2020
Browse
Recent Submissions
- ItemStatická a dynamická analýza prostého a vlákny vyztuženého betonu s využitím diskrétního modelu(Vysoké učení technické v Brně. Fakulta stavební, ) Květoň, Josef; Eliáš, Jan; Vorel,, Jan; Šejnoha,, MichalPředkládaná práce se zabývá matematickým modelováním chování betonu. K numerické analýze je použit diskrétní částicový model. Tento model zjednodušuje meso-strukturu materiálu na systém propojených diskrétních částic -- konvexních mnohostěnů. Tyto částice jsou uvažovány ideálně tuhé a jejich vzájemná interakce je předepsána na kontaktech sousedních částic. Při hledání nespojitého pole posunů a rotací jsou zjednodušeně předpokládány malé deformace. Práce popisuje dvě rozšíření implementovaná do stávající verze modelu, konkrétně (i) přidání reprezentace krátké rozptýlené výztuže a (ii) implicitní dynamický řešič. První z hlavních částí práce se zabývá modelováním kompozitů s krátkou rozptýlenou výztuží. Krátká vlákna rozptýlená v materiálu přispívají k zlepšení jinak nepříznivé tahové pevnosti betonu. Vlákna jsou v částicovém modelu reprezentována nepřímo, zohledněním tření mezi vláknem a cementovou matricí silami, které působí proti otevírání trhlin. S pomocí tohoto rozšíření model dokáže předpovídat chování vláknobetonu zahrnující tahové zpevnění i navýšení počtu trhlin. Druhá z hlavních částí se zabývá odezvou materiálu na dynamické zatížení. Beton vykazuje rozdílné chování pro různé rychlosti zatěžování. V případě pomalého, kvazi-statického, zatěžování se počáteční mikro-trhliny lokalizují v makro-trhlinu. Dochází-li k rychlému zatěžování, energie nahromaděná v tělese není spotřebována pouze jednou trhlinou, ale dochází k jejímu větvení. V případě rychlých procesů je hlavním faktorem setrvačnost hmoty, která je zatížením urychlována. Struktura materiálu a setrvačnost částic je v mezo-úrovňovém diskrétním modelu zahrnuta. Přesto ale další jevy probíhající pod rozlišovací úrovní modelu ovlivňují výsledné chování materiálu. Proto je do modelu přidána fenomenologická závislost konstitutivního zákona na rychlosti přetváření. Numerické simulace těles rozličných tvarů zatěžovaných různou rychlostí deformace jsou porovnány s experimenty z literatury.
- ItemOptimalizace lehkého šikmého střešního pláště k redukci letních tepelných zisků(Vysoké učení technické v Brně. Fakulta stavební, ) Svobodová, Sylvia; Matějka, Libor; Rubina, Aleš; Sedlák,, VladimírPředložená práce se zabývá problematikou přehřívání podkrovních místností během letního období. U převážné většiny rodinných a bytových domů, kde je využito podkroví pro obytné účely, je opláštění krovu řešeno střešním pláštěm tvořeným lehkou konstrukcí. Takový plášť není schopen dostatečně odolávat letním okrajovým podmínkám a to se projevuje na tepelných ziscích v interiéru. V této práci je pozornost soustředěna pouze na prostup tepla střešním pláštěm. Je zde hodnocen vliv jednotlivých konstrukčních opatření doporučovaných pro redukci tepelných zisků střešním pláštěm – barva krytiny; tepelně akumulační vlastnosti; reflexní povrchy v dutině pod krytinou a větraná vzduchová vrstva. Jsou sledovány teplotní a rychlostní profily ve větrané vzduchové dutině a hodnocena účinnost tohoto opatření. Při tvorbě dílčích analýz bylo využito simulačních softwarů – na principu metody konečných prvků a také pro dynamickou simulaci. Rovněž bylo provedeno dlouhodobé měření teplot na modelech střešních plášťů, krátkodobé měření povrchových teplot různých druhů krytin, laboratorní měření odrazivosti na vzorcích krytiny. Také je zde diskutován vliv krycích mřížek větracích otvorů, které byly testovány na ventilátorové dráze. V publikaci je věnován prostor pro vysvětlení obecných principů přirozeného proudění, mezních vrstev a teorii výpočtu součinitele přestupu tepla. Součástí práce je vyhotovený standard metodiky přesných výpočtů větraných střešních plášťů, který lze využít pro snadnou orientaci při tepelně technickém výpočtu střešního pláště. Z poznatků dílčích analýz a energetických bilancí je prokazatelný pozitivní vliv větrané vzduchové vrstvy na redukci tepelných zisků v podkrovní místnosti. Současné řešení hřebene zajišťuje pouze odvod vlhkosti ze skladby a pro účely odvětrání přebytečných tepelných zisků není zdaleka dostačující. To vedlo k návrhu inovativního řešení konstrukce hřebene, tak aby se podpořila výměna vzduchu v dutině, a tím zvýšilo přirozené odvádění tepla.
