Ocelové konstrukce (FSI-ZOK)

Akademický rok 2018/2019
Garant: prof. Ing. Ivan Křupka, Ph.D.  
Garantující pracoviště: ÚK všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: čeština
Cíle předmětu:
Seznámit studenty s problematikou návrhu, konstrukce a ochrany ocelových konstrukcí a celků. Na příkladech z praxe demonstrovat montážní postupy, dimenzování a konstrukční zásady. Rozšířit znalosti studentů v oblasti ochrany materiálů proti korozi s ohledem na rostoucí požadavky výroby na kvalitu a predikovanou životnost výrobků u různých druhů instalací.
Výstupy studia a kompetence:
Absolvent kurzu získá znalosti z teorie mezních stavů, navrhování prvků namáhaných tahem a tlakem a naučí se prakticky využívat výpočetní metody stavební mechaniky, pevnostně optimalizovat nosné konstrukce. Uvědomí si rozdíly při dimenzování stavařských a strojírenských konstrukcí. Seznámí se s termodynamickými a kinetickými aspekty koroze, s druhy koroze a jejich synergickým efektem při aplikaci moderních konstrukčních materiálů kovového i makromolekulárního původu, a s možnostmi jejich efektivní ochrany.
Prerekvizity:
Předpokládají se znalosti z oblasti mechaniky, pružnosti a pevnosti, nauky o materiálu.
Obsah předmětu (anotace):
Předmět spojuje oblasti navrhování ocelových konstrukcí a ochrany proti korozi do jednoho logického rámce. Studenti získají základní informace z teorie navrhování ocelových konstrukcí ve stavebnictví – teorie mezních stavů, dimenzování prvků ocelových konstrukcí, spojování prvků stavebních konstrukcí, navrhování halových konstrukcí. Současně získají znalosti o komplexu degradačních mechanizmů u konstrukčních materiálů, neželezných kovů, plastických hmot a železobetonových konstrukcí. Studenti získají rovněž přehled o možnostech ochrany proti degradaci povrchů kovovými ochrannými povlaky, metalizací a moderními druhy protikorozní úpravy povrchů, které jsou uplatňovány ve všech technických odvětvích od mikrosoučástek přes plynovody, námořní přepravné lodi až po tlakové okruhy jaderných elektráren. Praktická část je zaměřena na prohloubení znalostí inženýrských analýz pomocí MKP se zaměřením na ocelové konstrukce a pokročilejší nelineární problémy.
Metody vyučování:
Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Cvičení je zaměřeno na praktické zvládnutí látky probrané na přednáškách.
Způsob a kritéria hodnocení:
Podmínky udělení zápočtu: aktivní účast na cvičeních, vypracování projektu z laboratorních a výpočtových cvičení. Zkouška: předmět je zakončen testem. Test prověřuje osvojení znalostí získaných na přednáškách.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
Účast na přednáškách je doporučená, účast na cvičeních je povinná a kontrolovaná vyučujícím. Náhrada zameškané výuky je v kompetenci vedoucího cvičení.
Typ (způsob) výuky:
    Přednáška  13 × 2 hod. nepovinná                  
    Cvičení s poč. podporou  7 × 2 hod. povinná                  
    Laboratoře a ateliéry  6 × 2 hod. povinná                  
Osnova:
    Přednáška 1. Úvod, navrhování stavebních konstrukcí, teorie mezních stavů.
2. Ocelové konstrukce – navrhování prvků namáhaných tahem a tlakem.
3. Ocelové konstrukce – navrhování prvků namáhaných ohybem.
4. Ocelové konstrukce – spojování prvků ocelových konstrukcí.
5. Ocelové konstrukce – navrhování halových systémů.
6. Výkresové zásady ocelových konstrukcí.
7. Úvod do koroze, druhy koroze a napadení materiálu.
8. Termodynamika a kinetika korozních dějů.
9. Bludné proudy, elektrochemická koroze, chemická koroze.
10. Koroze neželezných kovů, Al, Zn, Ti, Zr, minulost a budoucnost v aplikaci materiálů.
11. Kovové ochranné povlaky, metalizace a moderní druhy protikorozní úpravy povrchů.
12. Biologická koroze a koroze plastických hmot.
13. Koroze železobetonových konstrukcí.
    Cvičení s poč. podporou 1. Návrh prvků ocelové konstrukce, stanovení zatížení.
2. Návrh prvků ocelové konstrukce, tah a tlak, stabilita.
3. Návrh prvků ocelové konstrukce, ohyb a smyk.
4. Návrh prvků ocelové konstrukce, šroubové a svařované spoje.
5. Ocelové konstrukce – parametrický model pro MKP.
6. Ocelové konstrukce – výkresové zásady.
7. Zápočet.
    Laboratoře a ateliéry 1. Experimentální zkušební metody korozní degradace v laboratorních podmínkách.
2. Zrychlené zkoušky v komoře se solnou mlhou - expozice vlastní sady zkušebních vzorků dle ČSN.
3. Zrychlené zkoušky v prostředí s SO2 – expozice vlastních zkušebních vzorků dle ČSN.
4. Vyhodnocení zkušebních vzorků studentů (solná mlha a SO2), metalografická hodnocení.
5. Verifikace kvality protikorozních povlaků klasickými metodami (vizuální, mřížková, ohybová, hloubením).
6. Příprava kotvícího profilu pod NS (tryskání, broušení, odmaštění), zkoušení protikorozních povlaků odtrhem dle ČSN.
Literatura - základní:
1. Černý, M.: Korozní vlastnosti kovových konstrukčních materiálů. SNTL Praha, I. vydání 1984
2. Číhal, V.: Mezikrystalická koroze ocelí a slitin. SNTL Praha, 1994
3. Studnička, J.: Ocelové konstrukce. [skripta]. ČVUT, 2006
4. Macháček, J., Studnička, J.: Ocelové konstrukce 2, ČVUT, 2005
5. Studnička, J., Ocelové konstrukce 10. Normy. [skripta]. ČVUT Praha, 2006
6. Studnička, J., Holický, M., Ocelové konstrukce 20. Zatížení staveb podle Eurokódu. [skripta]. ČVUT Praha, 2003
Literatura - doporučená:
1. WALD, F. a kol., Prvky ocelových konstrukcí. Příklady podle Eurokódů: [skripta]. ČVUT Praha, 2003
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
M2I-P prezenční studium M-KSI Konstrukční inženýrství -- zá,zk 5 Povinný 2 2 Z