|
|
Approximations in Stochastic Optimization and Their Applications
Mrázková, Eva ; Horová, Ivana (referee) ; Štěpánek, Petr (referee) ; Karpíšek, Zdeněk (advisor)
Mnoho inženýrských úloh vede na optimalizační modely s~omezeními ve tvaru obyčejných (ODR) nebo parciálních (PDR) diferenciálních rovnic, přičemž jsou v praxi často některé parametry neurčité. V práci jsou uvažovány tři inženýrské problémy týkající se optimalizace vibrací a optimálního návrhu rozměrů nosníku. Neurčitost je v nich zahrnuta ve formě náhodného zatížení nebo náhodného Youngova modulu. Je zde ukázáno, že dvoustupňové stochastické programování nabízí slibný přístup k řešení úloh daného typu. Odpovídající matematické modely, zahrnující ODR nebo PDR omezení, neurčité parametry a více kritérií, vedou na (vícekriteriální) stochastické nelineární optimalizační modely. Dále je dokázáno, pro jaký typ úloh je nutné použít stochastické programování (EO reformulace), a kdy naopak stačí řešit jednodušší deterministickou úlohu (EV reformulace), což má v praxi význam z hlediska výpočetní náročnosti. Jsou navržena výpočetní schémata zahrnující diskretizační metody pro náhodné proměnné a ODR nebo PDR omezení. Matematické modely odvozené pomocí těchto aproximací jsou implementovány a řešeny v softwaru GAMS. Kvalita řešení je určena na základě intervalových odhadů "optimality gapu" spočtených pomocí metody Monte Carlo. Parametrická analýza vícekriteriálního modelu vede na výpočet "efficient frontier". Jsou studovány možnosti aproximace modelu zahrnujícího pravděpodobnostní členy související se spolehlivostí pomocí smíšeného celočíselného nelineárního programování a reformulace pomocí penalizační funkce. Dále je vzhledem k budoucím možnostem paralelních výpočtů rozsáhlých inženýrských úloh implementován a testován PHA algoritmus. Výsledky ukazují, že lze tento algoritmus použít, i když nejsou splněny matematické podmínky zaručující konvergenci. Na závěr je pro deterministickou verzi jedné z úloh porovnána metoda konečných diferencí s metodou konečných prvků za použití softwarů GAMS a ANSYS se zcela srovnatelnými výsledky.
|
|
|
Steel-Concrete Columns Composed of High-Strength Materials
Röder, Václav ; Štěpánek, Petr (referee) ; Studnička,, Jiří (referee) ; Vičan,, Josef (referee) ; Karmazínová, Marcela (advisor)
The main objective of this thesis is the verification of the buckling strength of the composite compression members which were made from high-strength materials. This thesis is divided into four main chapters which are interconnected. The first chapter summarizes the current state of the problem of the compression members. The basis of this part is the elementary theories and researches, the task of this text is attempted to understand and obtain normative procedures which are important for practical use. The second part deals with the theoretical analysis of composite column, mainly with the examination of the individual effects on the buckling strength. The result of the first and the second parts is analytical algebraic equations which determine the buckling strength of the member. The third part contains the numerical analysis, which leads to create a numerical model of the compression column. The numerical model is used for the verification of the theoretical analysis and for the investigation of the behaviour of the column loaded by axial force. The last part deals with the experimental verification of the previous analyses. There are tested various types of the composite columns, which were made of steel with a yield strength up to 455 MPa and of the concrete with a cube compression strength up to 102 MPa. Experimental results confirmed the high reliability of centrally loaded column and every tested columns failed by flexural buckling. The final step is evaluation and comparison of the results obtained from previous four parts. It was founded that design criteria for centrally loaded steel-concrete column are too conservative and design relationships doesn´t use the positive properties of high-strength materials for economic design.