- ItemOdstranění dusičnanů ze zemědělských smyvů(Vysoké učení technické v Brně. Fakulta stavební, ) Schrimpelová, Kateřina; Malá, Jitka; Šálek,, JAN; Drtil,, MiloslavNarůstající koncentrace dusičnanů v povrchových i podzemních vodách se stává globálním problémem. Disertační práce je zaměřena na možnost využití denitrifikačních bioreaktorů s organickou náplní v ČR pro snižování vnosu dusičnanů ze zemědělských ploch. V rámci práce byla provedena řada experimentů v laboratorních podmínkách – statické testy vyluhovatelnosti a kolonové experimenty zahrnující chemické rozbory odtékajících vod a ekotoxikologické biotesty. Testováno bylo 7 materiálů náplně běžně dostupných v ČR, odlišné parametry provozu, způsob a délka odstávek v bezdeštném období a možnost použití odtékajících vod na zavlažování. Práce se kromě vlivu na účinnost denitrifikace zabývala také možnostmi zmírnění negativního vlivu. Součástí práce je také posouzení celkového vlivu bioreaktorů na recipient a predikce vyluhování v následujících letech.
- ItemČasové posouzení využití zdvihacích mechanismů v pozemním stavitelství(Vysoké učení technické v Brně. Fakulta stavební, ) Štěrba, Martin; Motyčka, Vít; Sedlák,, Petr; Gašparik,, JozefDisertační práce se zabývá problematikou časového vytížení navržených zdvihacích mechanismů na monolitických stavbách v rámci pozemního stavitelství. Mezi hlavní důvody vedoucí k výběru této problematiky patří zejména současný trend stavebnictví, který se v rámci administrativní a bytové výstavby uchyluje k monolitickým stavbám, které se v dnešní době neobejdou bez zdvihacího mechanismu. Výkonnost zdvihacích mechanismů bývá často v rámci přípravy časových harmonogramů staveb opomíjena, což vede k neefektivnímu vytížení tohoto stroje. To ovšem má přímou souvislost s dodržováním sjednaných termínů, což vede následně ke komplikacím, které často končí nezanedbatelnou finanční ztrátou pro zhotovitele. K řešení dané problematiky bylo nutné provést monitoring na odpovídajícím vzorku staveb. V případě této práce se jednalo o celkem šest stavebních objektů, z toho čtyři byly podrobněji analyzovány. Dále byly technologicky rozebrány jednotlivé dílčí stavební procesy vyžadující obsluhu věžového jeřábu. Byla vypracována metodika k časovému posouzení včetně návrhu na možné určování priorit u vybraných činností. Na základě poznatků z monitoringu staveb a rozboru jednotlivých položek byl zpracován simulační model. Tento model matematicky i graficky vyhodnocuje schopnost navrženého věžového jeřábu obsloužit daný počet dílčích stavebních procesů v rámci stanoveného vyhodnocovaného úseku, kdy nejmenší vyhodnocovaný úsek je roven jedné pracovní směně. Přínosem této práce je především umožnění efektivního nasazení věžového jeřábu v rámci přípravy staveb, případně rychlé operativní posouzení vytížení věžového jeřábu stavbyvedoucím v rámci dané pracovní směny. To by mělo vést k efektivnějšímu nasazování věžových jeřábů v rámci realizace stavby, a tím i k dodržování sjednaných termínů, s čímž je spojeno i financování stavby, a tedy i možné úspory v této oblasti.
- ItemAnalýza chování a metod navrhování smykových stěn lehkých dřevěných konstrukcí(Vysoké učení technické v Brně. Fakulta stavební, ) Zajíc, Michal; Šmak, Milan; Lokaj,, Antonín; Kuklík,, Pavel; Kuklík,, PetrHlavním cílem disertační práce je stanovení výztužné kapacity smykových stěn dřevěných konstrukcí vícepodlažních budov. V současnosti používané metody jsou odvozené pro přenos vodorovné síly, jejíž působiště je totožné s výškou stěny. Tento předpoklad nicméně zanedbává skutečnost, že kapacita smykových stěn může mimo jiné záviset i na vzdálenosti působící horizontální síly od horní hrany stěny. Pozice výslednice vnějších vodorovných sil je v praxi zpravidla ve svislém směru odsazena nad horní hranu stěny a je tedy třeba uvážit nepříznivý vliv kroutícího momentu, který stěnu destabilizuje. Řešení tohoto problému pro částečně vetknuté smykové stěny proto vede k aplikaci iteračního výpočtu. Dalším z cílů práce bylo vytvořit postup výpočtu smykových stěn pro vícepodlažní budovy, který by objektivněji odpovídal reálnému působení uvažovaných konstrukcí ve srovnání se stávajícími zjednodušenými metodami. Nový výpočtový model s dolním odhadem smykové kapacity, odvozený na základě plastické metody, byl úspěšně odzkoušen v parametrické studii a porovnáván s dosaženými výsledky dostupných laboratorních experimentů. Následná analýza prokázala, že smyková kapacita výztužné stěny stanovená pomocí nové metody, je srovnatelná s výsledky získanými za použití tradičních postupů s iteračním procesem a díky snadné aplikaci může být tato metoda přínosnou alternativou pro technickou praxi. Součástí práce byla realizace a vyhodnocení experimentálního programu na panelech skutečné velikosti, kde byl analyzován vliv mezer (spar) mezi panely opláštění, jak je doporučováno jejich výrobci. Nastavení experimentálního programu umožnilo ověřit rozdíl ve smykové kapacitě sestav s mezerami a bez mezer mezi panely opláštění. Závěry vyplývající z vyhodnocení potvrdily vhodnost nového výpočtového modelu výztužné kapacity stěny a také, že mezery prováděné v praxi mezi jednotlivými panely opláštění nemají podstatný vliv na výslednou únosnost a tuhost plně ani částečně vetknutých stěn.