228-0215/01 – Pravděpodobnostní posuzování konstrukcí (PPK)

Garantující katedraKatedra stavební mechanikyKredity5
Garant předmětuprof. Ing. Martin Krejsa, Ph.D.Garant verze předmětuprof. Ing. Martin Krejsa, Ph.D.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinný
Ročník4Semestrzimní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2010/2011Rok zrušení
Určeno pro fakultyFASTUrčeno pro typy studiabakalářské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
KON09 doc. Ing. Petr Konečný, Ph.D.
KRE13 prof. Ing. Martin Krejsa, Ph.D.
LEH061 Ing. Petr Lehner
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zápočet a zkouška 2+2

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

• Bližší seznámení s využitím pravděpodobnostních metod v teorii spolehlivosti konstrukcí. • Detailní pohled na pozadí současně platných normových předpisů, které se zabývají posuzováním spolehlivosti stavebních nosných konstrukcí. • Uživatelské zvládnutí používaného softwaru při aplikaci pravděpodobnostních postupů při posuzování spolehlivosti stavebních nosných konstrukcí.

Vyučovací metody

Přednášky
Cvičení (v učebně)

Anotace

V předmětu se studenti teoreticky i prakticky seznámí s principy pravděpodobnostním posuzování stavebních nosných konstrukcí, k čemuž musí zvládnout rovněž základy teorie pravděpodobnosti a spolehlivosti konstrukcí. Hlavním rysem pravděpodobnostních metod je možnost vyjádření variability vstupních veličin stochasticky (pravděpodobnostně) např. formou histogramů. Na rozdíl od současně platných normových postupů, založených na deterministickém pojetí vstupních veličin (vyjádření jedinou hodnotou - konstantou), pak pravděpodobnostní postupy vedou ke kvalitativně vyšší úrovni posudku spolehlivosti i zajištění bezpečnosti uživatelů stavebních objektů.

Povinná literatura:

1. Krejsa M., Konečný P.: Spolehlivost a bezpečnost staveb, VŠB-TU Ostrava, 2011. 2. Teplý T., Novák D.: Spolehlivost stavebních konstrukcí, CERM Brno 2004, ISBN 80-214-2577-6. 3. Holický M., Marková J.: Základy teorie spolehlivosti a hodnocení rizik, ČVUT Praha 2005, ISBN 80-01-03129-2. 4. Otipka P., Šmajstra V.: Pravděpodobnost a statistika, VŠB-TU Ostrava 2006, ISBN 80-248-1194-4.

Doporučená literatura:

1. FReET (Feasible Reliability Engineering Tool) - http://www.freet.cz/ 2. Metoda Přímého Optimalizovaného Pravděpodobnostního Výpočtu – POPV - http://www.fast.vsb.cz/popv 3. Simulation Based Reliability Assessment – SBRA - http://www.sbra-anthill.com/

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

E-learning

Další požadavky na studenta

Minimálně 70% účast na cvičeních. Absence v rozsahu maximálně 30% musí být omluvena a omluva musí být vyučujícím akceptována (o důvodnosti omluvy rozhoduje vyučující). Průběžné odevzdávání úkolů zadaných na cvičení v termínech stanovených vyučujícím.

Prerekvizity

Kód předmětuZkratkaNázevPovinnost
228-0203 SSKII Statika stavebních konstrukcí II Povinná
228-0211 PPII Pružnost a plasticita II Povinná
228-0212 ZMKP Základy metody konečných prvků Povinná
228-0213 ZDK Základy dynamiky konstrukcí Doporučená
228-0214 AIV Algoritmizace inženýrských výpočtů Doporučená

