TÉMATA DOKTORSKÝCH STUDIÍ SCHVÁLENÁ VĚDECKOU RADOU FAST VUT DNE

Transkript

1 PŘIJÍMACÍ ŘÍZENÍ NA FAST VUT V BRNĚ PRO AKADEMICKÝ ROK STUDIJNÍ PROGRAM: STAVEBNÍ INŽENÝRSTVÍ OBOR KDS TÉMATA DOKTORSKÝCH STUDIÍ SCHVÁLENÁ VĚDECKOU RADOU FAST VUT DNE Rok Název Diagnostika vyztužení železobetonových s využitím radaru Přenos tepla v nehomogenních stavebních materiálech a ch Angl. výuka Anotace Ústav Obor Školitel Lokalizace výztuže v železobetonových ch patří ke stěžejním úkolům diagnostiky. V poslední době došlo ve světě k zásadním inovacím v oblasti technologie GPR. Cílem výzkumu je optimalizace metodiky lokalizace výztuže pro zpřesnění statických výpočtů existujících železobetonových. Téma disertační práce je zaměřeno na verifikaci, validaci a vývoj numerických modelů schopných postihnout přenos tepla včetně fázových změn v nehomogenních stavebních materiálech a ch. Tyto numerické modely jsou potřebné pro návrh pokročilých stavebních stejně jako při hodnocení požární bezpečnosti staveb. Schv. OR dne SZK KDS Anton Ondřej AIU KDS Apeltauer Tomáš Pokročilé numerické metody pro návrh a posouzení stavebních a infrastruktury Cílem práce je rozvoj současného stavu poznání v oblasti pokročilých numerických metod, včetně simulačních technik, které budou využity pro zvýšení efektivity při posouzení stavebních a infrastruktury. Výsledky práce mohou budou využity jako teoretický podklad při revizi současných analytických postupů. AIU KDS Apeltauer Tomáš Optimalizace informačního modelu budovy (BIM) a s využitím pokročilých simulací a analýz Teorie a skutečné působení prvků a dílců ocelových Odezva horninového prostředí na ražbu podzemních děl Diagnostika vyztužení železobetonových s využitím elektromagnetických indikátorů Rozvoj nových metod radiografie pro průzkum stavebních Cílem práce je zvýšení efektivity při návrhu 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 ve stavebnictví. Budou řešeny problémy spolehlivosti, modelování, optimalizace a verifikace působení konstrukčních prvků, dílců a nosných systémů z oceli s důrazem na uvážení reálných geometrických, materiálových a konstrukčních charakteristik. Analýza vybraných faktorů na chování ražených podzemních. Pro studium vlivu vybraných faktorů bude využito matematického modelování. Lokalizace výztuže v železobetonových ch patří ke stěžejním úkolům diagnostiky. V poslední době došlo ve světě k zásadním inovacím v přístrojovém vybavení. Ke zvýšení efektivity metody je však zapotřebí provést výzkum s řadou porovnávacích měření jak na laboratorních modelech, tak i přímo na ch. Cílem výzkumu je optimalizace metodiky lokalizace výztuže pro zpřesnění statických výpočtů existujících železobetonových. Rychlý rozvoj v elektronice a ve využití nových materiálů vede k vývoji nových, kompaktních zdrojů ionizujícího záření a nových prostředků pro záznam radiografického obrazu. Cílem práce je vyhledat nové vhodné aplikace radiografie při průzkumu stavebních. AIU KDS Apeltauer Tomáš KDK KDS Bajer Miroslav GTN KDS Boštík Jiří SZK KDS Cikrle Petr SZK KDS Hobst Leonard

2 Určení trajektorie vozidla Ano Určení trajektorie vozidla v závislosti na geometrických parametrech křižovatek, okružních křižovstek, retardérů a jiných objektů. Algoritmizace průjezdu za hraničních podmínek a určení obalové křivky. Analýza vícevrstvé konstrukce pro posouzení netuhé vozovky Ano Výpočet účinků zatížení na konstrukci vozovek se podle TP170 "provádí vhodným programem" a "výpočtovým modelem netuhé vozovky je vrstevnatý, lineárně pružný poloprostor". Existující programy jsou prověřeny empiricky a výsledky jsou použity v katalogu vozovek. Je však potřebné vytvořit nový výpočetní program se známým a otevřeným kódem pro deklarovaný použitý postup. Dále je žádoucí analyzovat jiné možné metody reflektující viskoelastické vlastnosti a reologické chování používaného pojiva. Analýza dějů v dopravním proudu Ano V reálném i simulovaném dopravním proudu dochází ke stavovým změnám, u kterých se předpokládá změna chování vozidel. Používané simulační algoritmy to nejsou schopny reflektovat. Je nutné zkoumat dopravní proud v podmínkách fázových přechodů. PKO KDS Holcner Petr PKO KDS Holcner Petr PKO KDS Holcner Petr Studium fyzikálně-mechanických vlastností hornin těšínitové asociace Pruh žilných a