Přístupnostní navigace
E-přihláška
Vyhledávání Vyhledat Zavřít
studijní program
Fakulta: FASTZkratka: DKC-KAk. rok: 2022/2023
Typ studijního programu: doktorský
Kód studijního programu: P0732D260022
Udělovaný titul: Ph.D.
Jazyk výuky: čeština
Akreditace: 8.10.2019 - 8.10.2029
Forma studia
Kombinované studium
Standardní doba studia
4 roky
Garant programu
prof. Ing. Marcela Karmazínová, CSc.
Oborová rada
Předseda :prof. Ing. Marcela Karmazínová, CSc.Člen interní :prof. Ing. Zbyněk Keršner, CSc.doc. Ing. Lumír Miča, Ph.D.doc. Ing. Ivana Laníková, Ph.D.prof. Ing. Leonard Hobst, CSc.prof. Ing. Drahomír Novák, DrSc.prof. RNDr. Ing. Petr Štěpánek, CSc., dr. h. c.prof. Dr.techn. Ing. Michal Varausdoc. Ing. Otto Plášek, Ph.D.Člen externí :Ing. Mojmír Nejezchlebprof. Ing. Stanislav Vejvoda, CSc.
Oblasti vzdělávání
Cíle studia
Cílem studia doktorského studijního programu Konstrukce a dopravní stavby je poskytnout vynikajícím absolventům magisterského studia specializované nejvyšší univerzitní vzdělání a vědeckou přípravu ve vybraných aktuálních oblastech oboru, zejména v oblasti mechaniky nosných stavebních konstrukcí, konstrukcí betonových, zděných, kompozitních, kovových, dřevěných, dále v oblasti geotechniky, stavebního zkušebnictví a diagnostiky nosných stavebních konstrukcí a rovněž v oblastech dopravních staveb pozemních komunikací a železničních konstrukcí a staveb. Studium je zaměřeno na komplexní vědeckou přípravu, metodiku samostatné vědecké práce a na rozvoj poznání v oblasti teorie nosných stavebních konstrukcí, inženýrských konstrukcí a konstrukcí dopravních staveb s tím, že jako základní disciplíny jsou prezentovány oblasti mechaniky nosných konstrukcí inženýrských a dopravních staveb včetně odpovídající materiálové základny. Vědecká příprava v tomto studijním programu je založena na zvládnutí výchozích teoretických disciplín přírodovědného základu a teoretických a vědních disciplín příslušného zaměření. Cílem studia je rovněž zapojení posluchačů do přípravy a řešení národních a mezinárodních vědeckovýzkumných projektů, prezentace dosažených výsledků na národní i mezinárodní úrovni a jejich publikování jak v odborných a vědeckých zahraničních i tuzemských časopisech, tak na vědeckých a odborných konferencích. Během studia získává student nejen nové teoretické poznatky, ale též vlastní zkušenosti z experimentálních činností a nezbytné praktické poznatky rovněž díky úzké spolupráci se stavební praxí jak v oblasti projektování a navrhování, tak v oblasti realizace nosných stavebních konstrukcí, jakož i díky absolvování zahraniční stáže na spolupracující zahraniční univerzitě či výzkumné instituci, případně pracovní stáže na jiném odborném pracovišti.
Profil absolventa
Absolvent doktorského studijního programu Konstrukce a dopravní stavby bude připraven k tvůrčí činnosti v oblasti vědy, výzkumu, vývoje a inovací, a to samostatně i v týmech na národní i mezinárodní úrovni. V průběhu studia v doktorském studijním programu získá a osvojí si hluboké znalosti a vědomosti z teoretických i odborných disciplín, získá nejen nové teoretické poznatky, ale i nové vlastní zkušenosti, a osvojí si nezbytné návyky pro samostatné vědecké bádání a tvůrčí činnost v oblasti výzkumu a vývoje při řešení aktuálních vědeckých problémů a otázek vyplývajících z požadavků praxe. Po úspěšném absolvování nejvyššího stupně vysokoškolského studia v doktorském studijním programu Konstrukce a dopravní stavby bude absolvent schopen získané poznatky a úroveň poznání v oboru dále prohlubovat a vědomosti i vědecké přístupy úspěšně využívat při řešení teoretických i praktických úkolů. Vědecká příprava je orientována na následující základní odborná zaměření: Mechanika nosných konstrukcí; Konstrukce betonové a zděné; Konstrukce kovové, dřevěné a kompozitní; Geotechnika; Experimentální technika a zkušebnictví; Pozemní komunikace; Železniční konstrukce a stavby. Absolvent studia se uplatní především na výzkumných a vývojových pracovištích, v projekčních organizacích, v orgánech státní správy, přičemž zkušenosti nabyté během pedagogické praxe v rámci studia doktorského studijního programu může uplatnit i ve školství v akademické sféře nebo v jiných institucích vzdělávacího či výzkumného zaměření. Absolvování doktorského studijního programu je též nezbytným předstupněm pro případný další kariérní a profesní akademický růst absolventa.
