Building Structures 3

Vztahy:

Předmět 124BSD3 lze klasifikovat až po úspěšné klasifikaci předmětu 124BSD2

Garant předmětu:

Vladimír Žďára

Přednášející:

Hana Gattermayerová, Vladimír Žďára

Cvičící:

Hana Gattermayerová, Vladimír Žďára

Předmět zajišťuje:

katedra konstrukcí pozemních staveb

Anotace:

Předmět zaměřen na komplexní návrh nosných konstrukcí střech, velkorozponových konstrukcí a konstrukcí vícepodlažních budov . V první části je pozornost zaměřena na rozponové konstrukce šikmých střech a halových budov a na nosné konstrukce vícepodlažní budovy. Ve druhé části se studenti seznámí s návrhem prefabrikovaných konstrukcí halových a vícepodlažních.

Požadavky:

1. Zakončení předmětu

Předmět je zakončen zápočtem a zkouškou. Udělení zápočtu je podmínkou konání zkoušky; bez zápočtu se nelze na termín zkoušky přihlásit. Zápočet se uděluje na základě uznaných úloh a splněné účasti ve výuce.

Část I tohoto dokumentu stanoví podmínky udělení zápočtu, část II požadavky ke zkoušce.

Část I Zápočet

2. Úlohy

Během semestru se zpracovávají tři úlohy zaměřené na nosné konstrukce:

konstrukce šikmé střechy

halový objekt

vícepodlažní budova

Úlohy se zpracovávají ve dvojicích na základě individuálního zadání. Rozdělení studentů do dvojic určuje vyučující s přihlédnutím k přání studentů. Ke každé úloze studenti obdrží písemný návod s přesným zadáním a požadovaným rozsahem; tento návod je závazný.

3. Účast ve výuce

Cvičení probíhá každý týden podle plánu uvedeného v bodě 4. Ke každé úloze se konají dvě povinné konzultace, celkem šest za semestr. Účast se hodnotí individuálně, nezávisle na dvojici. Účast bez připravených podkladů se hodnotí jako absence. Tolerují se tři absence za semestr.

4. Plán cvičení

Cvičení probíhá podle tohoto plánu; shodný plán je zveřejněn v KOSu:

1. Koncepční návrh nosné konstrukce šikmé střechy

2. Konzultace úlohy 1

3. Rozbor konstrukčně-statického působení a návrh detailů konstrukce šikmé střechy

4. Konzultace úlohy 1

5. Koncepční návrh nosné konstrukce halové budovy

6. Konzultace úlohy 2

7. Rozbor konstrukčně-statického působení a návrh detailů konstrukce halové budovy

8. Konzultace úlohy 2

9. Koncepční návrh nosné konstrukce vícepodlažní budovy

10. Konzultace úlohy 3

11. Rozbor konstrukčně-statického působení a návrh detailů konstrukce vícepodlažní budovy

12. Konzultace úlohy 3

13. Rezerva, kontrola úplnosti prací, zápočet

5. Odevzdávání

Podklady ke konzultaci se odevzdávají v elektronické podobě nejpozději do 22:00 hodin dne předcházejícího cvičení. Úlohy se na cvičení konzultují společně.

Formu elektronického odevzdání a pravidla pro pojmenování odevzdávaných souborů sdělí cvičící nejpozději v prvním týdnu výuky; v rámci studijní skupiny jsou jednotné.

Dokončená úloha se odevzdává výhradně elektronicky, nejpozději týden po druhé konzultaci k dané úloze. Papírová forma se nepoužívá.

6. Uznávání úloh

Obsahuje-li odevzdaná úloha chyby, je vrácena k přepracování. Úlohy se neklasifikují; hodnotí se jako uznané, nebo neuznané. Podmínkou zápočtu je uznání všech úloh.

7. Udělení zápočtu

Zápočet se uděluje po uznání všech úloh podle bodu 6 a splnění účasti podle bodu 3. Nejzazší termín pro udělení zápočtu je 14 dnů od ukončení výuky v zimním semestru, tj. do konce druhého týdne zkouškového období.

Udělení i neudělení zápočtu se zapisuje do KOSu.

Část II Zkouška

8. Struktura a obsah zkoušky

Zkouška je písemná.

Zkouška má podobu testu o 20 otázkách. Otázky jsou teoretické i praktické; praktickými otázkami se rozumí výpočetní úlohy, konstrukční otázky a otázky s odpovědí formou kresby, navazující na úlohy ze cvičení.

Otázky ověřují zejména znalost terminologie, mechanismů působení konstrukcí při přenášení svislého a vodorovného zatížení, zjednodušené výpočty vnitřních sil a komplexní návrh a optimalizaci konstrukcí včetně jejich podepření.

Bodové ohodnocení jednotlivých otázek je uvedeno v zadání testu.

9. Podmínky splnění zkoušky

Zkouška je splněna při zisku nadpolovičního počtu bodů, tj. nejméně 50 bodů ze 100.

10. Výsledná klasifikace

Výsledek zkoušky se vyjádří v procentech; při 100 bodech za zkoušku odpovídá procento dosaženému počtu bodů.

Klasifikační stupnice ČVUT (F při výsledku pod 50 %):

ABCDE

90100 %8089 %7079 %6069 %5059 %

11. Termíny a přihlašování

Termíny jsou vypsány na začátku zkouškového období a jsou zveřejněny v KOSu nejméně 7 kalendářních dnů předem.

Přihlášení i odhlášení je možné nejpozději 2 dny před termínem.

12. Průběh zkoušky

Student se prokazuje průkazem studenta nebo jiným dokladem totožnosti.

Zkouška je uzavřená není dovoleno používat skripta, normy, tabulky, vlastní poznámky ani jiné podklady.

Povolené pomůcky: kalkulačka povoleného typu bez textové paměti, psací a rýsovací potřeby, psací potřeby ke kresbám. Pomůcky má student na pracovním místě v průhledném obalu.

Tašky, batohy, svrchní oděv, telefony, chytré hodinky, sluchátka a jiná elektronická zařízení se odkládají na místo určené vyučujícím; katedra neodpovídá za odložené věci.

Mít během zkoušky u sebe komunikační zařízení je porušením pravidel zkoušky bez ohledu na to, zda bylo použito. Vyučující je oprávněn vyzvat studenta, aby odložil pokrývku hlavy nebo jiné části oděvu zakrývající uši.

Výjimku tvoří léky a zdravotní pomůcky, nápoj v průhledné lahvi a pomůcky přiznané studentům se specifickými potřebami.

13. Výsledky a nahlížení

Výsledek zkoušky se po opravení testů zapisuje do KOSu.

Nahlédnout do opravené písemné práce je možné v konzultačních hodinách vyučujícího nebo v termínu další zkoušky.

14. Studenti se specifickými potřebami

Studentům se specifickými potřebami je poskytnut prodloužený čas na zpracování testu podle deklarovaných potřeb. Skutečnost je třeba oznámit vyučujícímu nejpozději při přihlášení na termín.

15. Tematické okruhy

Okruhy vycházejí z osnovy přednášek.

1. Nosné konstrukce šikmých střech

Geometrie šikmých střech a okrajové podmínky návrhu

Rozdělení nosných konstrukcí šikmých střech, stupňovitost systému

Krokevní a hambálková konstrukce podepření a zachycení vodorovných sil

Vaznicová konstrukce a konstrukce s vodorovnými krokvemi; valbové a mansardové střechy

Vodorovné ztužení střešní roviny a prostorová tuhost soustavy

2. Okrajové podmínky a optimalizace návrhu halové budovy

Požadavky na halovou budovu dispozice, rozpony, světlá výška, jeřábová dráha

Okrajové podmínky návrhu: zatížení, podloží, technologie, provozní a požární požadavky

