228-0301/01 – Stavební dynamika (SD)
Garantující katedra | Katedra stavební mechaniky | Kredity | 5 |
Garant předmětu | prof. Ing. Stanislav Pospíšil, Ph.D. | Garant verze předmětu | prof. Ing. Stanislav Pospíšil, Ph.D. |
Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | povinný |
Ročník | 1 | Semestr | zimní |
| | Jazyk výuky | čeština |
Rok zavedení | 2003/2004 | Rok zrušení | 2020/2021 |
Určeno pro fakulty | FAST | Určeno pro typy studia | navazující magisterské |
Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi
Předmětem výuky je navrhování stavebních konstrukcí z hlediska dynamiky, tj.
objektů, které jsou vystaveny vlivům časově proměnného zatížení jako je vítr,
doprava či zemětřesení.
Vyučovací metody
Cvičení (v učebně)
Anotace
Předmětem výuky je navrhování stavebních konstrukcí z hlediska dynamiky, tj.
objektů, které jsou vystaveny vlivům časově proměnného zatížení jako je vítr,
doprava či zemětřesení. Pozornost je soustředěna na volné i vynucené kmitání
soustav s konečným počtem stupňů volnosti a na vibrace soustav s rovnoměrně
rozdělenou hmotou, jako jsou např. vysoké budovy nebo mosty. Výpočtové modely
zohledňují základní typy útlumu a jsou lineární. Zatížení je pojato
deterministicky a k řešení se využívá harmonické analýzy nebo konvoluce.
Celkový obraz o chování a odezvě konstrukce je dokreslen pomocí jejího
frekvenčního přenosu. Volné kmitání soustav s konečným počtem stupňů
volnosti
je řešeno tradičními didakticky velmi transparentními metodami konstant
tuhosti a konstant poddajnosti a doplněné o energetické metody, které tvoří
základ pro obecnější řešení MKP. Analytická řešení jsou doplněna o numerické
postupy.
Znalosti a dovednosti studenta získané v předmětu:
Absolvent kurzu se seznámí se základními pojmy z dynamiky stavebních
konstrukcí
a naučí se řešit některé relativně jednoduché úlohy vedoucí k bezpečnému
návrhu
stavby z hlediska dynamického namáhání.
Povinná literatura:
1. Kuchárová, D. – Melcer, J.: Dynamika stavebných konštrukcií. EDIS ŽU Žilina, 2000
2. Stejskal, V., Okrouhlík, M.: Kmitání s Matlabem, ČVUT, 2001
Doporučená literatura:
1. Baťa, M. - Plachý, V. - Trávníček, F.: Dynamika stavebních konstrukcí. Praha, SNTL/ALFA 1987
2. Melcer, J. – Kuchárová, D.: Dynamika stavebných konštrukcií - príklady. EDIS ŽU Žilina, 2004
Další studijní materiály
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
Předmět nemá žádné prerekvizity.
Korekvizity
Předmět nemá žádné korekvizity.
Osnova předmětu
Osnova přednášek:
Opakování základních pojmů
- přehled pojmů, síly, energie, hybnost
- způsoby modelování konstrukce, skládání pohybu
-formulace pohybových rovnic, metody řešení
Kmitání systému s jedním stupněm volnosti
- formulace pohybových rovnic
- řešení netlumeného volného kmitání
-resonance
Kmitání systému s jedním stupněm volnosti
- řešení tlumeného volného kmitání
- druhy tlumení
Kmitání systému s jedním stupněm volnosti
- periodické funkce, harmonická analýza
- neperiodické buzení
Numerické metody řešení pohybových rovnic
- přehled metod, rozdíly
Kmitání systému s konečným počtem SV
- sestavení pohybových rovnic
- vlastní kmitání netlumené
Kmitání systému s konečným počtem SV
- řešení pohybových rovnic
- vlastní kmitání netlumené
Kmitání systému s nekonečným počtem SV
- sestavení pohybové rovnice
- způsoby řešení, okrajové podmínky, vliv normálové a smykové síly...
Kmitání systému s nekonečným počtem SV
- modální analýza
- způsoby řešení
Experimentální metody
-účel vibračního zkoušení
- buzení různými signály
-vyšetřování odezvy na mechanické chvění
-zkoušení sinusovým signálem s plynule proměnným kmitočtem
-zkoušení náhodným signálem
-tvary vlastních kmitů
Experimentální metody
- metody bezrozměrové analýzy
- návrh modelů
Náhodné kmitání
- stochastické procesy
Úvod do Metody konečných prvků v dynamice
- diskretizace a aproximace
Kmitání budov
- zemětřesení, vítr
Osnova cvičení:
Opakování základních pojmů
- přehled pojmů, síly, energie, hybnost
- modelování konstrukce, síly, řešení základních úloh
Kmitání systému s jedním stupněm volnosti
- rovnice netlumeného volného kmitání
-resonance
Kmitání systému s jedním stupněm volnosti
- řešení tlumeného volného kmitání
Kmitání systému s jedním stupněm volnosti
- řešení vynuceného kmitání, pravá strana rovnicr
- periodické a neperiodické buzení, harmonická analýza
Numerické metody řešení pohybových rovnic
- Eulerova metoda, Newton-Raphsonova metoda
- rozdíly, řešení příkladů
Kmitání systému s konečným počtem SV
- sestavení pohybových rovnic
- vlastní kmitání netlumené
Opakování, písemná práce
Kmitání systému s konečným počtem SV
- řešení pohybových rovnic, numerické metody
Kmitání systému s nekonečným počtem SV
- modální analýza
- způsoby řešení, příklady
Kmitání systému s nekonečným počtem SV
- nosníky
Experimentální metody
- metody bezrozměrové analýzy
Náhodné kmitání
- úvod do teorie stochastických procesů
Zápočtová písemná práce
Úvod do Metody konečných prvků v dynamice
- diskretizace a aproximace
- kmitání budov, zemětřesení, vítr
Podmínky absolvování předmětu
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky