|
|
Approximations in Stochastic Optimization and Their Applications
Mrázková, Eva ; Horová, Ivana (oponent) ; Štěpánek, Petr (oponent) ; Karpíšek, Zdeněk (vedoucí práce)
Many optimum design problems in engineering areas lead to optimization models constrained by ordinary (ODE) or partial (PDE) differential equations, and furthermore, several elements of the problems may be uncertain in practice. Three engineering problems concerning the optimization of vibrations and an optimal design of beam dimensions are considered. The uncertainty in the form of random load or random Young's modulus is involved. It is shown that two-stage stochastic programming offers a promising approach in solving such problems. Corresponding mathematical models involving ODE or PDE type constraints, uncertain parameters and multiple criteria are formulated and lead to (multi-objective) stochastic nonlinear optimization models. It is also proved for which type of problems stochastic programming approach (EO reformulation) should be used and when it is sufficient to solve simpler deterministic problem (EV reformulation). This fact has the big importance in practice in term of computational intensity of large scale problems. Computational schemes for this type of problems are proposed, including discretization methods for random elements and ODE or PDE constraints. By means of derived approximations the mathematical models are implemented and solved in GAMS. The solution quality is determined by an interval estimate of the optimality gap computed via Monte Carlo bounding technique. Parametric analysis of multi-criteria model results in efficient frontier computation. The alternatives of approximations of the model with reliability-related probabilistic terms including mixed-integer nonlinear programming and penalty reformulations are discussed. Furthermore, the progressive hedging algorithm is implemented and tested for the selected problems with respect to future possibilities of parallel computing of large engineering problems. The results show that it can be used even when the mathematical conditions for convergence are not fulfilled. Finite difference method and finite element method are compared for deterministic version of ODE constrained problem by using GAMS and ANSYS with quite comparable results.
|
|
|
Ocelobetonové tlačené pruty z materiálů vysokých pevností
Röder, Václav ; Štěpánek, Petr (oponent) ; Studnička,, Jiří (oponent) ; Vičan,, Josef (oponent) ; Karmazínová, Marcela (vedoucí práce)
Hlavním cílem této disertační práce je ověření vzpěrné pevnosti ocelobetonových tlačených prutů z materiálů vysokých pevností. Disertační práce je rozdělena do čtyř hlavních bloků, které se vzájemně prolínají. První blok shrnuje současný stav problematiky tlačených prutů. Základem jsou elementární teorie a výzkumy, přičemž úkolem tohoto shrnutí je snaha o pochopení a odvození normativních postupů, které jsou praktickým využitelným výsledkem. Druhý blok se zabývá teoretickou analýzou ocelobetonového prutu, především zkoumáním jednotlivých vlivů na vzpěrnou pevnost. Vyústěním prvního a druhého bloku je analytická algebraická rovnice pro určení vzpěrné pevnosti prutu. Třetí blok se zabývá numerickou analýzou, která si klade za cíl vytvoření a kalibrace výstižného numerického modelu tlačeného prutu. Numerický model slouží k verifikaci teoretických analýz a zkoumání chování prutu při namáhání osovou silou. Poslední blok se zabývá experimentálním ověřením předešlých analýz. Testovány jsou různé typy ocelobetonových sloupů, přičemž byly užity oceli s mezí kluzu do 455 MPa a betony s krychelnou mezí pevnosti do 102 MPa. Experimentální výsledky potvrdily vysokou spolehlivost při působení osového tlaku. U všech zkušebních těles došlo k vybočení prutu jako celku typickému při vzpěrném tlaku. Závěrem a posledním krokem bylo vyhodnocení a porovnání výsledků získaných ze všech čtyř bloků. Bylo zjištěno, že návrhové předpisy pro určení vzpěrné pevnosti ocelobetonových prutů jsou konzervativní a neumožňují ekonomické využití příznivých vlastností vysokopevnostních materiálů.