|
|
|
Strengthening of a panel building
Sopúch, Martin ; Girgle, František (referee) ; Štěpánek, Petr (advisor)
This diploma thesis deals with the static assessment of selected parts of the panel building of the former boarding school, for which adaptation to separate housing units and extension of one floor is planned. Upon the planned change of layout, extensions of the original door openings and new openings are proposed. The work assesses the object in its original state with the included unprofessional interference in statics during its use, and the object in the final state with planned modifications of the openings and proposes solutions to secure unsatisfactory areas to suit the new state loads
|
|
|
Marketing Strategy of Business Development
Štěpánek, Petr ; Kusák, Václav (referee) ; Zich, Robert (advisor)
This master’s thesis tells about marketing strategy of business development. The first section describes marketing as the primary function of modern organisation and its influence on development strategy. The following section of analysis evaluates the effects of external & internal factors on the strategy of development, which is the subject of the last section of this thesis.
|
|
|
Strengthening reinforced concrete column confined by FRP fabric
Kostiha, Vojtěch ; prof. Ing. Alois Materna, CSc., MBA (referee) ; Bilčík,, Juraj (referee) ; Štěpánek, Petr (advisor)
The doctoral thesis deals with the strengthening of reinforced concrete columns by FRP fabric wrapping. Its aim is to describe the principles of confinement based on the analytical study, numerical simulations and the results of the experimental program. The description of the confinement philosophy is made with respect to the type of FRP material used. It was therefore possible to present a design process of confinement, which accurately predicts the behaviour of the confined columns. At the same time, some effects limiting the effect of confinement (e.g. the method of wrapping, the number of FRP fabric layers, the slenderness of the element, etc.) are included in the design. The dissertation also presents basic information about FRP material and its properties and gives an overview of design approaches of the FRP confined columns. The dissertation also pointing out the shortcomings of the design code ČSN EN 1992-1-1. The stated example highlights the significant variation in properties of confined concrete determined by selected approaches. This variation of properties complicates the design of this strengthening method. The experimental program was used to verify the basic principles of confinement and, through high columns, allowed a description of the behaviour in almost the whole range of interaction diagram. The conclusions of the work provide information on possible future research direction.
|
|
|
Strengthening of circular column subjected to lateral cyclic loading
Mansour, Mohamad ; prof. Ing. Alois Materna, CSc., MBA (referee) ; Fillo,, L´udovít (referee) ; Štěpánek, Petr (advisor)
Předložená disertační práce se zabývá zesílením kruhových železobetonových sloupů pomocí vlákny vyztužených polymerů (tzv. FRP – fibre reinforced polymer) namáhaných laterálním cyklickým zatížením. Tato výzkumná studie se zaměřuje na zkoumání využití FRP tkaniny pro dodatečné zesílení, zlepšení chování kruhových železobetonových sloupů a vytvoření návrhového algoritmu pro zesílení kruhového sloupu pomocí kompozitních FRP materiálů. Návrhový algoritmus byl odvozen na základě analytické studie, numerických simulací a výsledků experimentální činnosti. Na základě těchto výsledků byl navržen postup pro návrh zesílení sloupů ovinutím, který předpovídá chování železobetonových sloupů vystavených laterálním cyklickým zatížením. Při experimentální práci byly zkušební vzorky zatíženy současně axiální sílou a příčným cyklickým zatížením. Toto bylo provedeno dvěma různými způsoby. První způsob zatěžování byl proveden konstantní velikostí laterální síly po daný počet cyklů (1 milion) se sledováním změny deformace. A druhý způsob provedení spočíval v zatížení konstantní deformací se sledováním úbytku síly během zatěžovací zkoušky. Dizertační práce rovněž předkládá přehled současného stavu poznání zesílení železobetonových kruhových sloupů ovinutím FRP tkaninou vystavených působení seismického zatížení. Dále uvádí přehled návrhových metodik a normová ustanovení Eurokódu a ACI. Experimentální program byl proveden za účelem ověření chování ovinutých kruhových sloupů při působení laterálního cyklického zatížení. Závěr práce sumarizuje poznatky o chování sloupů zesílených ovinutím FRP tkaninou při působení laterálního cyklického zatížení a představuje empirický model pro návrh zesílení ovinutím při vysokém a nízkém cyklickém zatížení.