Charakteristika profesí
Doktorské studijní programy jsou primárně cíleny na uplatnění absolventů v oblasti vědy a výzkumu, což je mj. zakotveno v cílech studia, výstupech učení a profilu absolventa. Z toho vyplývá uplatnění absolventů zejména v organizacích, institucích a firmách, které se v rámci své činnosti zabývají výzkumnými a vývojovými aktivitami. Jedná se tedy především o výzkumné organizace, jejichž hlavní činností je výzkum a vývoj, ale i subjekty stavební praxe, tj. firmy, u nichž výzkum a vývoj je jednou ze součástí celého spektra činností vedle běžně realizovaných činností, jako je výroba a realizace. Řada realizačních firem v současné době vytváří podporu i pro vlastní výzkum a vývoj, neboť tím v silně konkurenčním prostředí mohou posílit svoji pozici, konkurenceschopnost a uplatnitelnost na trhu. V tomto ohledu v posledním období roste poptávka po odbornících mladší generace se schopností samostatné tvůrčí vědecké práce, se znalostmi a přehledem o nových moderních trendech nejen přímo ve své odbornosti, ale i znalostmi souvisejících odborností a činností, např. v oblasti PC modelování, simulací, experimentálních metodách a postupech. V neposlední řadě má absolvent možnost uplatnit se v akademické sféře, která v sobě zahrnuje spojení vědeckovýzkumné práce a vzdělávací činnosti. Absolventi se tedy mohou uplatnit zejména ve výzkumných organizacích i firmách stavební praxe v rámci související vývojové a inovační činnosti, ve vzdělávacích institucích, především ve vysokoškolské sféře, která jim poskytuje i možnost dalšího osobnostního i kariérního rozvoje a profesního akademického růstu. Zkušenosti navíc ukazují, že absolventi doktorských studijních programů se velmi dobře uplatňují v organizacích uvedených typů nejen v rámci České republiky, ale i v zahraničí, což v plné míře platí i pro absolventy v oboru Konstrukce a dopravní stavby. Absolvování doktorského studijního programu dává absolventům i velmi dobré předpoklady pro uplatnění např. v projekčních organizacích či státní správě na vyšších profesních a manažerských pozicích.
Podmínky splnění
Splnění předmětů individuálního studijního plánu, úspěšné vykonání státní doktorské zkoušky, zahraniční praxe, příslušná tvůrčí činnost a úspěšná obhajoba disertační práce.
Vytváření studijních plánů
Pravidla a podmínky pro tvorbu studijních plánů studijních programů uskutečňovaných na Fakultě stavební VUT vymezuje: Řád studijních programů VUT (www.vutbr.cz/uredni-deska/vnitrni-predpisy-a-dokumenty), který podle čl. 1, odst. 1 písmene: c) vymezuje procesy vzniku, schvalování a změn návrhů studijních programů před jejich předložením k akreditaci Národnímu akreditačnímu úřadu pro vysoké školství, d) stanovuje formální náležitosti studijních programů a studijních předmětů, e) vymezuje povinnosti garantů studijních programů a garantů předmětů, f) vymezuje standardy studijních programů na VUT, g) vymezuje principy zajišťování kvality studijních programů. Studijní a zkušební řád Vysokého učení technického v Brně (www.vutbr.cz/uredni-deska/vnitrni-predpisy-a-dokumenty) Podrobnosti podmínek pro studium na Fakultě stavební VUT v Brně upravuje Směrnice děkana Pro uskutečňování doktorských studijních programů v prezenční formě studia na Fakultě stavební Vysokého učení technického v Brně (www.fce.vutbr.cz/studium/predpisy/normy.asp?kategorie_id=56) Studium doktoranda probíhá podle individuálního studijního plánu, který zpracuje v úvodu studia školitel ve spolupráci s doktorandem. Individuální studijní plán je pro doktoranda závazný. Jsou v něm specifikovány všechny povinnosti stanovené v souladu se Studijním a zkušebním řádem VUT, které musí doktorand k úspěšnému ukončení studia splnit. Během prvních tří semestrů skládá doktorand zkoušky z povinných, povinně volitelných příp. volitelných předmětů a současně se intenzivně zabývá vlastním studiem a analýzou poznatků v oboru stanoveném tématem disertační práce a průběžným publikováním takto získaných poznatků a vlastních výsledků. V dalších semestrech se doktorand již více soustřeďuje na výzkum a vývoj, který souvisí s tématem disertační práce, na publikování výsledků své tvůrčí práce a na vlastní zpracování disertační práce. Do konce pátého semestru skládá doktorand státní doktorskou zkoušku. Doktorand je také zapojen do pedagogické činnosti, která je součástí jeho vědecké přípravy. Součástí individuálního studijního plánu jsou v jednotlivých ročnících vědecké výstupy: - pravidelná publikační aktivita (Juniorstav a podobné), - účast na vědeckých konferencích v tuzemsku i v zahraniční, - pro obhajobu DZP nutno publikovat – min. 2x Scopus nebo 1x WOS s impakt faktorem.
Dostupnost pro zdravotně postižené
Na Fakultě stavební VUT je v současné době zajištěn bezbariérový přístup do všech výukových místností. Studenti však musí být zdravotně způsobilí pro získání kvalifikace stavebního inženýra. Při prakticky orientované laboratorní výuce musí být schopni samostatné obsluhy měřicích přístrojů a obdobného laboratorního vybavení, aniž by tím ohrožovali sebe nebo své okolí. VUT poskytuje podporu studentům se specifickými potřebami, podrobnosti jsou uvedeny ve Směrnici č. 11/2017 (www.vutbr.cz/uredni-deska/vnitrni-predpisy-a-dokumenty/-d141841/uplne-zneni-smernice-c-11-2017-p147551). K podpoře zajištění rovného přístupu k vysokoškolskému vzdělání má VUT v organizační struktuře začleněno Poradenské centrum „Alfons“, které je součástí Institutu celoživotního vzdělávání VUT a jeho posláním je poskytovat poradenství a podpůrné služby uchazečům a studentům se specifickými vzdělávacími potřebami. Specifickými vzdělávacími potřebami se rozumí poruchy učení, fyzický a smyslový handicap, chronické somatické onemocnění, poruchy autistického spektra, narušené komunikační schopnosti a psychické onemocnění (alfons.vutbr.cz/o-nas). Studentům jsou poskytovány informace týkající se přístupnosti studijních programů vzhledem ke specifickým potřebám uchazeče, informace o architektonické přístupnosti jednotlivých fakult a součástí univerzity, o možnostech ubytování na kolejích VUT, o možnostech adaptace přijímacího řízení a adaptaci samotného studia. K dalším službám centra pro studenty se specifickými vzdělávacími potřebami pak také patří tlumočnický a přepisovatelský servis, či asistenční služby – průvodcovské, prostorové orientace s cílem umožnit těmto studentům především prokázat své dovednosti a znalosti stejně jako ostatní studenti. Děje se tak prostřednictvím tzv. adaptace studia, tedy vhodnou úpravou studijního režimu, což však nelze chápat jako zjednodušení obsahu studia či úlevy studijních povinností.
Návaznost na další typy studijních programů
Doktorský studijní program Konstrukce a dopravní stavby navazuje na navazující magisterský studijní program Stavební inženýrství, zejm. na studijní obor Konstrukce a dopravní stavby, příp. i na další studijní obory a sesterské navazující magisterské studijní programy. Po akreditaci navazujícího magisterského studijního programu Stavební inženýrství – konstrukce a dopravní stavby na tento program.
Vypsaná témata doktorského studijního programu
Provést únavové experimenty na vybraných termoplastových svarových spojích. Vytvořit vhodné numerické modely v programovém systému ANSYS. Vytvořit metodiku pro navrhování a posuzování termoplastových svarových spojů na únavu.
Školitel: Gratza Roman, Ing., Ph.D.
Jedním ze základních prvků získání informací o materiálu či konstrukci je měření. Důležtou součástí je správné vyhodnocení získaných dat. Při vyhodnocení velkých objemů dat je vhodné použít také méně tradiční metody. Měření mohou obsahovat dlouhé časové řetězce dat. Základní popis probíhá obvukle statistikou v časové oblasti. Důležité informace, lze také získat v oblasti frekvenční či časově frekvenční. Cílem je zpracování některých postupů dv programovém prostředí Matlab příp. VBA Excel.
Školitel: Pazdera Luboš, prof. Ing., CSc.
Téma zahrnuje vývoj a aplikaci nových postupů v problematice sběru dat o dopravních konstrukcích a stavbách včetně jejich dopravních charakteristik. Téma je orientováno na různé druhy dopravy, silniční, železniční, leteckou, vodní, speciální nebo více druhů současně. Předpokládá se orientace na dopravní vztahy, na kapacitu a vytíženost konkrétních dopravních cest, na rychlost přepravy či rychlost jízdy či zdržení, na obsazenost (vytíženost) dopravních prostředků nebo na parkování a odstavování dopravních prostředků, případně na tarifní politiku a jiné motivační faktory. Téma předpokládá orientaci jak na metody automatického sběru dat pomocí detektorů, tak na využití pokročilých metod matematické analýzy včetně metod strojového učení a umělé inteligence.
Školitel: Smutný Jaroslav, prof. Ing., Dr.
Disertant bude mít za cíl pochopit a popsat procesy únavového poškození v cementovém kompozitu, kterému se u těchto materiálu věnuje méně pozornosti než je tomu u kovových slitin. Téma se zabývá numerickou a experimentální analýzou lomových a únavových vlastností tohoto kompozitu vyrobeného se zohledněním různých druhů kameniva. Dále bude analyzována vnitřní struktura, meso-struktura kompozitu a její vliv na iniciaci a šíření únavových trhlin. Numerické simulace pak budou provedeny v softwaru konečných prvků se zohledněním náhodné meso-struktury takovéhoto kompozitu s implementací kohezních prvků či nelineárního materiálového modelu. Tyto simulace budou probíhat jak ve 2D tak i ve 3D. Experimentální měření bude zahrnovat lomové a únavové zkoušky na tomto kompozitním materiálu obsahujícím různé typy kameniva (oblázky nebo recykláty).
Školitel: Seitl Stanislav, doc. Ing., Ph.D.
Téma je zaměřeno na statickou analýzu stability bezstykové koleje v obloucích malého poloměru. Cílem tématu je prohloubit znalosti o chování bezstykové koleje při teplotním zatížení a zatížení provozem v obloucích o poloměru 250 m a menším. Studován bude vliv nelineárních charakteristik koleje, zejména příčného a podélného odporu, imperfekcí geometrických parametrů na stabilitu bezstykové koleje.
Školitel: Plášek Otto, doc. Ing., Ph.D.
Téma předpokládá práci na rozvoji simulačních metod pro reprezentaci fyzikálních procesů v heterogenních materiálech. Modely budou zaměřeny především na materiály s neuspořádanou vnitřní strukturou, které mají značný význam pro praxi (beton a příbuzné kompozity). Fyzikální procesy mají být především lom, transportní jevy a odpověď na únavové zatěžování.
Školitel: Vořechovský Miroslav, prof. Ing., Ph.D.
Organická i anorganická vlákna z odpadových surovin mohou najít smysluplné uplatnění v konstrukčních vláknobetonech s těženým kamenivem i betonovým recyklátem. Porovnání fyzikálně-mechanických a trvanlivostních charakteristik vláknobetonů bez i při zatížení přispěje k odhadu životnosti a duktilitního chování vláknobetonů různých formulací.
Školitel: Stehlík Michal, doc. Ing., Ph.D.
Podstatou tématu je návrh a vývoj moderního monitorovacího systému pro měření dynamických účinků působících na železniční svršek při průjezdu vlakových souprav, hodnocení jeho aktuálního stavu a pro hodnocení efektivity údržbových prací v průběhu životního cyklu. Téma zahrnuje vytvoření „chytrého“ modulárního systému sběru základních dat a sady příslušných algoritmů, který umožní získávat informace o stavu železničních tratí a jejich komponent v reálném čase, přenášet a ukládat je do vytvořeného informačního systému k následujícímu použití pro potřeby výrobců, státní správy, projekci, výzkum apod. Práce budou realizovány na současné platformě na ústavu existující měřicí techniky.
Stavební vláknové kompozity jsem moderní materiály s rozšiřujícím se uplatněním. Pro jejich konstrukční použití je nezbytné řešit a odhadovat jejich životnost. Moderní numerické metody, zejména XFEM (rozšířená metoda konečných prvků, z anglického názvu eXtended Finite Element Method), se k tomu zdají být vhodným nástrojem. Kritickým momentem je realistický popis rozložení napětí před koncentrátorem napětí.
Školitel: Vala Jiří, prof. Ing., CSc.
Cílem studia je i) vývoj a implementace různých možností modelování zemního masivu, ii) řešení pomocí linearizace odezvy podloží do rozhraní s konstrukcí, případně pomocí modelování objemovými prvky, iii) algoritmizace a implementace pokročilých materiálových modelů zemin a skalních hornin.
Téma je zaměřeno na studium mechanických jevů v konstrukci koleje, zahrnuje statické a dynamické analýzy konstrukce koleje s ohledem na digitalizaci diagnostiky a monitoringu železničních staveb - konstrukcí železničního svršku a spodku. Téma je zaměřeno na prohloubení poznatků o chování železničních staveb za provozu, rozvoj autonomních systémů snímaní veličin a jejich hodnocení při použití technologií umělé inteligence, v návaznosti na systém prediktivní údržby.
Téma je zaměřeno na navrhování železničních stanic respektujících aktuální potřeby provozu, včetně zapojení do integrovaných dopravních systémů a zvýšených nároků na bezpečnost, intenzitu provozu a interoperabilitu železničního systému.
Školitel: Svoboda Richard, Ing., Ph.D.
Disertační práce je zaměřena na problematiku skutečného chování a metod navrhování nosných konstrukčních prvků a dílců na bázi dřeva.
Školitel: Šmak Milan, doc. Ing., Ph.D.
Téma předpokládá práci na rozvoji simulačních a aproximačních metod pro analýzy problémů s náhodnými veličinami. Základem je rozvoj vylepšených metod typu Monte Carlo.
Téma je zaměřeno na rozvoj ojíždění kolejnic na železničních tratích v obloucích malých poloměrů v souvislosti s dalšími parametry konstrukčního a geometrického uspořádání koleje Zkoumány budou provozní vlivy, zejména řazení lokomotivy do vlaku a brzdění rekuperací. Sledován bude dále vliv parametrů ovlivňující dynamické vlastnosti konstrukce koleje, zejména mostů, tunelů a železničních přejezdů.
Cílem dieertační práce je optimalizace parametrů, které mají vliv na návrh směrových oblouků na pozemních komunikacích. Jedná se především o vztah mezi návrhovou rychlostí a reálnou jízdní rychlostí v závislosti na konstrukčních prvcích oblouku jako je poloměr, sklon nebo středový úhel směrového oblouku. Dále je nutné prověřit vztah těchto prvků k reálně vzniklým nehodám a na základě zjištěných závěrů navrhnout změny s důrazem na zvýšení bezpečnosti. Získané poznatky budou podkladem pro změnu technických norem.
Školitel: Radimský Michal, Ing., Ph.D.
Cílem disertační práce je optimalizace parametrů, které mají vliv na návrh směrových oblouků na pozemních komunikacích. Jedná se především o vztah mezi návrhovou rychlostí a reálnou jízdní rychlostí v závislosti na konstrukčních prvcích oblouku jako je poloměr, sklon nebo středový úhel směrového oblouku. Dále je nutné prověřit vztah těchto prvků k reálně vzniklým nehodám a na základě zjištěných závěrů navrhnout změny s důrazem na zvýšení bezpečnosti. Získané poznatky budou podkladem pro změnu technických norem.
Popsání napěťově deformačního chování zemin představuje komplexní a náročný problém. Pro jeho vyřešení se vyvíjí a aplikují nové a stále složitější materiálové modely. Určitou nevýhodu tohoto trendu je nárůst počtu vstupních parametrů a někdy také požadavků na potřebné laboratorní zkoušky. Kalibrace hodnot těchto vstupních parametrů pak představuje časově náročný proces. Pro zvýšení efektivity tohoto procesu je možné použít optimalizačních technik. Aplikace takových metod je však v geotechnice pořád zřídkavá. Nejsou k dispozici komplexnější rozbory o výhodách a nevýhodách jednotlivých technik a jejich vhodná nastavení pro tak specifické odvětví. To poskytuje prostor pro výzkumnou činnost aplikovaného charakteru. V první části disertační práce bude proveden teoretický rozbor a srovnání optimalizačních technik. V druhé praktické části bude provedena algoritmizace vybraných postupů a propojení s matematickým modelováním. Bude zkoumána efektivita jednotlivých postupů, vliv jejich nastavení při zpětných numerických výpočtech různých typů úloh (simulovaný experiment, laboratorní zkouška, stavební konstrukce) a použití různých materiálových modelů.