výlevných magmatitů začínající u Hranic na Moravě a pokračující přes Těšín do Polska zahrnuje řadu texturních a mineralogických typů amfibol-pyroxenických hornin s olivínem a analcimem, které slouží jako základové půdy i jako zdroj kameniva. Podstatou disertační práce bude sledování změny fyzikálně-mechanických vlastností (skleroskopická tvrdost, pevnost v jednoosém a trojosém tlaku) hornin těšínitové asociace ve vztahu k jednotlivým texturním typům. GTN KDS Horák Vladislav Studium fyzikálně-mechanických vlastností krystalinických hornin ve vztahu k plánovanému hlubinnému úložišti radioaktivních odpadů V současnosti je v ČR vytipováno několik hlavních lokalit, kde se předpokládají příznivé přírodní podmínky pro vybudování hlubinného úložiště. Český koncept budování úložiště předpokládá jako hostitelské prostředí krystalinické horniny. Podstatou disertační práce bude studium fyzikálně-mechanických vlastností (skleroskopická tvrdost, pevnost v jednoosém a trojosém tlaku) krystalinických hornin ze dvou nejvíce favorizovaných lokalit Horka u Velkého Meziříčí a Kraví hora u Dolní Rožínky. GTN KDS Horák Vladislav Dynamické účinky větru na stavební konstrukce Identifikace parametrů nelinárních materiálových modelů Doktorská disertační práce je zaměřena na analýzu dynamických zatížení štíhlých stavebních vzdušným proudem, především pomocí numerických metod typu "Computational fluid dynamics". Doktorská disertační práce bude zaměřena na používání vhodných nelineárních materiálových modelů pro analýzu železobetonových případně zděných. Předmětem práce bude především identifikace parametrů různých typů materiálových modelů. Budou zkoumány parametry materiálové modely určených k analýzám rychlých dynamických dějů, např. při zkoumání nárazů vozidel do betonových svodidel STM KDS Hradil Petr STM KDS Hradil Petr Inovativní ocelobetonové a dřevobetonové spřažené dílce s využitím pokročilých materiálů a technologií Teoretická a experimentální analýza odolnosti ocelobetonových a dřevobetonových spřažených dílců se zlepšenými vlastnostmi (materiál, statické vlastnosti, ekonomika) bude zaměřena na zvýšení jejich spolehlivosti s využitím pokročilých materiálů a technologií. Skutečné působení bude vyšetřováno pomocí experimentálních metod. Teoretické řešení bude založeno na analytických postupech i numerickém modelování, které budou verifikovány pomocí experimentální analýzy. KDK KDS Karmazínová Marcela

3 Porušování vybraných stavebních kompozitů v blízkosti rozhraní plniva a matrice Stanovení vlivu mezifázové přechodové vrstvy (ITZ) mezi matricí a zrnem plniva na zhouževnaťovací mechanismy porušování pokročilých stavebních kompozitů. Budou studovány lomové procesy spojené s vychylováním/zachycováním trhliny a lomem plniva. Budou měřeny vlastnosti ITZ vybraného betonu a použity jako vstupní data pro numerické simulace. Zkoumán bude vliv geometrie a rozhraní matrice a plniva v kompozitech na iniciaci a propagaci jejich porušování. Předpjaté vylehčené mostní desky Návrh nových typů předpjatých mostních desek, náhrada existujících mostních desek z tyčových prefabrikátů. Diagnostika vozovek s využitím Využití laserového skenování, případně fotoscanování a georadarového měření pro laserového a georadarové skenování posouzení vozovek a návrh oprav vozovek. STM KDS Keršner Zbyněk BZK KDS Klusáček Ladislav PKO KDS Kudrna Jan Využití laserového skenování pro projektování pozemních komunikací Mapování terénu pomocí laserového skenování nabízí využití výsledků pro projektování silnic a dálnic. Specializované práce s mobilními a stacionárními skenery, zpracování dat a projektování pozemních komunikací projekčními programy. PKO KDS Kudrna Jan Modelování vozovek a funkční zkoušky stavebních materálů a vozovek Inverzní analýza a optimalizace při řešení spolehlivosti a životnosti Explicitní a implicitní metoda v nelineární dynamice. Do vozovek se zavádějí nové konstrukční prvky se složenými reologickými vlastnostmi, odvození reologických modelů a posuzování vozovek Téma je zaměřeno na řešení inverzních úloh a optimalizaci při návrhu a analýze spolehlivosti a životnosti. Při řešení budou použity stochastické a soft computing metody. Pozornost bude zaměřena zejména na metody a postupy použitelné v kombinaci s nelineárními MKP analýzami mostních. Práce bude zaměřena na srovnání výkonu a stability obou metod pro různé typy problémů a na možnosti jejich zlepšování. Zvláštní pozornost bude věnována sledování vzniku nestabilit při výpočtu u explicitní metody a studiu možností jejich vyloučení. PKO KDS Kudrna Jan STM KDS Lehký David STM KDS Němec Ivan Sledování chování stavebních materiálů na bázi silikátů při mechanickém zatěžování metodou akustické emise Lokalizace trhlin metodou akustické emise při testu ohybem Metoda akustické emise je ve stavebnictví neobvyklá nedestruktivní technika, která popisuje pouze aktivní vady nebo změny, které vznikají vnášením nebezpečného napětí do struktury. Metoda je vhodná pro použití v homogenních strukturách kovových, kde jsou trhliny vysoce aktivní (vytváří zvuk). Aplikace metody akustické emise ve stavebnictví není až tak moc používána, protože stavební konstrukce jsou nehomogenní. Cílem studia bude sledování chování typu vzorků při zkošce tříbodovým nebo čtyřbodovým ohybem. Jedna z nedestruktivní metodou testování, v tomto případě metoda akustické emise je vhodná pro sledování vzniku trhlin u vzorků při jeho zatížení. Ph.D. Student získá znalosti o zkušebních metodách. Mechanika železničních tratí Téma je zaměřeno na studium mechanických jevů v konstrukci koleje, zahrnuje statické a dynamické analýzy konstrukce koleje se zaměřením na zvyšování rychlosti, moderní prvky konstrukce koleje a interoperabilitu železniční infrastruktury. FYZ KDS Pazdera Luboš FYZ KDS Pazdera Luboš ZEL KDS Plášek Otto Konstrukce městských kolejových drah Téma je zaměřeno na hledání vhodných tratí městských drah s ohledem na zvyšování intenzity provozu a snižování negativních vlivů městských drah na okolí dráhy a snižování nákladů na opravné a údržbové práce a s tím související omezování provozu. ZEL KDS Plášek Otto

4 Metodika pro posuzování začleňování cyklistické dopravy do uličního prostoru v intravilánu V posledních letech dochází k rozšiřování požadavků na správce či majitele komunikací, aby bylo v uličním prostoru navrhováno místo pro pohyb cyklistů. Tyto požadavky jsou často nesystémové, což vytváří kapacitní i bezpečností problémy. Navržená metodika by měla uvádět dopravně inženýrský postup výpočtu, který by dokázal odpovědět na otázky, jestli je v daném uličním prostoru možné a přínosné vést cyklistickou dopravu. PKO KDS Radimský Michal Dynamika stavebních se zaměřením na seizmické buzení Dynamika stavebních se zaměřením na řešení přímou integrací Metodika posuzování stavebních, návrh a posouzení detailů odolávajících seizmickému zatížení. Hledání nových postupů řešení odezvy na dynamické zatížení. Aplikace algoritmů při sestavování nových řešičů rovnic. STM KDS Salajka Vlastislav STM KDS Salajka Vlastislav Analýza lomového chování koncetrátoru napětí v blízkosti rozhraní ocel/beton Nárůst automobilové a vlakové dopravy přes ocelové mosty vede v posledních letech k poškození konstrukce v důsledku únavového zatěžování. Nutnost pravidelné kontroly a možné úpravy/opravy je zřejmá v důsledku udržitelnost užívání konstrukce. Při řešení problematiky bude využita metoda konečných prvků a bude zkoumán vliv materiálového rozhraní na pole napětí/deformací v blízkosti koncentrátoru napětí. STM KDS Seitl Stanislav Únava a lom materiálů pro stavební konstrukce Analýza únavového chování konstrukčních materiálů s keramickým odpadem Poznatky o chování ze stavebních materiálů díky efektivní aplikaci metod komplexního určování fyzikálně-mechanických a užitných vlastností k popisu únavových, lomových charakteristik. Materiály stavebních jsou složeny většinou z matrice a kameniva, pro zlevnění, nebo ekologické zpracování keramického odpadu se část kameniva může nahradit keramickým odpadem (což patří mezi významná témata výzkumu). Popis lomově mechanického chování takových materiálů a jejich numerické modely opřené o teorie lineární a nelineární lomové mechaniky budou pak náplní disertační práce. STM KDS Seitl Stanislav STM KDS Seitl Stanislav Experimentální analýza reologických vlastností silikátových konstrukčních kompozitů Téma je zaměřeno na experimentální metody stanovení objemových změn (smršťování/nabývání) cementových a bezcementových kompozitních materiálu. Cílem je identifikace vnějších a vnitřních vlivů na výsledné