|
|
|
Advanced Layered Composites for Dental Applications
Šedivý, Zbyněk ; Kučera, Jaroslav (referee) ; Štěpánek, Petr (referee) ; Jančář, Josef (advisor)
Disertační práce se zabývá mechanickou odezvou vrstevnatých kompozitů pro stomatologické aplikace. Různé skladby vrstev a různé částicové a vláknové kompozity jsou studovány v tříbodovém ohybu za pokojové teploty. Tyto výsledky jsou korelovány s výstupy dynamické termomechanické analýzy (DMTA) a optické analýzy (vysokorychlostní video záznam, SEM). Exeprimentální data byla použita pro srovnání s výsledky analytických a numerických modelů s cílem určit nejvhodnější model pro predikci základních mechanických vlastností vrstevnatých kompozitů. Na základě těchto analýz jsou navržena základní pravidla pro klinické použití vrstevnatých kompozitů ve stomatologických aplikacích jako jsou minimálně invazivní můstky nebo stabilizační dlahy.
|
|
|
BEHAVIOR OF THE CONCRETE-TO-CONCRETE INTERFACE WITHOUT SHEAR REINFORCEMENT
Čairovič, Dorde ; Terzijski, Ivailo (referee) ; Čajka,, Radim (referee) ; Štěpánek, Petr (advisor)
Doctoral thesis focuses on behavior of the interface between two concrete layers cast at different times and without shear reinforcement. By means of both experimental and numerical analysis, some of the factors affecting interface strength have been assessed. Namely, surface roughness and suitability of different roughness parameters used for its characterization, effects of overlay mechanical properties and collateral effects of surface preparation methods. Also, different tests to assess interface strength have been investigated in detail and mutually compared. The most suitable roughness parameters have been chosen, based on its overall stability. Correlation between mean texture depth and other parameters have been defined. Results of the experimental program intended to further investigate abovementioned effects on interface strength, led to proposition of extended semi quantitative design approach and introduction of coefficient of surface preparation. Based on the extensive experimental program, correlation between different test setups, including its main advantages and disadvantages, has been presented, together with roughness characterization and failure envelope of the dimpled interface.
|
|
|
Punching Shear of Flat Slabs
Lyčka, Lukáš ; Jaroslav, Halvoník (referee) ; Čajka,, Radim (referee) ; Štěpánek, Petr (advisor)
The use of flat slabs in constructions due to its many functional and economic advantages is wide-spread. Behavior of flat slabs in shear and flexure is a fairly complex problem. Therefore, the punching shear failure belongs to one of the most critical aspects in the design of concrete buildings. Over the last decades several buildings have collapsed due to the failure of the punching shear strength, resulting in loss of lives and financial damages. These disasters revealed gaps in the current (or former) design codes and recommendations. As a part of theoretical framework of the dissertation a method for predicting the punching shear strength of flat slabs was developed. Several experiments on scaled down slabs were conducted in order to verify the proposed method and for optimization of its parameters. Proposed method in development predicts the punching shear for slabs without shear reinforcement according to the EC2 and replaces the area of the shear crack with a system of struts and ties.
|
|
|
Design of Load Bearing Concrete Structure
Tuchyňová, Andrea ; Šimůnek, Petr (referee) ; Štěpánek, Petr (advisor)
This diploma thesis is dealing with frame multi-storey garage structure, mainly with its slab. According to the assignment there was made a parametrical study. It contains the comparision of three construction versions: solid slab, slab with void formers Cobiax and prestressed concrete slab. At the chosen variant the 3D mathematical model, which was created in software Scia Engineer, was specified and the construction was designed according to ultimate limit state and serviceability limit state. The outlet of this thesis is structural design and drawings with all designed items
|
guest ::
RSS feed.