Školitel: Chalmovský Juraj, Ing., Ph.D.
Studium a určování přetvárných vlastností horizontálně předpjatého zdiva. Měření na zdivu konstrukce a numerické modelování problému.
Školitel: Klusáček Ladislav, doc. Ing., CSc.
Práce bude zaměřena na měření reálných rychlostí vlaků v úsecích tratí, kde dochází ke změně traťové nebo návěstěné rychlosti, a porovnání těcho rychlostí s výstupy simulačních programů. Takto získaná data budou využita pro doporučení návrhu geometrických parametrů koleje.
Téma je věnováno tvorbě datových a informačních modelů liniových staveb včetně metodik plnění těchto modelů daty a sestavení analýz pro hodnocení stavu konstrukce v rámci životného cyklu. Současně je téma také věnováno problematice součinnosti a integrace BIM modelů do GIS včetně správy modelů v 3D prostorové databázi a jejich vizualizace.
Teoretická a experimentální analýza odolnosti ocelobetonových/dřevobetonových konstrukčních prvků/dílců/systémů z pokročilých materiálů s kvalitativně lepšími užitnými vlastnostmi (únosnost, tuhost, požární odolnost) a s využitím pokročilých technologií bude směřovat zejména ke zvýšení jejich spolehlivosti a hospodárnosti. Teoretická řešení budou vycházet z analytických metod a numerického modelování, které budou verifikovány pomocí experimentální analýzy.
Školitel: Karmazínová Marcela, prof. Ing., CSc.
Téma je zaměřeno na nelineární modelování betonových konstrukcí (např. mostů) s ohledem na nejistoty materiálu, zatížení a prostředí včetně časově závislé degradace.
Školitel: Novák Drahomír, prof. Ing., DrSc.
Novým trendem mezi stavebními materiály je použití nerezových/vysokopevnostních ocelí, u nichž je v současnosti nedostatek dlouhodobých pozorování procesů degradace konstrukčních vlastností. Testování těchto ocelí za různých podmínek prostředí (teploty) je klíčem ke spolehlivým předpovědím chování konstrukčních prvků (např. mostních), v reálných provozních podmínkách. Pomocí pokročilého integrovaného počítačově-experimentálního výzkumného programu se snažíme stavět na našich zkušenostech s modelováním konstrukcí z těchto oceli a přispět k lepšímu a hlubšímu pochopení spolehlivosti konstrukcí.
Téma disertační práce je zaměřeno na stabilitní problémy tenkostěnných, za studena tvářených ocelových Sigma profilů. Profily tvaru Sigma mají určitá specifika v jejich chování při distorzním vybočení, která nejsou ve všech svých aspektech zahrnuta v návrhových postupech ukotvených v platných evropských normách. Jedná se zejména o interakci chování okrajových výztuh pásnic a vnitřních výztuh stojiny (které jsou typické pro profily tvaru Sigma), která může potenciálně vést k nižším únosnostem při distorzním vybočení oproti únosnostem stanovených dle postupů uvedených v příslušných evropských normách, které jsou primárně určeny pro profily tvaru C a Z. Cílem disertační práce je podrobné zkoumání chování těchto specifických stabilitních problémů tenkostěnných Sigma profilů za účelem verifikace či upřesnění návrhových procedur pro tento konkrétní tvar příčného řezu tenkostěnných profilů.
Školitel: Horáček Martin, Ing., Ph.D.
Uvažování náhodné proměnlivosti a prostorové variability materiálových a geometrických vlastností konstrukcí ve výpočtových modelech pomocí náhodných veličin a náhodných polí.
Téma je zaměřeno na studium dynamického chování železničních tratí. Téma zahrnuje orientaci na železniční svršek a železniční spodek. Téma zahrnuje experiment i simulační postupy. V rámci simulací se předpokládá orientace na Metodu konečných prvků, v rámci experimentu pak na diagnostiku s využitím stacionárních stanovišť i měřicích vlakových souprav. Součástí tématu je také aplikace moderního matematického aparátu k hodnocení parametrů železničních tratí včetně metod umělé inteligence.
