Detail předmětu

Metal and Timber Structures 1

FAST-BOA101-AAk. rok: 2026/2027

  • Materiály pro ocelové a dřevěné konstrukce. Vlastnosti, tepelné zpracování, hutní výrobky, oblasti použití.
  • Základní principy navrhování ocelových a dřevěných konstrukcí. Spolehlivost ocelových a dřevěných konstrukcí. Základní případy namáhání ve vztahu k normativním dokumentům. Zatřídění průřezů a jeho význam.
  • Spoje ocelových konstrukcí – charakteristika a dělení spojů ocelových konstrukcí.
  • Svarové, šroubové a čepové spoje ocelových konstrukcí. Typy svarů, druhy šroubových spojů, třecí spoje.
  • Prosté a složené kroucení otevřených a uzavřených průřezů.
  • Vzpěr tlačených prutů celistvých průřezů.
  • Ztráta příčné a torzní stability ohýbaných prutů. Kombinace namáhání.
  • Dispoziční uspořádání halových staveb z oceli a dřeva.
  • Střešní konstrukce, skladba, střešní plášť, vaznice, vazníky, ztužidla.
  • Detaily střešních konstrukcí, styčníky, spoje uzavřených dutých průřezů, uložení vazníků, montážní spoje.
  • Systémy příčných vazeb halových staveb. Rozdělení, typy příčných vazeb, konstrukční řešení.
  • Detaily konstrukčních řešení vybraných typů příčných vazeb.
  • Prostorová tuhost nosného systému, význam, funkce a uspořádání ztužidel

Jazyk výuky

angličtina

Počet kreditů

5

Garant předmětu

doc. Ing. Jan Barnat, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav kovových a dřevěných konstrukcí (KDK)

Vstupní znalosti

  • Základy vysokoškolské matematiky a fyziky
  • Základy stavební mechaniky
  • Základní znalosti z pružnosti a pevnosti
  • Základní přehled typů konstrukcí a dopravních staveb

Způsob zakončení předmětu a pravidla hodnocení studentů

Přednášky:

  • Účast na přednáškách není povinná, ale je doporučená.
  • Předmět je zakončen písemnou zkouškou.
  • Podmínkou připuštění ke zkoušce je úspěšné absolvování cvičení (získání zápočtu).
  • Úspěšné složení zkoušky vyžaduje dobré znalosti a celkové porozumění probírané problematice.

Cvičení:

  • Účast na cvičeních je povinná.
  • Zápočet je udělen po úspěšném splnění zadaných individuálních praktických úloh a/nebo projektu.

Učební cíle

Odborné znalosti

  • Student se naučí základní principy a metody navrhování nosných prvků kovových a dřevěných konstrukcí. Dále nastuduje postupy a procedury navrhování reálných nosných konstrukčních prvků a dílců ve smyslu standardizovaných evropských dokumentů.

Odborné dovednosti

  • Student je schopen samostatně navrhnout a posoudit základní typy spojů ocelových konstrukcí. Student je schopen navrhnout a posoudit pruty celistvých ocelových průřezů v návaznosti na základní případy namáhání, případně jejich kombinace. Student také zvládá samostatně navrhnout a posoudit pruty celistvých ocelových průřezů s vlivy globálních stabilitních problémů jako jsou vzpěr a klopení.

Způsobilosti

  • Student je schopen samostatně řešit základní úlohy projektování ocelových konstrukcí pozemních staveb z pohledu navrhování prutů celistvých průřezů a jejich charakteristických detailů. Po absolvování kurzu je způsobilý dále se vzdělávat v pokročilých problémech navrhování náročnějších ocelových konstrukcí.