Statická účinnost konstrukce a možnosti odlehčení průřezu

Optimalizace tvaru, výšky a rozponu; volba materiálu a modulu

Opěrný systém, příčná a podélná tuhost, štítové stěny

3. Příhradové a rámové konstrukce velkorozponových staveb

Příhradové vazníky tvar, výška, soustava prutů, styčníky

Vaznice, vzpěry a rozpěry; optimalizace rozponů vaznic a panelů

Stabilita vysokých vazníků a zajištění proti vybočení z roviny

Rámové konstrukce rámový roh, typy a tvary, rám s táhlem

Vliv podepření a poddajnosti základů na vnitřní síly rámu

4. Visuté, zavěšené a pneumatické konstrukce velkorozponových budov

Zavěšené konstrukce pylon, závěsy, přenos sil do základů

Visuté konstrukce, tvar visutého vlákna a stabilizace tvaru

Opěrné a radiální opěrné systémy, kotvení tahových sil

Pneumatické konstrukce nízkotlaké, středotlaké a vysokotlaké

Deformace a dynamické chování tažených soustav

5. Prostorově působící rovinné a prostorové konstrukce velkorozponových budov

Obecné principy prostorového působení, vztah tvaru a vnitřních sil

Desky, rošty a strukturální konstrukce deskové a rámové

Prostorově působící oblouky a klenby, lamelové klenby

Skořepiny a lomenice, strukturální konstrukce ve tvaru skořepin

Stromové sloupy a podpory, koncentrace sil v podporách

6. Lanové sítě a tensegrity, membránové konstrukce

Předepjaté lanové sítě princip předpětí a tvarová stabilita

Hledání tvaru, konstrukce ve tvaru minimálního povrchu

Membránové konstrukce materiály, švy, kotvení okrajů

Tensegrity princip, prvky, oblast použití

Montáž, údržba a trvanlivost tažených soustav

7. Nosné konstrukce vícepodlažních budov

Požadavky na nosnou konstrukci vícepodlažní budovy

Základní statické systémy stěnový, sloupový, kombinovaný, jádrový

Vztah nosné konstrukce a dispozice, modulová koordinace

Stropní konstrukce a jejich vliv na volbu systému

Výpočetní modely vícepodlažních konstrukcí

8. Stabilita a prostorová tuhost vícepodlažních budov

Vodorovná zatížení vícepodlažní budovy a jejich přenos

Stabilizující prvky stěny, jádra, rámy

Tuhost stropní konstrukce jako vodorovné tuhé desky

Distribuce vodorovného zatížení mezi stabilizující prvky, střed smyku

Smyková tuhost a poddajnost, mezní vodorovné deformace

9. Navrhování prefabrikovaných konstrukcí

Zásady prefabrikace dělení konstrukce na dílce, modul, tolerance

Výrobní, dopravní a montážní stav dílce; montážní stabilita a dočasné ztužení

Styky prefabrikovaných prvků a zásady navrhování spojů tlačených, tažených a smykových

Velkorozponové prefabrikované konstrukce vazníky, vaznice, dutinové panely a průřezy T a TT, uložení a dilatace

Prostorové prvky a modulární výstavba; robustnost a celistvost konstrukce

10. Návrh sloupových, stěnových a integrovaných vícepodlažních systémů

Sloupové skelety typy, průvlaky, hlavice, styky sloupů

Stěnové systémy příčné a podélné, svislé a vodorovné styky

Integrované a kombinované systémy

Spolupůsobení stropních panelů, ztužující věnce a spřažení

Přehled typových soustav a jejich posuzování

11. Konstrukčně-statické interakce nosných a nenosných systémů budovy

Nosné a nenosné konstrukce, citlivost vůči vynuceným deformacím

Mezní deformace a jejich vliv na výplňové konstrukce

Spolupůsobení rámu a stěnové výplně pozitivní a negativní interakce

Dilatační celky, objemové změny a dotvarování

Detaily připojení nenosných konstrukcí a omezení interakce

Osnova přednášek:

1. Nosné konstrukce šikmých střech

2. Okrajové podmínky a optimalizace návrhu halové budovy

3. Příhradové a rámové konstrukce velkorozponových staveb.

4. Visuté, zavěšené a pneumatické konstrukce velkorozponových budov.

5. Prostorově působící rovinné a prostorové konstrukce velkorozponových budov.

6. Lanové sítě a tensegrity. Membránové konstrukce.

7. Nosné konstrukce vícepodlažních budov.

8. Stabilita a prostorová tuhost vícepodlažních budov.

9. Navrhování prefabrikovaných železobetonových systémů.

10. Návrh sloupových, stěnových a integrovaných vícepodlažních systémů.

11. Navrhování velkorozponových prefabrikovaných konstrukcí, zásady navrhování spojů.

12. Návrh prefabrikovaných prostorových prvků a vícepodlažních systémů.

13. Konstrukčně-statické interakce nosných a nenosných systémů budovy.

Osnova cvičení:

1. Koncepční návrh nosné konstrukce šikmé střechy.

2.

3. Rozbor konstrukčně-statického působení a návrh detailů konstrukce šikmé střechy.

4.

5. Koncepční návrh nosné konstrukce halové budovy.

6.

7. Rozbor konstrukčně-statického působení a návrh detailů konstrukce halové budovy.

8.

9. Koncepční návrh nosné konstrukce vícepodlažní budovy.

10.

11. Rozbor konstrukčně-statického působení a návrh detailů konstrukce vícepodlažní budovy.

12.

13. Rezerva

Cíle studia:

Naučit se aplikovat teoretické znalosti z předchozích předmětů v návrhu nosných, obalových a dělících konstrukcí zastřešení, halových a vícepodlažních budov. Porozumět konstrukčně-statickým požadavkům kladeným na tyto konstrukce. Porozumět principům statického působení a návrhu uvedených konstrukcí.

Studijní materiály:

Wilden H. a kol.: Precast and prestressed concrete, PCI 1992. ISBN-10: 0937040878

Schodek D., Bechthold M.: Structures. ISBN-10: 8120348699

Bill Z., Brabec V., Hruška A., Žďára V.: KPS 50 - Konstrukčně statická analýza vícepodlažních a halových objektů, ČVUT, Praha 1998

Z. Bill, V. Ždára: Zastřešení budov, TK 6 CKAIT. CSSI Praha 1998

Gattermayerová H.: KPS 50 - Konstrukce vícepodlažních budov - příklady, ČVUT, Praha 1996

Hanaor A.: Priciples of structures, Blackwell Science, 1998

Schodek L.: Structures. Pearson Education, 2004

Herzog, Natterer, Schweitzer,Volz,: Timber Construction Manual. Birkhauser Detail Basel 2004

Schulitz, Sobek, Habermann: Steel construction manual. Birkhauser Detail Basel 2000

Kind-Barkauskas, Kauhsen, Polonyi, Brandt : Concrete Construction Manual, Detail Basel 2002

Poznámka:

-

Rozvrh na zimní semestr 2025/2026:

	06:00–08:0008:00–10:0010:00–12:0012:00–14:0014:00–16:0016:00–18:0018:00–20:0020:00–22:0022:00–24:00
Po
Út
St
Čt
Pá	místnost TH:A-438 12:20–14:00 (přednášková par. 1) Thákurova 7 (budova FSv) A438místnost TH:A-438 15:00–16:35 LICHÝ TÝDEN (přednášková par. 1 paralelka 101) Thákurova 7 (budova FSv) A438

Rozvrh na letní semestr 2025/2026:

Rozvrh není připraven

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Civil Engineering (povinný předmět)
• Civil Engineering (povinný předmět)