Course detail

Metal and Timber Structures 2

FAST-BOA102-KAcad. year: 2026/2027

Overview of the historical development, fields of application in building structures, and future development prospects of timber structures. Properties of timber and wood-based materials with regard to their use in building structures.

Materials used in timber structures and the use of steel in structural systems.

Fundamental principles of the design of timber and steel structures. Structural limit states. Principles for the design of members and components of timber and steel structures.

Design of member-type structural elements in timber structures. Differences between the design of timber and steel members.

Joints and connections in timber structures. Differences between the design of joints and connections in timber and steel structures.

Design of basic types of traditional carpentry joints and mechanical connections in timber structures.

Structural systems of buildings with load-bearing timber structures (timber-frame systems, post-and-beam systems, panel systems, log and timber-block construction): structural arrangement, basic construction details, and the use of steel in joints and connections.

Roof structures – flat and pitched roofs: roof types, structural arrangement, and basic construction details.

Structural systems of multi-storey panel and modular buildings: structural arrangement and basic construction details.

Column and arch structural systems in timber and steel.

Manufacture, erection, protection and maintenance of timber structures and timber–steel composite structures.

Defects, failures and rehabilitation of timber structures.

Language of instruction

Czech

Number of ECTS credits

5

Mode of study

Not applicable.

Guarantor

doc. Ing. Milan Šmak, Ph.D.

Department

Institute of Metal and Timber Structures (KDK)

Entry knowledge

Mathematics 1; Mathematics 2; Structural Mechanics 1; Structural Mechanics 2; Construtions and Transport Buildings; Metal and Timber Structures 1; Strength of Materials.

Rules for evaluation and completion of the course

The course is completed by a written examination, which the student may take after obtaining the course credit. The course credit is awarded upon successful completion of the assigned individual practical tasks/project.

Aims

Professional Knowledge

  • The student will gain an overview of the materials used in load-bearing timber structures and their properties; learn the fundamental principles and methods for the design and verification of selected basic types of load-bearing timber structures, including structural members, connections and construction details; and gain an overview of the structural systems and arrangements of the basic types of load-bearing timber structures used in buildings and roof structures.

Professional Skills

  • The student is able to independently design and verify basic types of connections in timber structures. The student is able to design and verify load-bearing timber members subjected to basic types of loading and, where applicable, their combinations. The student is also able to independently design and verify structural members with due consideration of possible stability failure, including buckling and lateral-torsional buckling.

Competences

  • The student is able to independently solve basic timber-structure design tasks for buildings, particularly the design and verification of structural members with solid cross-sections and their characteristic construction details.

Study aids

Required Literature:

[1] Larsen, H., Enjily, V.: Practical design of timber structures to Eurocode 5, London, Thomas Telford Limited, 2009, ISBN 978-0-7277-3609-3

[2] Kermani, A.; Porteous, J: Structural Timber Design to Eurocode 5. Wiley and Sons 2013 ISBN 978-0-470-67500-7

[3] Design of timber structures – Volume 1: Structural aspects of timber construction, Stockholm: Swedish Forest Industries Federation, 2022. ISBN 978-91-985212-5-2.

[4] Farzad Hejazi, Steel structures design based on Eurocode 3, Singapore: Springer 2018, ISBN 978-981-10-8835-3

Supplementary literature:

[1] EN 1995-1-1 Eurocode 5: Design of timber structures – Part 1-1: General rules and rules for buildings. Brussels: European Committee for Standardization (CEN)

[2] EN 1993-1-1 Eurocode 3: Design of steel structures – Part 1-1: General rules and rules for buildings. Brussels: European Committee for Standardization (CEN)

[3] Design of timber structures – Volume 2: Rules and formulas according to Eurocode 5. Stockholm: Swedish Forest Industries Federation, 2022. ISBN 978-91-985212-6-9

[4] Design of timber structures – Volume 3: Examples. Stockholm: Swedish Forest Industries Federation, 2022. ISBN 978-91-985212-7-6

Prerequisites and corequisites

Not applicable.

Basic literature

Farzad Hejazi, Steel structures design based on Eurocode 3, Singapore: Springer 2018, ISBN 978-981-10-8835-3 (EN)
Kermani, A.; Porteous, J: Structural Timber Design to Eurocode 5. Wiley and Sons 2013 ISBN 978-0-470-67500-7 (EN)
Kuklík, P.; Kuklíková A.: Navrhování dřevěných konstrukcí. IC ČKAIT 2010, ISBN 978-80-87093-88-7 (CS)
Larsen, H., Enjily, V.: Practical design of timber structures to Eurocode 5, London, Thomas Telford Limited, 2009, ISBN 978-0-7277-3609-3 (EN)

Recommended reading

ČSN EN 1993-1-1 Eurokód 3: Navrhování ocelových konstrukcí – Část 1-1: Obecná pravidla – Společná pravidla a pravidla pro pozemní stavby (CS)
ČSN EN 1995-1-1 Eurokód 5: Navrhování dřevěných konstrukcí – Část 1-1: Obecná pravidla – Společná pravidla a pravidla pro pozemní stavby (CS)
Kolb, J. Dřevostavby. Grada Publishing, a.s. Praha 2008. 320 str. ISBN 978-80-247-2275-7 (CS)

Classification of course in study plans

  • Programme BKC-SIS Bachelor's 3 year of study, winter semester, compulsory, fundamental theoretical courses of the profile core

Type of course unit

 

Guided consultation in combined form of studies

14 hours, optionally

Teacher / Lecturer

doc. Ing. Milan Šmak, Ph.D.

Syllabus

Hlavní témata

  • Přehled vývoje, oblasti použití v konstrukcích pozemních staveb a perspektivy rozvoje dřevěných konstrukcí. Vlastnosti dřeva a materiálů na bázi dřeva z hlediska použití ve stavebních konstrukcích.
  • Materiály pro dřevěné konstrukce.
  • Základní principy navrhování konstrukcí ze dřeva a oceli. Mezní stavy konstrukcí. Zásady navrhování prvků a dílců dřevěných konstrukcí ze dřeva a oceli.
  • Navrhování a posuzování prutových prvků dřevěných konstrukcí. Rozdíly navrhování prutových prvků ze dřeva a oceli.
  • Spoje a přípoje prvků dřevěných konstrukcí. Rozdíly navrhování spojů a přípojů prvků ze dřeva a oceli.
  • Navrhování a posuzování základních typů tesařských a mechanických spojů prvků dřevěných konstrukcí.
  • Konstrukční systémy objektů s nosnou dřevěnou konstrukcí 1 (sloupková soustava, skeletová soustava): konstrukční uspořádání, základní konstrukční detaily.
  • Konstrukční systémy objektů s nosnou dřevěnou konstrukcí 2 (panelové systémy, srubové a roubené stavby): konstrukční uspořádání, základní konstrukční detaily.
  • Konstrukce zastřešení – ploché a sklonité střechy: typy zastřešení, uspořádání, základní konstrukční detaily.
  • Konstrukce vícepodlažních panelových a modulárních budov: konstrukční uspořádání, základní konstrukční detaily.
  • Sloupové a obloukové konstrukční soustavy ze dřeva a oceli.
  • Výroba, montáž, ochrana a údržba dřevěných konstrukcí.
  • Vady, poruchy a sanace dřevěných konstrukcí.

Individual preparation for an ending of the course

50 hours, optionally

Teacher / Lecturer

doc. Ing. Milan Šmak, Ph.D.

Self-study

66 hours, optionally

Teacher / Lecturer

doc. Ing. Milan Šmak, Ph.D.