studijní program

Konstrukce a dopravní stavby

Fakulta: FASTZkratka: DPC-KAk. rok: 2023/2024

Typ studijního programu: doktorský

Kód studijního programu: P0732D260022

Udělovaný titul: Ph.D.

Jazyk výuky: čeština

Akreditace: 8.10.2019 - 8.10.2029

Forma studia

Prezenční studium

Standardní doba studia

4 roky

Garant programu

Oborová rada

Oblasti vzdělávání

Oblast Téma Podíl [%]
Stavebnictví Stavební konstrukce 70
Stavebnictví Dopravní stavby 30

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

  1. Algoritmy pro navrhování a analýzu předpínaných konstrukcí

    Předmětem předkládaného tématu je vývoj nových algoritmů pro navrhování a posuzování předpínaných, především membránových konstrukcí. Cílem práce je vytvoření algoritmů pro automatizované zatěžování konstrukcí vodou a sněhem, kde budou zohledněny pokročilé aspekty, jakými jsou výskyty rybníkových efektů, prostorové zatěžování sněhem či jeho sesouvání. Práce se bude dále věnovat i vývoji výpočetního nástroje pro simulaci prokluzů mezi lanovými a membránovými prvky. Dalším plánovaným cílem práce je spolupráce na vývoji mezostrukturálně orientovaného materiálového modelu a identifikace jeho parametrů na základě záznamů biaxiálních testů.

    Školitel: Lang Rostislav, Ing., Ph.D.

2. kolo (podání přihlášek od 20.10.2023 do 15.12.2023)

  1. Anylýza dlouhodobého působení betonových konstrukcí

    Cílem práce je analýza dlouhodobého chování betonových konstrukcí (mostů, budovy, nádrží apod.). Upřesňování metod sledování, upřesňování výpočetních postupů, porovnávání naměřených a vypočtených hodnot.

    Školitel: Zich Miloš, doc. Ing., Ph.D.

  2. Autonomní diagnostika dopravních konstrukcí včetně souvisejících procesů

    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.

  3. Diagnostika poruch železobetonových konstrukcí s využitím nedestruktivních zkušebních metod

    Pro posouzení existujících železobetonových konstrukcí je zásadní objektivní zjištění jejich stavu. Standardní metody často nedokážou odhalit poruchy uvnitř struktury konstrukce. Práce bude zaměřena na detekci statických poruch v železobetonových prvcích pomocí ultrazvukové metody .

    Školitel: Cikrle Petr, doc. Ing., Ph.D.

  4. Diskrétní modelování fyzikálních procesů v heterogenních materiálech

    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.

  5. Homogenizace diskrétních multi-fyzikálních modelů betonu s využitím umělé inteligence

    Student se bude zabývat vývojem mesoúrovňového modelu betonu pro mechanické chování sdružené s dalšími fyzikálními úlohami (vedení tepla, transport hmoty). Tento model bude následně homogenizovat, aby mohl být vnořen do integračních dobů spojitého homogenního kontinua jako konstitutivní funkce. Součástí homogenizace bude také zahrnutí lokalizace deformace. Při homogenizaci bude následně využita umělá inteligence k nahrazení drahého výpočtu na mesoúrovni.

    Školitel: Eliáš Jan, prof. Ing., Ph.D.

  6. Konstrukce podporované kabely - teorie, modelování, statické a dynamické vlastnosti

    Cílem práce je analýza převážně mostních konstrukcí podporovaných kabely. Detailní popis teorie, modelování, statické a dynamické analýzy. Mezi dílčími cíli práce je i vývoj a zavedení prostředků pro pokročilé monitorování vybraných parametrů předpjatých mostů s cílem získávání relevantních dat o jejich stavu v dlouhém časovém horizontu s využitím pokročilých metod diagnostiky založených zejména na provozní modální analýze v účinné kombinaci s numerickými výpočetními simulacemi, experimentálním ověřováním a dlouhodobým monitoringem.

    Školitel: Nečas Radim, doc. Ing., Ph.D.

  7. Metoda digitálního dvojčete jako základ monitorování a analýzy části železniční tratě pro management údržby

    Téma zahrnuje aplikaci a vývoj metody pro vyhodnocování spolehlivosti a životnosti železničních konstrukcí s využitím tzv. digitálního dvojčete. Digitální model konstrukce, tzv. dvojče, umožní simulaci chování konstrukce v různém technickém stavu v reálném čase na základě měřené odezvy v monitorovaných bodech. Digitální dvojče je soubor dat a informačních systémů, díky kterým se zajišťuje integrovaná práci s těmito daty. Jedná se o virtuální obraz skutečné stavby, který se IT nástroji prediktivně spravuje. Digitální dvojče umožní tak posouzení stavu a chování konstrukce, případně predikci vývoje bezpečnosti a spolehlivosti. Výsledky práce budou využity při správě a efektivním plánování údržby dopravních konstrukcí. Digitální dvojče bude kombinovat tři různé technologie, pokročilé simulační modely železničních konstrukcí, vybrané metody umělé inteligence a metody strojového učení, tzv. „deep learning“ i použití a rozvoj moderních monitorovacích systémů s využitím chytrých sensorů a filtračních technik.

    Školitel: Smutný Jaroslav, prof. Ing., Dr.

  8. Metoda virtuálních prvků aplikovaná na problém mechaniky a vedení tepla

    Student se bude zabývat vývojem a aplikací metody virtuálních elementů, která umožňuje používat konečné prvky ve tvaru polygonu nebo polyhedronu s libovolným počtem vrcholů a s libovolným tvarem. Nejprve se student bude věnovat elastickému chování a poté materiálům s neelastickou odezvou. Téma je vypsáno společně s Ústavem matematiky, od studenta se očekává se pokročilejší znalost matematiky.

    Školitel: Eliáš Jan, prof. Ing., Ph.D.

  9. Nosné konstrukční prvky a dílce z oceli a kompozitních materiálů.

    Disertační práce je zaměřena na problematiku skutečného chování, modelování, optimalizace a metod navrhování konstrukčních prvků a dílců z oceli a kompozitních materiálů.

    Školitel: Šmak Milan, doc. Ing., Ph.D.

  10. Nosné konstrukční prvky, dílce a detaily z oceli a materiálů na bázi dřeva

    Disertační práce je zaměřena na problematiku skutečného chování, spolehlivosti, modelování, optimalizace a metod navrhování konstrukčních prvků, dílců a konstrukčních detailů z oceli a materiálů na bázi dřeva.

    Školitel: Šmak Milan, doc. Ing., Ph.D.

  11. Numerické metody v analýzách neurčitosti a spolehlivosti

    Téma předpokládá práci na rozvoji simulačních a aproximačních metod pro analýzy problémů s náhodnými veličinami. Základem je rozvoj vylepšených metod typu Monte Carlo.

    Školitel: Vořechovský Miroslav, prof. Ing., Ph.D.

  12. Předpjaté betonové konstrukce pro velká rozpětí

    Vývoj předpjatých střešních konstrukcí pro velká rozpětí včetně rehabilitace původních spínaných nosníků

    Školitel: Klusáček Ladislav, doc. Ing., CSc.

  13. Rozřířené možnosti nových georadarů v diagnostice konstrukcí

    V kontextu dynamického rozvoje diagnostických metod a přístrojové techniky pro diagnostiku železobetonových konstrukcí nezůstala pozadu ani oblast využívání technologie georadaru. V rámci disertační práce budou testovány nové typy georadaru, využívající multifrekvenční technologie (umožňující zpracování a prezentaci dat v režimu tzv. rozšířené reality a podobně) v režimu testů i ověřování na reálných existujících konstrukcí. Výsledkem by měla být nabídka dosud nepublikovaných a standardně nevyužívaných možností této technologie.

    Školitel: Anton Ondřej, doc. Ing., Ph.D.

  14. Rozvoj konstrukcí, konstrukčních dílců a styčníků ocelových a kombinovaných konstrukcí

    Téma je zaměřeno na rozvoj teorie a poznání skutečného působení vybraných částí ocelových či dřevěných konstrukcí či konstrukcí s kombinovaných materiálů. Cílem tématu je analýza a následný popis nalezených problémů v dané oblasti.

    Školitel: Barnat Jan, doc. Ing., Ph.D.