Téma je zaměřeno na hledání technologií opravných a údržbových prací, které povedou k minimalizaci omezení drážního provozu, spotřeby energií, vlivu na životní prostředí a nákladů životního cyklu.
Námětem práce je zkoumání mechanického chování zemin zatížených nejen mechaniky, ale i teplotně. Obsahem práce bude analyzovat vliv teploty na pevnost a stlačitelnost vybrané skupiny zemin. Budou se provádět labortaorní zkoušky a jejich zhodnocení.
Školitel: Miča Lumír, doc. Ing., Ph.D.
Působením mechanických, tepelných i dalších zatížení vzniká ve kvazikřehkých materiálech nevratné poškození a) soustavou mikrotrhlin, viditelných jako zóny poškození, b) vznikem a vývojem makrotrhlin až po destrukci materiálu. Cílem práce je návrh výpočtových nástrojů pro vystižení a), b) včetně jejich formální verifikace a praktické validace.
Pro kontrolu a diagnostiku železobetonových konstrukcí je velmi důležité objektivně zjistit jejich stav. Zde se uplatní v prvé řadě nedestruktivní metody, s jejichž pomocí lze bez poškození nosné konstrukce odhalit její kritická místa i skryté vady a poruchy. Pro kontrolu masivních konstrukcí, které jsou obvykle přístupné pouze z jedné strany, se jeví jako vysoce perspektivní metoda pulse – echo (ultrazvuková odrazová metoda). Téma je zaměřeno na teoretické aspekty metody pulse echo a dále na vytvoření metodiky měření a posuzování železobetonových konstrukcí pomocí této metody.
Školitel: Cikrle Petr, doc. Ing., Ph.D.
Téma zahrnuje vývoj a aplikaci nových postupů v problematice experimentální analýzy stavebních (drážních) konstrukcí. Předpokládá se orientace na moderní matematické postupy z oblasti časové a frekvenční analýzy ve spojení s metodami umělé inteligence. Součástí tématu je implementace těchto postupů v procesu ověřování nových železničních konstrukcí, včetně konstrukcí určených pro vyšší provozní rychlost.
V posledních letech se v důsledku nedostatku vhodných zemin pro zemní hráze začíná provádět jejich úpravy hydraulickými pojivy. V případě tohoto typu konstrukcí je důležité znát hydraulickou vodivost a mechanické vlastnosti zemin zabudovaných do hráze. Předmětem disertační práce je provedení rozsáhlé série laboratorních zkoušek za účelem zjištění změny koeficientu hydraulické vodivosti, stlačitelnosti a smykové pevnosti jílovitých zemin v čase pro různé úrovně zatížení.
Trvanlivost a spolehlivost konstrukcí patří k základním vlastnostem, které mohou mít výrazné ekonomické dopady. Téma se zaměřuje na poměrně novou tématiku – kombinaci účinku mechanického a environmentálního zatížení železobetonových konstrukcí a její vliv na trvanlivost a spolehlivost. Problematika trvanlivosti betonových konstrukcí v nabývá na významu, a to v souvislosti s trvale udržitelnou výstavbou, s otázkami nákladů životního cyklu staveb a s tzv. performance-based postupy navrhování konstrukcí. Rovněž výzkum a vývoj relevantních modelů a návrhových postupů není doposud ukončen; přitom se nejedná jen o kombinaci účinků zatížení s procesem karbonatace či prostupu chloridových iontů, nýbrž i o kombinace dalších degradačních účinků s mechanickým zatížením a také současného působení více degradačních procesů..
Školitel: Vymazal Tomáš, doc. Ing., Ph.D.
Trajektorie vozidla závisí na geometrických parametrech křižovatek, okružních křižovatek, retardérů a jiných objektů s velkým stupněm volnosti pro řidiče. Při rozvoji autonomních vozidel je žádoucí zabývat se postupy pro optimalizaci trajektorie. Na druhé straně geometrické parametry komunikací by měly odpovídat požadovaným nebo předpokládaným trajektoriím reálných vozidel.
Školitel: Holcner Petr, doc. Ing., Ph.D.
Téma je zaměřeno na stanovení struktury BIM modelu, stanovení postupů pro plnění BIM modelu daty a zpracování analýz vývoje stavu konstrukce na těchto datech.
Téma zahrnuje analýzu pravděpodobnostních a polo-pravděpodobnostních přístupů pro návrh betonových konstrukcí za použití nelineárních výpočtových metod metodou konečných prvků. Zahrnuje rovněž vývoj a aplikaci metod plochy odezvy a metod citlivostní analýzy.
V ČR se ročně vytřídí 100 000 tun skelného odpadu. Rozdrcením a vyčištěním odpadu vznikne skelný recyklát různé frakce. Jednou z možností aplikace je náhrada hrubé frakce kameniva betonu skelným recyklátem. Výsledky řady fyzikálně-mechanických a trvanlivostních testů bez i po aplikaci zatížení rozhodnou o možnosti užití betonů se skelným recyklátem a pomohou i se zhodnocením efektivity výroby.
Organická i anorganická vlákna z odpadních surovin mohou najít smysluplné uplatnění v konstručních vláknobetonech s těženým kamenivem i betonovým recyklátem. Porovnání fyzikálně-mechanických a trvanlivostních charakteristik vláknobetonů bez i při zatížení přispěje k odhadu životnosti a duktilitního chování vláknobetonů různých formulací.
Pro popis vlastností asfaltového pojiva se používá řada normových zkoušek, které zjišťují funkční vlastnosti (dotvarování a zotavení, procentuální zotavení, nevratná smyková poddajnost, modul tuhosti za ohybu, m-hodnota). Zároveň existují fyzikální modely, ve kterých se pro popis vlastností visko-elastických materiálů používají standardní fyzikální veličiny. Funkční vlastnosti přímo souvisejí s praktickými potřebami při stavbě. Fyzikální modely umožňují porozumění dějům a predikci chování materiálů. Je žádoucí hledat propojení mezi postupy opírajícími se o normy a o fyzikální modely. Z normových funkčních zkoušek lze najít parametry pro fyzikální modely a z fyzikálních modelů lze odhadovat funkční vlastnosti.
zděné, železobetonové a předpjaté kce, návaznost na projekty VaV řešené na ústavu BZK
Školitel: Štěpánek Petr, prof. RNDr. Ing., CSc., dr. h. c.
zděné, železobetonové a předpjaté kce, kompozitní výztuž, návaznost na projekty VaV řešené na ústavu BZK
Vzhledem ke snaze snižovat emise CO2 a zvyšovat udržitelnost betonu je nutné začít častěji používat cementy s nízkým podílem slínku. Použití těchto cementů však může mít negativní dopad na kvalitu betonu a především na jeho trvanlivostní vlastnosti. Smyslem návrhu betonu je optimalizace vstupních složek s důrazem na snižování emisí CO2 tak, aby bylo dosaženo rovnováhy mezi trvanlivostí, životností a udržitelností betonových konstrukcí.
Školitel: Kocáb Dalibor, Ing., Ph.D.
Dnešní doba přináší důraz na environmentální přístup i do oblasti stavebnictví. Klesající množství přírodních zdrojů přináší mimo jiné potřebu nalezení udržitelných zdrojů pro výrobu betonu. V posledních několika desetiletích bylo provedeno mnoho výzkumů o využití recyklovaného kameniva pro výrobu betonů. Nedávné výzkumy o snižování emisí CO2 ukazují, že použití recyklovaného kameniva je jednou z možností, jak zvýšit udržitelnost betonových konstrukcí.
Téma zahrnuje řešení skupiny vybraných problémů z oblasti akustiky v prostředí kolejové dopravy. První zahrnuje aplikaci metodiky CNOSSOS-EU a validaci hluku z kolejové dopravy při zpracování matematických modelů při řešení snižování škodlivého hluku. Druhá zahrnuje metody a postupy při snižování environmentálního hluku v městských aglomeracích od tramvajové dopravy i vlakové dopravy. Třetí je orientována na vliv povětrnostních podmínek na šíření zvukových vln od dopravy ve vnějším prostředí. Čtvrtá je orientována na sestavení a aplikaci komplexní metodiky vhodné pro hodnocení protihlukových a protivibračních opatření v dopravě.
zesilování: zděné, nebo železobetonové a nebo předpjaté kce externí výztuží; případně i s aplikací předpětí, návaznost na projekty VaV řešené na ústavu BZK