Studijní opory

Povinná literatura:

[1] Ferjenčík, P., Schun, J., Melcher, J. a kol.: Navrhovanie oceľových konštrukcií, ALFA Bratislava, 1986

[2] Marek, P.: Kovové konstrukce pozemních staveb, Praha : SNTL ; Bratislava : Alfa, 1985

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

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

 

Doplňková literatura:

[1] ČSN EN 1993-1-1 Ed.2 (731401) Eurokód 3: Navrhování ocelových konstrukcí – Část 1-1: Obecná pravidla a pravidla pro pozemní stavby, Úřad pro technickou normalizaci, metrologii a státní zkušebnictví

[2] ČSN EN 1993-1-8 Ed.2 (731401) Eurokód 3: Navrhování ocelových konstrukcí - Část 1-8: Navrhování styčníků, Úřad pro technickou normalizaci, metrologii a státní zkušebnictví

[3] ČSN EN 1995-1-1 (731701): Eurokód 5: Navrhování dřevěných konstrukcí – Část 1-1: Obecná pravidla – Společná pravidla a pravidla pro pozemní stavby. Praha: Úřad pro technickou normalizaci, metrologii a státní zkušebnictví.

Poznámka:

Všechny položky z povinné a doplňkové literatury jsou dostupné buď v Knihovnickém informačním centru (KIC) FAST VUT v Brně (týká se knižních publikací), nebo online na http://csnonline.agentura-cas.cz/ (týká se normy ČSN).

Základní literatura

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)
Simões da Silva, L., Simões, R., & Gervásio, H. (2010). Design of Steel Structures: Eurocode 3 – Design of Steel Structures. Part 1-1: General Rules and Rules for Buildings. Brussels: ECCS – European Convention for Constructional Steelwork. (EN)
Trahair, N. S., Bradford, M. A., Nethercot, D., & Gardner, L. (2008). The Behaviour and Design of Steel Structures to EC3 (4th ed.). Boca Raton: CRC Press. (EN)

Doporučená literatura

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), 2014 (EN)
EN 1993-1-8: Eurocode 3: Design of steel structures – Part 1-8: Design of joints. Brussels: European Committee for Standardization (CEN), 2014. (EN)
EN 1995-1-1: Eurocode 5: Design of timber structures – Part 1-1: General – Common rules and rules for buildings Brussels: European Committee for Standardization (CEN), 2008. (EN)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program BPA-SIS bakalářský 2 ročník, letní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Jan Barnat, Ph.D.

Osnova

  1. Materials for steel and timber structures, product assortments and application areas.
  2. Basic principles of design of steel and timber structures. Reliability of steel structures. Basic stress types in relation to normative documents. Classification of cross-sections and its importance.
  3. Connections in steel structures - characteristics and classification.
  4. Welded, bolted and pinned connections of steel structures. Types of welds, types of bolted joints.
  5. Saint-Vénant torsion and mixed torsion of thin-walled members.
  6. Buckling resistance of compression members.
  7. Lateral and torsional buckling of bended members, stress combinations.
  8. Structural disposition of steel and timber hall buildings.
  9. Steel roof structures, purlins, rafters, trusses.
  10. Details of steel roof structures, joints, connection of hollow sections, assembly joints, bearings.
  11. Transversal bearing systems of steel halls.
  12. Details of load bearing systems of steel halls.
  13. Structural stiffness of the load-bearing system, importance, function and arrangement of bracings.

Cvičení

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Jan Barnat, Ph.D.

Osnova

  1. Material properties Classification of cross-sections and its importance and meanings.
  2. Basic stress types – tension, compression, shear, bending. Elastic and Plastic behaviour.
  3. Connections in steel structures – Bolted joints, characteristics, categories of bolted joints.
  4. Connections in steel structures – Principles of design of bolted joints – examples.
  5. Connections in steel structures – Welded joints, characteristics, production and types of welds.
  6. Connections in steel structures – Principles of design of welded joints – examples.
  7. Buckling resistance of steel compressed members.
  8. Lateral-torsional buckling of bended steel members.
  9. Combination of stresses, Combination of stability problems.
  10. Roof structure – Assignment of tutorial project, structural disposition, definition of loads.
  11. Roof structure –Roof sheeting, design of purlin.
  12. Roof structure – Design of truss members, solution of selected connections.
  13. Roof structure – Design of steel roof bracings, drawings..

Samostudium

30 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Jan Barnat, Ph.D.

Individuální příprava na ukončení

48 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Jan Barnat, Ph.D.