu

  • sestavit maticový model kmitavé rámové konstrukce pomocí metody konečných prvků
  • řešit odezvu matematického modelu stavební konstrukce v maticovém tvaru na deterministické buzení
  • řešit spektrum odezvy stavební konstrukce při znalosti spekter odezvy zrychlení podloží
  • analyzovat funkčnost navržené konstrukce z pevnostního hlediska

Požadavky na studenta

Podmínky pro udělení zápočtu:
Vypracování samostatného projektu na odpovídající úrovni.

Požadavky ke zkoušce:
Aktivní znalost přednášené látky a schopnost aplikovat získané poznatky na řešení konkrétních úloh.

Doporučená literatura

Více informací o předmětu (portál ZČU)

Patička