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

Přednášky 1. Úvod do teorie pravděpodobnostních výpočtů a spolehlivosti konstrukcí, pozadí norem pro navrhování stavebních konstrukcí (např. Eurocode) v souvislosti s posouzením spolehlivosti konstrukcí, nejistoty při navrhování a hodnocení konstrukcí, mezní stavy. 2. Základy teorie pravděpodobnosti, náhodné jevy a operace s nimi, podmíněná pravděpodobnost. 3. Náhodná proměnná veličina (diskrétní a spojitá), frekvenční a distribuční funkce, základní typy rozdělení pravděpodobnosti náhodné veličiny, charakteristiky náhodných veličin. Vyjádření náhodně proměnných veličin, tvorba histogramu, vyhodnocení numerických souborů. 4. Zatížení a kombinace účinků zatížení stavebních konstrukcí, stochastické vyjádření zatížení 5. Výpočetní stochastický model s náhodnými proměnnými, pojmy odolnost konstrukce a účinek zatížení, funkce spolehlivosti, podmínky spolehlivosti, mezní stavy a jejich uplatnění v stochastickém modelu, výpočet pravděpodobnosti poruchy, návrhová pravděpodobnost. 6. Přehled pravděpodobnostních postupů. Aproximační metody SORM, FORM. 7. Numerické simulační metody typu Monte Carlo, generátor pseudonáhodných čísel. 8. Stratifikované a pokročilé simulační techniky, metody Latin Hypercube Sampling a Importance Sampling. 9. Numerická metoda Přímého Optimalizovaného Pravděpodobnostního Výpočtu (POPV), optimalizace výpočtu. 10. Spolehlivostní software 11. Pravděpodobnostní odhad životnosti konstrukce, pravděpodobnostní optimalizace konstrukce, konstrukce namáhané na únavu. 12. Náhodné procesy a náhodné pole, pokročilé metody spolehlivostního inženýrství (genetické algoritmy, teorie fuzzy množin, teorie chaosu). 13.,14. Úvod do rizikového inženýrství. Cvičení 1. Úvod do teorie pravděpodobnostních výpočtů a spolehlivosti konstrukcí, uplatnění norem pro navrhování stavebních konstrukcí, podmínky spolehlivosti. Zadání seminární práce. 2. Vyjádření náhodně proměnných veličin, tvorba histogramu s neparametrickým rozdělením, zpracování naměřených dat. 3. Vyjádření náhodně proměnných veličin, tvorba histogramu s parametrickým rozdělením, zpracování naměřených dat. 4. Jednoduché operace s histogramy, určení kvantilu náhodné veličiny, stochastické vyjádření zatížení stavebních konstrukcí, kombinace zatížení 5. Tvorba jednoduchého výpočetního stochastického modelu s náhodnými proměnnými. 6. Pravděpodobnostní posouzení spolehlivosti jednoduché nosné konstrukce metodou FORM a SORM. 7. Pozadí simulačních metod založených na simulaci Monte Carlo, tvorba jednoduchého generátoru pseudonáhodných čísel. 8. Pravděpodobnostní posouzení spolehlivosti jednoduché nosné konstrukce pravděpodobnostní metodou SBRA, založené na simulaci Monte Carlo. Využití programu AntHill. 9. Pravděpodobnostní posouzení spolehlivosti jednoduché nosné konstrukce metodou LHS. Využití programu Freet. 10. Využití programového systému ATENA/SARA/FREET k pravděpodobnostnímu posouzení složitější nosné konstrukce. 11. Úvod do metody Přímého Optimalizovaného Pravděpodobnostního Výpočtu (POPV). Jednoduché výpočty se dvěma náhodnými proměnnými. Využití programu HistOp. 12. Pravděpodobnostní posouzení spolehlivosti jednoduché nosné konstrukce metodou POPV. Využití programu ProbCalc. 13. Konzultace spojená s dokončením seminární práce. 14. Obhajoba seminární práce.

Podmínky absolvování předmětu

Prezenční forma (platnost od: 2012/2013 zimní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodů
Zápočet a zkouška Zápočet a zkouška 100 (100) 51
        Zápočet Zápočet 35  18
        Zkouška Zkouška 65  33
Rozsah povinné účasti:

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.FormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2019/2020 (B3607) Stavební inženýrství (3607R037) Konstrukce staveb P čeština Ostrava 4 povinný stu. plán
2018/2019 (B3607) Stavební inženýrství (3607R037) Konstrukce staveb P čeština Ostrava 4 povinný stu. plán
2017/2018 (B3607) Stavební inženýrství (3607R037) Konstrukce staveb P čeština Ostrava 4 povinný stu. plán
2016/2017 (B3607) Stavební inženýrství (3607R037) Konstrukce staveb P čeština Ostrava 4 povinný stu. plán
2015/2016 (B3607) Stavební inženýrství (3607R037) Konstrukce staveb P čeština Ostrava 4 povinný stu. plán
2014/2015 (B3607) Stavební inženýrství (3607R037) Konstrukce staveb P čeština Ostrava 4 povinný stu. plán
2013/2014 (B3607) Stavební inženýrství (3607R037) Konstrukce staveb P čeština Ostrava 4 povinný stu. plán
2012/2013 (B3607) Stavební inženýrství (3607R037) Konstrukce staveb P čeština Ostrava 4 povinný stu. plán
2011/2012 (B3607) Stavební inženýrství (3607R037) Konstrukce staveb P čeština Ostrava 4 povinný stu. plán
2010/2011 (B3607) Stavební inženýrství (3607R037) Konstrukce staveb P čeština Ostrava 4 povinný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku