|
|
Hledání tvaru skořepinových konstrukcí
Musil, Jiří ; Bažant, Zdeněk (oponent) ; Vítek,, Jan (oponent) ; Stráský, Jiří (vedoucí práce)
Tématem předkládané disertační práce je návrh betonových skořepinových konstrukcí se zaměřením na hledání jejich optimálního tvaru. Optimálním tvarem je tvar, při kterém, pro dané zatížení, obvykle vlastní tíhu, nevznikají v konstrukci žádná významná ohybová namáhání, konstrukce se nachází v tzv. membránovém stavu. Inspirací pro tuto práci je činnost švýcarského inženýra Heinze Islera, který vyvíjel tvary skořepinových konstrukcí pomocí modelových zkoušek vhodně zatížených, ohybově netuhých membrán. Na základě inverze výslednicového tvaru navrhoval skořepinové konstrukce o velkých rozpětích, které svoji tíhu přenášely téměř výhradně membránovými silami. V této práci je prezentováno numerické řešení výše zmíněných modelových zkoušek pomocí programu Midas Civil. Na příkladu průvěsu lana jsou demonstrovány základní principy metody. Numericky nalezené tvary jsou porovnány s analytickým řešením průvěsové křivky lana. Na základě numericky nalezených tvarů je následně navržena skořepina a je popsáno její namáhání při zatížení vlastní tíhou, zejména ve vztahu k membránovému působení. V další části jsou získané znalosti a postupy použity pro návrh tří relativně komplikovaných skořepinových konstrukcí. Každá konstrukce je staticky analyzována a je popsáno její statické působení. Studovány jsou konstrukce s dokonale tuhými, respektive pružnými podporami, které simulují reálné chování podpor. V závěru práce jsou výsledky statické analýzy vybrané skořepiny experimentálně ověřeny na fyzikálním modelu v měřítku 1:55,56. Model je vystavěn metodou 3D tisku. V práci je popsána použitá modelová podobnost, zdokumentován proces návrhu a výroby modelu a provedení vlastního experimentu. Uskutečněné zatěžovací zkoušky potvrdily optimální návrh skořepinové konstrukce a platnost numerické metody hledání jejich tvaru. Prezentované principy a postupy je možné, při dostatečné míře odpovídajících znalostí, použít v inženýrské praxi.
|
|
|
Analýza půdorysně zakřivených závěsných a visutých lávek
Koláček, Jan ; Stráský, Jiří (vedoucí práce)
Dizertační práce je zaměřena na statickou a dynamickou analýzu půdorysně zakřivených zavěšených a visutých lávek pro pěší, které jsou zavěšeny pouze na vnitřní straně mostovky. První část práce se zabývá analýzou rovnováhy mostovky v příčném směru při jednostranném zavěšení příčného řezu. Cílem je navrhnout průřez a jeho uspořádání tak, aby mostovka nebyla od zatížení vlastní tíhou a stálým zatížením namáhána kroutícím momentem. Pro ověření podmínek rovnováhy v příčném směru s vlivem a bez vlivu předpětí byla vypracována jednoduchá studie. Další část práce se věnuje vytvoření studie půdorysně zakřivené zavěšené lávky pro pěší. Ve studii bylo detailně popsáno nalezení výchozího stavu konstrukce a provedla se základní statická a dynamická analýza za použití dostupného software. Úkolem statické analýzy bylo popsat odezvu konstrukce na nejčastěji působící zatížení, nikoliv však návrh a dimenzování v souladu s platnými normami. Dynamická analýza umožnila ověřit náchylnost konstrukce k vibracím a jiným škodlivým účinkům vynuceného kmitání, které nabývají na významu u lávek pro pěší díky jejich štíhlosti. Dalším cílem práce bylo vypracování studie zakřivené visuté konstrukce zavěšené pouze na vnitřním okraji. Ucelený postup analýzy těchto konstrukcí nebyl obsažen v žádné dostupné literatuře. Zejména nalezení výchozího stavu visutého lana není nikde a nikým zdokumentováno. Studie byla analyzována se stejnou geometrií jako u předchozí zavěšené varianty, aby bylo možné tyto druhy konstrukcí porovnat. Nakonec se provedla statická a dynamická analýza. V poslední části práce se ověřilo na plně funkčním fyzikální modelu v měřítku 1:10 konstrukční řešení, navržený postup hledání výchozího stavu konstrukce, odezva konstrukce na statické zatížení a zjistila se mezní únosnost konstrukce. Důležitým krokem bylo vyhodnocení a srovnání výsledků z provedeného fyzikálního modelu proti výpočtovému matematickému modelu z pohledu výchozího stavu, statické a mezní zatěžovací zkoušky.
|
|
|
Půdorysně zakřivená konstrukce z předpjatého pásu.
Kocourek, Petr ; Stráský, Jiří (vedoucí práce)
Tématem disertační práce je studium půdorysně zakřivených lávek pro pěší tvořených předpjatým pásem. V nedávné době bylo postaveno několik pozoruhodných půdorysně zakřivených lávek pro pěší, které jsou na vnitřním okraji zavěšeny na visutých anebo závěsných kabelech. Půdorysně zakřivené konstrukce tvořené předpjatým pásem však dosud nebyly realizovány. Úkolem této práce proto bylo odpovědět na otázku, zda je použití předpjatých pásů u půdorysně zakřivených konstrukcí vůbec možné. Z tohoto důvodu byla v první fázi vypracována studie proveditelnosti těchto konstrukcí. Využity byly znalosti jednak půdorysně zakřivených konstrukcí vynášených kabely a také přímých předpjatých pásů. Pro matematické modelování byl použit MKP systém ANSYS. Získané poznatky byly dále využity při návrhu nového typu moderní, estetické půdorysně zakřivené lávky pro pěší. Lávku tvoří štíhlá železobetonová mostovka, která je prostřednictvím ocelových konzol na vnitřní straně půdorysného oblouku ztužena ocelovým průřezem. Kroucení mostovky vyvolané půdorysným zakřivením a nesymetrickým průřezem je vyrovnáváno kabelem situovaným v madle zábradlí. Rozpětí lávky je 45 m, vzepětí půdorysného oblouku 10 m, volná šířka lávky je 3 m. Popsáno je obecné působení konstrukce, provedena byla podrobná statická a dynamická analýza konstrukce. Navržená konstrukce včetně postupu výstavby byla experimentálně ověřena na zmenšeném fyzikálním modelu lávky v měřítku 1:6. Popsána je použitá modelová analogie, návrh konstrukce modelu včetně jeho realizace. Model byl podroben sérií zatěžovacích zkoušek včetně finální zkoušky mezní únosnosti. Provedené zkoušky prokázaly dobrou shodu výpočtu se skutečností, správnost návrhu a vysokou únosnost navržené konstrukce. Získané výsledky a zkušenosti z návrhu konstrukce a realizace modelu tvoří základ pro realizaci studovaných konstrukcí v inženýrské praxi.
|
|
|
Přisávání plynů do proudící kapaliny.
Matlák, Jiří ; Opravil, Tomáš (oponent) ; Svěrák, Tomáš (vedoucí práce)
Cílem této práce je prohloubit poznatky v oblasti vypouštění tekutin z nádoby s volnou hladinou výtokovým otvorem definovaného tvaru. V závislosti na výchozích podmínkách systému dochází k postupnému vytváření úplného sacího víru, jenž způsobuje přisávání plynů do výtokového otvoru. V práci jsou nejprve popsány základní zákonitosti panující v kapalinách s přihlédnutím na víření. Dále jsou uvedeny základní modely popisující víry a poté následuje dělení vírů podle intenzity cirkulace. V praktické části jsou hledány možnosti predikce výšky volné hladiny, při které dochází v daném systému k vytvoření víru, v závislosti na velikosti výpustního otvoru.
|
|
|
Hydraulický modelový výzkum měrných clon určených pro stanovení průtoku vody v kruhových profilech s volnou hladinou
Heřmanová, Lenka ; Šafář, Robert (oponent) ; Žoužela, Michal (vedoucí práce)
Hlavním výstupem této diplomové práce je sada Q/h charakteristik, která byla získána rozsáhlým hydraulickým modelovým výzkumem měrných clon, určených pro stanovení průtoku vody v kruhových profilech. Výsledné Q/h charakteristiky jsou funkcemi úhlů výřezu a svislé odlehlosti vrcholu výřezu ode dna příslušné měrné clony. Součástí výstupu je přehled očekávaných hodnot nejistot při praktickém nasazení konkrétní clony v kanalizaci a zhodnocení jednotlivých vlivů podílejících se na celkové nejistotě stanovení průtoku. Z provedeného hydraulického modelového výzkumu je tedy možné stanovit Q/h charakteristiky i pro kruhové profily o větších průměrech a určit jejich nejistoty při užití konkrétní clony. Pro návrh typu a tvaru měrné clony u profilů o větším průměru je součástí výstupu i příloha pro rychlý návrh měrných clon.
|
|
|
Využití penetračních zkoušek při návrhu pilotových základů
Koudela, Pavel ; Leiter, Augustin (oponent) ; Štefaňák, Jan (vedoucí práce)
Práce se zabývá využitím penetračních zkoušek při návrhu pilotových základů. Hlavním cílem je na základě penetračních zkoušek vypočítat únosnost a sedání osamělých pilot. V práci jsou použity korelační vztahy, u kterých je hledána závislost mezi hodnotami měřenými při penetračních zkouškách a hodnotami smykové pevnosti zemin a indexovými vlastnostmi. Pro porovnání správnosti postupu jsou výpočty únosnosti provedeny dle dříve publikovaných vztahů, za využití softwaru pro výpočet únosnosti piloty z penetrační zkoušky a laboratorních výsledků.
|
|
|
Půdorysně zakřivené konstrukce podepřené oblouky
Trenz, Jan ; Zich, Miloš (oponent) ; Vítek,, Jan (oponent) ; Stráský, Jiří (vedoucí práce)
Tématem práce je studium půdorysně zakřivených lávek pro pěší s mostovkou podepřenou obloukem. Tomu předchází přehled dosavadních poznatků o obloukových konstrukcích s horní mostovkou. Na ten navazuje shrnutí důvodů, proč je třeba navrhovat zakřivené konstrukce, a úskalí, která návrh takovéto konstrukce provázejí. Na základě metod pro návrh rovinné obloukové konstrukce je hledán vhodný přístup pro návrh konstrukce půdorysně zakřivené. Důraz je kladen na návrh geometrie oblouku tak, aby bylo minimalizováno jeho namáhání od ohybových momentů. Nejprve je k takovéto konstrukci přistupováno stejným způsobem a je hledána limitní křivost, pro kterou je již tento přístup nevhodný. Následně je zkoumán vhodný postup pro návrh geometrie půdorysně zakřiveného oblouku vycházející z metody inverze visutého kabelu. Tento postup je nejprve důkladně analyzován pomocí výpočetního modelu, a následně také experimentálně ověřen na zmenšeném fyzikálním modelu v měřítku 1:10. Proces návrhu, stavby a testování fyzikálního modelu je podrobně popsán. Deformace a napětí naměřená během zatěžovacích zkoušek jsou porovnávány s chováním předpokládaným na základě numerického výpočtu. Srovnání prokázalo dobrou shodu výpočtu a měření, stejně jako vysokou únosnost navržené konstrukce.
|
|
|
Studie vtokových vírů
Burda, Radim ; Štigler, Jaroslav (oponent) ; Hudec, Martin (vedoucí práce)
Následující bakalářská práce se zabývá vírovým prouděním, konkrétně vtokovými víry s důrazem na úplné nálevkovité víry vyskytující se v jednoduchých sacích jímkách s vertikálně umístěným potrubím. Práce je rozdělená do dvou částí. V části teoretické byla sestavena literární rešerše mapují oblast vtokových vírů za posledních přibližně 60 let. V praktické části jsou poté, na zařízení sestrojeném v laboratoři Odboru fluidního inženýrství Viktora Kaplana, ověřovány doporučené závislosti vzniku úplného nálevkovitého víru se vzduchovým jádrem na hloubce zanoření potrubí a velikosti průtoku.
|
|
|
Lávky pro pěší tvořené plochým obloukem
Jurík, Michal ; Stráský, Jiří (vedoucí práce)
Tématem disertační práce je studium lávek pro pěší tvořených plochým obloukem. Pro pochopení základního statického působení plochého oblouku byla vypracována studie zabývající se návrhem přímého plochého oblouku jako lávky pro pěší o velkém rozpětí a vlivu tuhosti na jejím vzepětí. Pro matematické modelování byl použit MKP systém ANSYS. Bylo prokázáno, že k návrhu čistě betonového plochého oblouku je nezbytná obrovská ohybová tuhost, čehož lze dosáhnout pouze pomocí masivního průřezu. Získané poznatky byly dále použity při návrhu unikátní lávky pro pěší tvořené půdorysně zakřiveným plochým obloukem, kde k přenosu velkých ohybových momentů byla navržena ocelová trubka. Bylo testováno hned několik variant s rozdílným rozpětím a půdorysným vzepětím oblouku. Z testovaných variant byla následně vybrána lávka o rozpětí 45 m a půdorysném vzepětí oblouku 10 m, která se jevila nejlépe a dále byla detailně analyzována. Studovaná konstrukce je tvořena betonovou deskou, která je prostřednictvím ocelových konzol na vnitřní straně ztužena ocelovou trubkou s odstupňovanou tloušťkou stěny. Vnější kabely, které jsou vedeny v trubce zábradlí, vyrovnávají účinky kroucení od vlastní tíhy. Navržená konstrukce a postup statické analýzy byly experimentálně ověřeny na plně funkčním zmenšeném modelu konstrukce v měřítku 1:6. V práci je popsána použitá modelová analogie a dále je podrobně dokumentován návrh a realizace modelu. Provedené zatěžovací zkoušky modelu prokázaly správnost návrhu půdorysně zakřivené lávky, její vysokou únosnost a správnost vyvinutého postupu statické analýzy. Získané výsledky a zkušenosti z návrhu konstrukce a realizace modelu tvoří základ pro realizaci studovaných konstrukcí v inženýrské praxi. Poslední část disertační práce se zabývá možností náhrady ocelových komponent betonem u lávky tvořené půdorysně zakřiveným plochým obloukem. Z této studie vyplývá, že využití betonu je značně limitováno rozpětím lávky.
|
|
|
Půdorysně zakřivené konstrukce podepřené oblouky
Trenz, Jan ; Zich, Miloš (oponent) ; Vítek,, Jan (oponent) ; Stráský, Jiří (vedoucí práce)
Tématem práce je studium půdorysně zakřivených lávek pro pěší s mostovkou podepřenou obloukem. Tomu předchází přehled dosavadních poznatků o obloukových konstrukcích s horní mostovkou. Na ten navazuje shrnutí důvodů, proč je třeba navrhovat zakřivené konstrukce, a úskalí, která návrh takovéto konstrukce provázejí. Na základě metod pro návrh rovinné obloukové konstrukce je hledán vhodný přístup pro návrh konstrukce půdorysně zakřivené. Důraz je kladen na návrh geometrie oblouku tak, aby bylo minimalizováno jeho namáhání od ohybových momentů. Nejprve je k takovéto konstrukci přistupováno stejným způsobem a je hledána limitní křivost, pro kterou je již tento přístup nevhodný. Následně je zkoumán vhodný postup pro návrh geometrie půdorysně zakřiveného oblouku vycházející z metody inverze visutého kabelu. Tento postup je nejprve důkladně analyzován pomocí výpočetního modelu, a následně také experimentálně ověřen na zmenšeném fyzikálním modelu v měřítku 1:10. Proces návrhu, stavby a testování fyzikálního modelu je podrobně popsán. Deformace a napětí naměřená během zatěžovacích zkoušek jsou porovnávány s chováním předpokládaným na základě numerického výpočtu. Srovnání prokázalo dobrou shodu výpočtu a měření, stejně jako vysokou únosnost navržené konstrukce.
|
host ::
RSS.