  15. Rozvoj metod nedestruktivního zkušebnictví pro diagnostiku dřevěných konstrukcí

    Současné stavebnictví se stále častěji v kontextu požadavků doby vrací ke klasickým konstrukčním materiálům, jako je dřevo, ať již v tradiční podobě, či moderní v podobě lepených sendvičových prvků. Tempu vývoje neodpovídá úroveň a možnosti současných NDT metod pro diagnostiku dřevěných konstrukcí. V rámci tématu se předpokládá experimentální stanovení optimální kombinace stávajících a vývoj nových metod nedestruktivního zkoušení prvků dřevěných konstrukcí.

    Školitel: Heřmánková Věra, Ing., Ph.D.

  16. Rozvoj metody FELEM (Finite Element Limit Equilibrium Method) pro pokročilou analýzu vnější stability geotechnických konstrukcí

    Metoda FELEM (Finite Element Limit Equilibrium Method) je zajímavou alternativou pro řešení vnější stability geotechnických staveb. Pole napjatosti je stanoveno pomocí MKP, pro vyčíslení stupně stability a nalezení kritické smykové plochy jsou aplikovány zásady metod mezní rovnováhy. Lze tedy využít všechny výhody MKP (materiálové modely, fázovaní výstavby, sdružená analýza atd.) a zároveň lze kontrolovat oblast vyhledávání kritické smykové plochy (je možné např. řešit stabilitu vzdušného a návodního svahu vodních děl). Předmětem disertační práce je další rozvoj precizace základního algoritmu metody FELEM. Rozvoj lze soustředit na následující oblasti: a) zahrnutí progresivního porušování svahů obousměrnou interakcí s MKP řešičem, b) rozvoj metod generování iniciační smykové plochy, c) integrace moderních optimalizačních technik pro efektivní nalezení kritické smykové plochy a další.

    Školitel: Chalmovský Juraj, Ing., Ph.D.

  17. Simulace 3D tisku betonu na mesoúrovni

    Student se bude věnovat matematickému modelování 3D tisku betonu s využitím moderních numerických metod na několika úrovních: makro, meso i mikro. Informace mezi jednotlivými úrovněmi či modely budou přenášeny na nadřazené úrovně pomocí matematické homogenizace.

    Školitel: Eliáš Jan, prof. Ing., Ph.D.

  18. Smršťování, dotvarování a vznik trhlin betonu různého složení

    Téma je zaměřeno na experimentální výzkum procesu smršťování, dotvarování a vzniku trhlin betonů specifického složení, např. bezcementová pojiva, jemnozrnné materiály atp. Hlavním cílem je identifikovat hlavní faktory ovlivňující výše uvedené procesy a získat data pro upřesnění materiálových modelů využívaných v numerických simulacích. Téma navazuje na běžící projekt základního výzkumu financovaného Grantovou agenturou ČR.

    Školitel: Kucharczyková Barbara, doc. Ing., Ph.D.

  19. Spolehlivé a hospodárné kompozitní konstrukční prvky/dílce/systémy kombinované z oceli/dřeva a betonu/pokročilých materiálů na bázi cementu/betonu

    Teoretická a experimentální analýza odolnosti kompozitních konstrukčních prvků/dílců/systémů z kombinace oceli/dřeva a betonu/pokročilých materiálů na bázi cementu/betonu 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.

  20. Stabilita a pevnost stavebních prvků z korozivzdorných ocelí v přírodních podmínkách

    Novým trendem mezi stavebními materiály je použití nerezových ocelí, u nichž je v současnosti nedostatek dlouhodobých pozorování procesů degradace konstrukčních vlastností. Testování nerezových 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 nerezové oceli a přispět k lepšímu a hlubšímu pochopení spolehlivosti konstrukcí z nerezové oceli.

    Školitel: Seitl Stanislav, doc. Ing., Ph.D.

  21. Stanovení únavové životnosti moderních betonů

    Současné stanovení únavové životnosti betonových konstrukcí pracuje se snižováním napětí v jednotlivých prvcích. Tento přístup však nerespektuje degradaci mechanických vlastností vlivem působení cyklického zatížení a postupný rozvoj mikrotrhlin.

    Školitel: Seitl Stanislav, doc. Ing., Ph.D.

  22. Stochastická metoda konečných prvků

    Uvažování náhodné proměnlivosti a prostorové variability materiálových a geometrických vlastností konstrukcí ve výpočtových modelech pomocí náhodných veličin a náhodných polí.

    Školitel: Vořechovský Miroslav, prof. Ing., Ph.D.

  23. Studium dynamického chování železničních tratí

    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 zahrnuje implementace těchto postupů v procesu ověřování nových železničních konstrukcí, včetně konstrukcí určených pro vyšší provozní rychlost.

    Školitel: Smutný Jaroslav, prof. Ing., Dr.

  24. Teoretická a experimentální analýza skutečného působení prvků a dílců ocelových konstrukcí

    Téma doktorské disertace zahrnuje teoretickou a experimentální analýzu mezních stavů a skutečného působení nosných prvků a dílců ocelových konstrukcí. Analýza bude vycházet z numerického modelování, které bude verifikováno pomocí experimentů.

    Školitel: Pilgr Milan, Ing., Ph.D.

  25. Termomechanika vybraných hornin ve stavebnictví

    Podstatou doktorské disertační práce bude laboratorní studium chování vybraných hornin zahřátých na různé teploty. Pro toto studium bude využito převážně metod petrologie, mechaniky hornin a stavebního zkušebnictví. Na základě získaných poznatků se bude práce rozšiřovat o výzkum možného využití ve stavebnictví. Kromě přímého zahřívání odebraných hornin může být práce také obohacena o testování produktů mladé vulkanické činnosti, které mohou přinést další pohled na chování hornin vzniklých za velmi vysokých teplot.

    Školitel: Krmíček Lukáš, prof. RNDr., Ph.D.

  26. Těsnící schopnost geomateriálů

    Disertační práce bude zaměřena na problematiku stanovení těsnící schopnosti geomateriálů. Pozornost by měla být orientovaná na: způsoby stanovení propustnosti a vyhodnocení zkoušek, faktory ovlivňující propustnost geomateriálů, zhodnocení jednotlivých metod/faktorů, laboratorní testování propustnosti vybraných geomateriálů, zpracování přehledu a analýzu získaných a publikovaných výsledků.

    Školitel: Boštík Jiří, Ing., Ph.D.

  27. Únava betonu a železobetonu

    Numerické a analytické modelování únavy betonu a železobetonu

    Školitel: Vořechovský Miroslav, prof. Ing., Ph.D.

  28. Vliv polutanty vzniklých degradačních procesů a kvality betonu na trvanlivost a životnost železobetonových konstrukcí

    Stavební objekty v blízkosti silniční infrastruktury jsou vystaveny specifickému prostředí. Jedním z nejvýznamnějších faktorů, které lokálně ovlivňují agresivitu prostředí v blízkosti komunikací a zvyšují degradaci povrchů konstrukčních i nestrukturálních objektů, jsou karbonatace, zmrazování a rozmrazování a depozice chloridových iontů, případně jejich kombinace. Ve střední Evropě jsou zdrojem chloridových iontů rozmrazovací prostředky používané při zimní údržbě komunikací – ty jsou rozptylovány do ovzduší projíždějící dopravou ve formě aerosolu nebo zvířeného prachu. Práce si klade za cíl popsat a porozumět vlivu plynných, kapalných a provozem indukovaných polutantů na trvanlivost vybraného betonu a také navrhnout a otestovat znalostní přístup pro hodnocení procesů depozice a difúze plynných atmosférických polutantů a chloridů v betonových konstrukcích.

    Školitel: Kocáb Dalibor, Ing., Ph.D.

  29. Využití metod umělé inteligence při řešení úloh stavebního inženýrství

    Téma je zaměřeno na využití metod umělé inteligence jako jsou umělé neuronové sítě, genetické algoritmy apod. při řešení úloh z oblasti navrhování a posuzování konstrukcí, např. optimalizace materiálů a konstrukcí, detekce poškození, spolehlivost konstrukcí apod.

    Školitel: Lehký David, prof. Ing., Ph.D.

  30. Využití vysokopevnostních materiálů u spřažených ocelobetonových konstrukcí a mostů

    Možnosti efektivního a spolehlivého návrhu spřažených ocelobetonových prvků a konstrukcí při použití materiálů vyšších pevností - ocelí vyšších jakostí a betonů vyšších tříd s ohledem na geometrické a materiálové charakteristiky a různé způsoby namáhání.

    Školitel: Štrba Michal, Ing., Ph.D.

1. kolo (podání přihlášek od 04.04.2023 do 31.07.2023)

  1. Analýza dlouhodobého chování betonových konstrukcí

    Cílem práce je analýza dlouhodobého chování betonových konstrukcí (mostů, budovy, nádrží apod.). Upřesňování metod sledování, upřesňování výpočetních postupů, porovnávání naměřených a vypočtených hodnot.

    Školitel: Zich Miloš, doc. Ing., Ph.D.

  2. Autonomní diagnostika dopravních konstrukcí včetně souvisejících procesů

    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.

  3. Diagnostika a identifikace stavu železničních konstrukcí a staveb

    Podstatou tématu je rozvoj moderních metod monitorování a diagnostiky železničních staveb a konstrukcí pro hodnocení jak aktuálního stavu, tak pro hodnocení efektivity údržbových prací v průběhu životního cyklu. Téma zahrnuje rozvoj „chytrého“ modulárního systému sběru vybraných dat, rozvoj a aplikaci vhodných senzorů a sady příslušných metod a algoritmů, které umožní získávat informace o stavu vlakových souprav a železničních tratí a jejich komponent v reálném čase, tyto přenášet a ukládat do vytvořeného informačního systému k následujícímu použití pro potřeby výrobců, státní správy, projekci, výzkum apod. Předpokládá se využití moderních metod měření a analýzy se zahrnutím strojového učení a umělé inteligence.

    Školitel: Smutný Jaroslav, prof. Ing., Dr.

  4. Efektivní pravděpodobnostní návrh betonových konstrukcí s využitím formátů bezpečnosti a metod plochy odezvy

    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.

    Školitel: Novák Drahomír, prof. Ing., DrSc.

  5. Experimentální analýza konstrukčních detailů spojů

    Vývoj metod pro experimentální analýzu reálné napjatostní odezvy spojů nosných konstrukcí staveb. Zpracování dat z měření pro potřeby podrobné napjatostní analýzy a verifikaci souvisejících numerických modelů.

    Školitel: Schmid Pavel, doc. Ing., Ph.D.

  6. Homogenizace diskrétních multi-fyzikálních modelů betonu s využitím umělé inteligence

    Student se bude zabývat vývojem mesoúrovňového modelu betonu pro mechanické chování sdružené s dalšími fyzikálními úlohami (vedení tepla, transport hmoty). Tento model bude následně homogenizovat, aby mohl být vnořen do integračních dobů spojitého homogenního kontinua jako konstitutivní funkce. Součástí homogenizace bude také zahrnutí lokalizace deformace. Při homogenizaci bude následně využita umělá inteligence k nahrazení drahého výpočtu na mesoúrovni.

    Školitel: Eliáš Jan, prof. Ing., Ph.D.

  7. Informační modelování staveb (BIM) s využitím pokročilých simulací a analýz

    Cílem práce je zvýšení efektivity při návrhu konstrukcí a budov na základě informačního modelu budovy, který je vstupním elementem pro pokročilé simulace a analýzy. Výsledky práce budou využity pro optimalizaci technologie BIM v národním prostředí, která je aktuálně implementována v evropském měřítku a nahrazuje stávající postupy při navrhování konstrukcí ve stavebnictví.

    Školitel: Apeltauer Tomáš, doc. Mgr., Ph.D.

  8. Kalibrace a validace modelů pohybu osob s využitím metod umělé inteligence

    Cílem práce bude nalézt nové metody kalibrace pokročilých behaviorálních modelů pohybu osob s využitím analýzy obrazu prostřednictvím hlubokých neuronových sítí. Student se zaměří na analýzu nových kalibračních parametrů a jejich využití pro tyto modely modelů prostřednictvím zpracování reálných obrazových záznamů pohybu velkého počtu osob v dopravních terminálech nebo obchodních centrech.

    Školitel: Apeltauer Tomáš, doc. Mgr., Ph.D.

  9. Konstrukční detaily nosných prvků a dílců z oceli a materiálů na bázi dřeva

    Disertační práce je zaměřena na problematiku skutečného chování, spolehlivosti, modelování, optimalizace a metod navrhování konstrukčních detailů nosných konstrukčních prvků a dílců z oceli a materiálů na bázi dřeva.

    Školitel: Šmak Milan, doc. Ing., Ph.D.

  10. Metoda digitálního dvojčete jako základ monitorování a analýzy části železniční tratě pro management údržby

    Téma zahrnuje aplikaci a vývoj metody pro vyhodnocování spolehlivosti a životnosti železničních konstrukcí s využitím tzv. digitálního dvojčete. Digitální model konstrukce, tzv. dvojče, umožní simulaci chování konstrukce v různém technickém stavu v reálném čase na základě měřené odezvy v monitorovaných bodech. Digitální dvojče je soubor dat a informačních systémů, díky kterým se zajišťuje integrovaná práci s těmito daty. Jedná se o virtuální obraz skutečné stavby, který se IT nástroji prediktivně spravuje. Digitální dvojče umožní tak posouzení stavu a chování konstrukce, případně predikci vývoje bezpečnosti a spolehlivosti. Výsledky práce budou využity při správě a efektivním plánování údržby dopravních konstrukcí. Digitální dvojče bude kombinovat tři různé technologie, pokročilé simulační modely železničních konstrukcí, vybrané metody umělé inteligence a metody strojového učení, tzv. „deep learning“ i použití a rozvoj moderních monitorovacích systémů s využitím chytrých sensorů a filtračních technik.

    Školitel: Smutný Jaroslav, prof. Ing., Dr.

  11. Metoda virtuálních prvků aplikovaná na problém mechaniky a vedení tepla

    Student se bude zabývat vývojem a aplikací metody virtuálních elementů, která umožňuje používat konečné prvky ve tvaru polygonu nebo polyhedronu s libovolným počtem vrcholů a s libovolným tvarem. Nejprve se student bude věnovat elastickému chování a poté materiálům s neelastickou odezvou. Téma je vypsáno společně s Ústavem matematiky, od studenta se očekává se pokročilejší znalost matematiky.

    Školitel: Eliáš Jan, prof. Ing., Ph.D.

  12. Navrhování styčníků ocelových konstrukcí pokročilým numerickým modelováním

    Téma je zaměřeno na numerické modelování základních konstrukčních detailů nosných konstrukcí, zejména styčníků. Standardizace výpočtu konstrukčních detailů pomocí MKP bude obsažena v aktuálně připravované normě EN 1993-1-14 Eurokód 3 - Navrhování ocelových konstrukcí – Část 1-14: Navrhování pomocí analýzy metodou konečných prvků. V přípojích ocelových konstrukcí reálně dochází ke vzniku koncentrací napětí a elastický výpočet MKP vede k velmi konzervativnímu návrhu ve srovnání s využitím tradičních normových postupů. V návrhovém numerickém modelu se obvykle zavádí pružno-plastické chování materiálu a posudek jednotlivých částí detailů je omezen limitním plastickým přetvořením 5 % pro všechny typy konstrukcí. Cílem disertační práce je podrobně analyzovat vliv a bezpečnost mezního plastického přetvoření pro deskostěnové numerické modely vybraného typu ocelových styčníků (např. tenkostěnných prvků nebo prvků z vysokopevnostních ocelí) a na jejím základě sestavit doporučení parametrů pro numerické modely konstrukčních detailů.

    Školitel: Vild Martin, Ing., Ph.D.

  13. Ojíždění kolejnic na železničních tratích v obloucích malého poloměru

    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.

    Školitel: Plášek Otto, doc. Ing., Ph.D.

  14. Optimalizace využití vysokopevnostních materiálů u spřažených ocelobetonových konstrukcí

    Možnosti efektivního a spolehlivého návrhu spřažených ocelobetonových prvků a konstrukcí při použití materiálů vyšších pevností - ocelí vyšších jakostí a betonů vyšších tříd s ohledem na geometrické a materiálové charakteristiky a různé způsoby namáhání.

    Školitel: Štrba Michal, Ing., Ph.D.

  15. Rozvoj konstrukcí, konstrukčních dílců a styčníků ocelových a kombinovaných konstrukcí

    Téma je zaměřeno na rozvoj teorie a poznání skutečného působení vybraných částí ocelových či dřevěných konstrukcí či konstrukcí s kombinovaných materiálů. Cílem tématu je analýza a následný popis nalezených problémů v dané oblasti.

    Školitel: Barnat Jan, doc. Ing., Ph.D.

  16. Simulace behaviorálních modelů pohybu osob v prostředí virtuální reality

    Cílem práce je nalézt metody zobrazení realistického pohybu osob jako výsledku simulace ve vysoce realistickém prostředí. Doktorand se naučí pracovat s pokročilými behaviorálními modely pohybu osob a současně se základními nástroji pro tvorbu vysoce realistického virtuálního prostředí (Unreal Engine, Twinnotion apod.) a zaměří se výzkum metod jejich propojení do funkčního celku.

    Školitel: Apeltauer Tomáš, doc. Mgr., Ph.D.

  17. Společné využití BIM a GIS nástrojů pro informační modelování dopravních staveb

    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.

    Školitel: Smutný Jaroslav, prof. Ing., Dr.

  18. Stochastická nelineární analýza, identifikace poškozeni, vznik trhlin

    Téma zahrnuje analýzu pravděpodobnostních přístupů pro posouzení betonových konstrukcí za použití nelineárních výpočtových metod metodou konečných prvků. Zahrnuje rovněž vývoj a aplikaci metod identifikace pošlození na základě vzniku trhlin a data-driven přístupů.

    Školitel: Novák Drahomír, prof. Ing., DrSc.

  19. Studium dynamického chování železničních tratí

    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.

    Školitel: Smutný Jaroslav, prof. Ing., Dr.

  20. Těsnící schopnost geomateriálů

    Disertační práce bude zaměřena na problematiku stanovení těsnící schopnosti geomateriálů. Pozornost by měla být orientovaná na: způsoby stanovení propustnosti a vyhodnocení zkoušek, faktory ovlivňující propustnost geomateriálů, zhodnocení jednotlivých metod/faktorů, laboratorní testování propustnosti vybraných geomateriálů, zpracování přehledu a analýzu získaných a publikovaných výsledků.

    Školitel: Boštík Jiří, Ing., Ph.D.

  21. Využití metod umělé inteligence při řešení úloh stavebního inženýrství

    Téma je zaměřeno na využití metod umělé inteligence jako jsou umělé neuronové sítě, genetické algoritmy apod. při řešení úloh z oblasti navrhování a posuzování konstrukcí, např. optimalizace materiálů a konstrukcí, detekce poškození, spolehlivost konstrukcí apod.

    Školitel: Lehký David, prof. Ing., Ph.D.

  22. Vývoj a aplikace kompozitních materiálů v betonových konstrukcích

    Návrh odolných a trvanlivých betonových konstrukcí s využitím moderních kompozitních materiálů; hybridní (ocel - FRP výztuž) vyztužení konstrukce, řešení lokálních detailů, monitoring konstrukcí. Realizace experimentálních činností a teoretických analýz; návaznost na řešené projekty VaV.

    Školitel: Girgle František, doc. Ing., Ph.D.

  23. Vývoj a aplikace nových metod pro experimentální statickou a dynamickou analýzu drážních konstrukcí

    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.

    Školitel: Smutný Jaroslav, prof. Ing., Dr.

Struktura předmětů s uvedením ECTS kreditů (studijní plán)

1. ročník, letní semestr
ZkratkaNázevJ.Kr.Pov.Uk.Hod. rozsahSk.Ot.
DOA036Doktorský seminář 1 (KDS)cs4PovinnýS - 39ano
DYA004Konzultační výuka cizího jazyka pro doktorandycs1PovinnýC1 - 26ano
DIB023Diagnostické metody zkoušení ve stavebnictvícs8Povinně volitelnýdrzkP - 395806ano
DFB022Interakce konstrukce a zeminycs8Povinně volitelnýdrzkP - 395806ano
DMB019Spolehlivost konstrukcí vozovek a jejich navrhovánícs8Povinně volitelnýdrzkP - 395806ano
DLB040Teorie betonových a zděných konstrukcícs8Povinně volitelnýdrzkP - 395806ano
DNB018Teorie drážního svrškucs8Povinně volitelnýdrzkP - 395806ano
DOB037Teorie kovových a dřevěných konstrukcícs8Povinně volitelnýdrzkP - 395806ano
DDB034Teorie spolehlivosti, pružnosti, plasticity a porušovánícs8Povinně volitelnýdrzkP - 395806ano
DDB033Stavební mechanikacs8Povinně volitelnýdrzkP - 395807ano
DMB020Teorie dopravních stavebcs8Povinně volitelnýdrzkP - 395807ano
DAB029Diskrétní metody ve stavebnictví 1cs4Povinně volitelnýP - 395808ano
DAB030Numerické metody 1cs4Povinně volitelnýP - 395808ano
DAB031Pravděpodobnost a matematická statistikacs4Povinně volitelnýP - 395808ano
2. ročník, zimní semestr
ZkratkaNázevJ.Kr.Pov.Uk.Hod. rozsahSk.Ot.
DOA038Doktorský seminář 2 (KDS)cs8PovinnýS - 78ano
DAB032Analýza časových řadcs10Povinně volitelnýdrzkP - 395810ano
DAB033Aplikace matematických metod v ekonomiics10Povinně volitelnýdrzkP - 395810ano
DAB034Diskrétní metody ve stavebnictví 2cs10Povinně volitelnýdrzkP - 395810ano
DAB035Numerické metody 2cs10Povinně volitelnýdrzkP - 395810ano
DAB036Numerické řešení variačních úlohcs10Povinně volitelnýdrzkP - 395810ano
DAB037Regresní modelycs10Povinně volitelnýdrzkP - 395810ano
DLB041Modelování konstrukcícs8Povinně volitelnýdrzkP - 395811ano
DFB023Podzemní stavitelstvícs8Povinně volitelnýdrzkP - 395811ano
DIB024Radiační metody ve stavebnictvícs8Povinně volitelnýdrzkP - 395811ano
DDB035Stavební dynamikacs8Povinně volitelnýdrzkP - 395811ano
DNB019Teorie drážního spodkucs8Povinně volitelnýdrzkP - 395811ano
DOB039Teorie spřažených ocelobetonových konstrukcícs8Povinně volitelnýdrzkP - 395811ano
DMB021Životní prostředí a projektování pozemních komunikacícs8Povinně volitelnýdrzkP - 395811ano
2. ročník, letní semestr
ZkratkaNázevJ.Kr.Pov.Uk.Hod. rozsahSk.Ot.
DYA005Cizí jazyk pro doktorské studiumcs8Povinnýdrzkano
DOA040Doktorský seminář 3 (KDS)cs8PovinnýS - 78ano
3. ročník, zimní semestr
ZkratkaNázevJ.Kr.Pov.Uk.Hod. rozsahSk.Ot.
DOA041Doktorský seminář 4 (KDS)cs8PovinnýS - 78ano
3. ročník, letní semestr
ZkratkaNázevJ.Kr.Pov.Uk.Hod. rozsahSk.Ot.
DOA042Doktorský seminář 5 (KDS)cs14PovinnýS - 78ano
4. ročník, zimní semestr
ZkratkaNázevJ.Kr.Pov.Uk.Hod. rozsahSk.Ot.
DOA043Doktorský seminář 6 (KDS)cs14PovinnýS - 78ano
4. ročník, letní semestr
ZkratkaNázevJ.Kr.Pov.Uk.Hod. rozsahSk.Ot.
DOA044Doktorský seminář 7 (KDS)cs20PovinnýS - 78ano
Všechny skupiny volitelných předmětů
Sk. Počet kreditů Počet předm. Předměty
5806 nekontroluje se 1 DIB023, DFB022, DMB019, DLB040, DNB018, DOB037, DDB034
5807 nekontroluje se 1 DDB033, DMB020
5808 nekontroluje se 1 DAB029, DAB030, DAB031