|
|
|
Strengthening of a panel building
Sopúch, Martin ; Girgle, František (oponent) ; Štěpánek, Petr (vedoucí práce)
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
|
|
|
Marketingová strategie rozvoje podnikání
Štěpánek, Petr ; Kusák, Václav (oponent) ; Zich, Robert (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá tvorbou marketingové strategie rozvoje vlastního podnikání. Počáteční část teoretických východisek práce popisuje marketing jako primární funkci organizace a jeho vliv na formulování strategie rozvoje. Následující analytická část se zabývá hodnocením externích a interních faktorů ovlivňujících strategii rozvoje, jejíž návrh je obsahem poslední částí této práce.
|
|
|
Zesilování železobetonových sloupů ovinutím FRP tkaninou
Kostiha, Vojtěch ; prof. Ing. Alois Materna, CSc., MBA (oponent) ; Bilčík,, Juraj (oponent) ; Štěpánek, Petr (vedoucí práce)
Doktorská práce se zabývá problematikou zesílení železobetonových sloupů ovinutím FRP tkaninou. Jejím cílem je na základě provedených analytických studií, numerických simulací a výsledků experimentálního programu popsat princip ovinutí s ohledem na použitý typ FRP materiálu. Díky tomu bylo možné prezentovat postup pří návrhu ovinutí, který výstižně predikuje chování ovinutých sloupů. Současně s tímto jsou do návrhu zahrnuty i některé vlivy omezující účinek ovinutí (např. způsob ovinutí, počet vrstev laminátu, štíhlost prvku aj.). Práce uvádí základní informace o FRP materiálech a jejich vlastnostech, podává přehled o návrhových přístupech ovinutí sloupů kompozitní tkaninou, přičemž poukazuje na nedostatky návrhového předpisu ČSN EN 1992-1-1. Na vzorovém příkladu je upozorněno na značný rozptyl vlastností ovinutého betonu stanovených dle vybraných přístupů, které komplikují návrh tohoto způsobu zesílení. Experimentální program sloužil k ověření základních principů ovinutí a prostřednictvím vysokých sloupů umožnil popis chování v takřka celém rozsahu interakčního diagramu. Závěry práce poskytují informace o možném dalším směřování v oblasti výzkumu.
|
|
|
Strengthening of circular column subjected to lateral cyclic loading
Mansour, Mohamad ; prof. Ing. Alois Materna, CSc., MBA (oponent) ; Fillo,, L´udovít (oponent) ; Štěpánek, Petr (vedoucí práce)
The presented doctoral thesis deals with the strengthening of circular concrete columns by Fibre Reinforced Polymers (FRP) wraps subjected to lateral cyclic loadings. This research study focuses on examining the use of FRP for retrofitting, improving the performance of circular reinforced concrete columns and developing a design algorithm for circular column strengthening by FRP composite materials based on the analytical study, numerical simulations and the experimental results. Therefore, a design process of strengthening and confinement was presented to predict the behaviour of the concrete columns subjected to lateral cyclic loadings. Simultaneously with the axial force application, the lateral cyclic load was provided in two different ways; first, it was applied under force control test (i.e. same lateral cyclic force pulling in one direction for certain number of cycle’s 1 million cycles), second, it was applied under displacement control - reversed cyclic loading test based on a pattern of progressively increasing displacements. The dissertation also presents a literature review of research studies on the FRP confined concrete, design methodology of FRP jackets in seismic zones and code provisions of Eurocode and ACI. The experimental program was considered to verify the behaviour of confined circular column subjected to lateral cyclic loading. In the conclusions, the behaviour of a cantilever concrete column transversally confined by FRP wraps was investigated and an empirical model for FRP confined concrete subjected to high and low cyclic loadings was proposed and some information on possible future research were provided.
|
|
|
Advanced Layered Composites for Dental Applications
Šedivý, Zbyněk ; Kučera, Jaroslav (oponent) ; Štěpánek, Petr (oponent) ; Jančář, Josef (vedoucí práce)
PhD thesis deals with mechanical response of advanced layered composites for dental applications. Different composition of layers as well as different particle filled composites and fiber reinforced composites were examined under static three-point bending at room temperature. The results were correlated with the outputs of dynamic thermomechanical analysis (DMTA) and optical analysis (high speed video recording and SEM). Experimental data were used as a comparison with the results of analytical and numerical models in order to determine the best suited model for prediction of basic mechanical properties of layered composites. Based on these analyses, basic rules for clinical applications in dentistry such as minimally invasive bridges
|
|
|
CHOVÁNÍ STYČNÉ SPÁRY MEZI BETONY RŮZNÉHO STÁŘÍ BEZ SMYKOVÉ VÝZTUŽE
Čairovič, Dorde ; Terzijski, Ivailo (oponent) ; Čajka,, Radim (oponent) ; Štěpánek, Petr (vedoucí práce)
Disertační práce je zaměřená na chování spáry mezi betony různého stáří bez smykové výztuže. Pomocí experimentální i numerické analýzy byly zkoumány vybrané faktory ovlivňující únosnost spáry. Určovala se zejména drsnost povrchu a neměnnost různých parametrů drsnosti povrchu, vliv mechanických vlastností betonu nadbetonávky a vedlejších vlivů metod pro zdrsnění povrchů. Nejvhodnější parametry drsnosti byly vybrány na základě jejich celkové stability. Byla definována korelace mezi střední hloubkou textury povrchu a ostatními parametry. Výsledky experimentálního programu zaměřeného na stanovení výše uvedených vlivů na únosnost spáry beton-beton vedly k návrhu semi-kvantitativního návrhového přístupu a zavedení součinitele zdrsnění povrchu. Na základě rozsáhlého experimentálního programu byla formulována korelace mezi různými testy pro zjištění únosnosti spáry, včetně všech nejvýznamnějších výhod a nevýhod zahrnutých testů a charakterizace drsnosti a obálky únosnosti nopového povrchu.
|
|
|
Lyčka, Lukáš ; Jaroslav, Halvoník (oponent) ; Čajka,, Radim (oponent) ; Štěpánek, Petr (vedoucí práce)
Užití lokálně podepřených desek ve výstavbě je v nynější době rozšířeno v mnoha zemích díky svým ekonomickým a funkčním výhodám. Přes svůj jednoduchý vzhled, je chování lokálně podepřených desek v ohybu a smyku značně komplexní. Problematika protlačení tudíž patří z hlediska návrhu betonových konstrukcí k těm nejsložitějším. Za poslední desetiletí došlo ke kolapsu několika budov z důvodu selhání v protlačení, což mělo za následek ztráty lidských životů a značné škody. Tato neštěstí odhalila mezery ve stávajících (nebo tehdy platných) normách a postupech návrhu. V rámci teoretického zpracování disertační práce byl rozpracován model protlačení pomocí příhradové analogie. K ověření a optimalizaci teoretických vztahů rozpracované metody byla provedena vlastní experimentální studie protlačení na deskách ve zmenšeném měřítku. Rozpracovaná metoda využívá pro případy desky nevyztužené smykovou výztuží výpočet dle normy EC2 a oblast předpokládaného porušení lokálně podepřené desky nahrazuje soustavou vzpěr a táhel.
|
|
|
Projekt nosné betonové konstrukce
Tuchyňová, Andrea ; Šimůnek, Petr (oponent) ; Štěpánek, Petr (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá řešením skeletové konstrukce patrových garáží a to převážně její stropní deskou. V první fázi byla provedena parametrická studie dle zadání. Její součástí bylo srovnání tří konstrukčních variant stropní desky: plná, deska s vylehčovacími tvarovkami Cobiax a předpjatá deska. U vybrané varianty byl pak zpřesněn 3D výpočetní model, který byl vytvořen pomocí softwaru Scia Engineer a konstrukce byla posouzena na mezní stav únosnosti a mezní stav použitelnosti. Výstupem práce je statický výpočet stropní desky a vybraných prvků konstrukce a výkresová dokumentace ke všem posuzovaným prvkům.
|
host ::
RSS.