hodnoty smrštění/nabývání jednotlivých materiálů. Předmětem dílčích hodnocení je posouzení významnosti zkoumaných vlivů při aplikaci materiálu do nosných. SZK KDS Schmid Pavel Navrhování dodatečného statického zajištění existujících Problematika navrhování a realizace dodatečného statického zajištění existujících stavebních. Rešerše dostupné odborné literatury a platných norem pro navrhování a dimenzování v aspektu řešeného tématu. Zpracování metodiky diagnostických prací a hodnocení stávající konstrukce za účelem optimalizace statických výpočtů a návrhů zesílení. Posouzení efektivity metodických postupů experimentálních metod hodnocení aplikované technologie. SZK KDS Schmid Pavel Studium dynamického chování železničních tratí Ano Téma je zaměřeno na studium dynamického chování železničních tratí. Téma zahrnuje orientaci na železniční svršek a železniční spodek. Téma zahrnuje experiment i simulační postupy. Součástí tématu je také aplikace moderního matematického aparátu k hodnocení parametrů železničních tratí včetně aplikace metod umělé inteligence. ZEL KDS Smutný Jaroslav

5 Vývoj a aplikace nových metod pro experimentální statickou a dynamickou analýzu stavebních Technologie stavebních a opravných prací na železničních stavbách Navrhování moderních železničních stanic Ano Téma zahrnuje vývoj a aplikaci nových postupů v problematice experimentální analýzy stavebních (drážních ). Předpokládá se orientace na moderní matematické postupy z oblasti časové a frekvenční analýzy ve spojení s metodami 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. 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. ZEL KDS Smutný Jaroslav ZEL KDS Svoboda Richard ZEL KDS Svoboda Richard Optimalizace návrhu betonových Zesilování betonových/zděných Definice optimalizačního modelu konstrukce pro: 1. návrh prvku, 2. zesilování stávajícího, 3. dtto pro konstrukce. Varianta výpočtu: stochastická, deterministická (dle aplikační třídy úloh), typ omezujících podmínek, třídy účelových funkcí. Lamely, tkaniny, kontakt lepených spojů, zesílení ve smyku, NSMR, varianta předepnutá i nepředepnutá, zesilování pomocí vnějšího předpětí, zesilování převážně tlačených prvků ovinutím. Vyztužování kcí FRP Ano vyztužování betonových kcí, vnitřní FRP výztuž, vybrané problémy návrhu vyztužení, varianta předepnutá i nepředepnutá, Role lomové procesní zóny při Základním tématem je lom kvazikřehkých materiálů. Šíření trhlin se vyšetřuje z pohledu porušování kvazikřekých materiálů současných přístupů k modelování lomu - numerických simulací i analytických modelů - a experimentů. Je kladen důraz na roli nelineární zóny vyvíjející se před čelem šířící se trhliny v popisu lomu. Studují se souvislosti její existence s vlivy velikosti, geometrie a volných okrajů porušovaného tělesa. Analýza procesů porušování železničních pražců Analýza nelineárního lomu konstrukčních materiálů pomocí akustické emise a radiografie Předpjaté železobetonové železniční pražce jsou masivně vyráběnými a používanými stavebními prvky. Bude studováno jejich porušování při různých zatíženích jak co do okrajových podmínek (laboratorní testy ve tříbodovém ohybu - zkoušky jakosti pražců, uložení v kolejovém loži) tak typu zatížení (statické, dynamické, únavové). Důraz bude kladen na detailní modelování porušení ve vybraných částech pražce. Součástí práce budou i související experimenty Materiály stavebních se z pohledu porušování často řadí mezi kvazikřehké či tažné. Vyznačují vznikem a šířením rozsáhlé nelineární zóny před čelem defektu způsobujícího narušení jejich integrity. Postižení vlivu této zóny je klíčem k výraznému zpřesnění popisu porušování, což patří v současnosti mezi významná témata výzkumu. Studium charakteristik nelineární zóny bude prováděno pomocí pokročilých experimentálních postupů (akustická emise, radiografie) a numerického modelování. BZK KDS Štěpánek Petr BZK KDS Štěpánek Petr BZK KDS Štěpánek Petr STM KDS Veselý Václav STM KDS Veselý Václav STM KDS Veselý Václav Navrhování staveb zaměřené na životnost Práce rozvíjí problematiku publikovanou v ČR např. v časopise Beton TKS, 6/2013 s názvem Navrhování zaměřené na životnost: implementace zásad a normy ČSN ISO Obecné zásady navrhování s ohledem na trvanlivost. Experimentální ověření vlivu pórovitosti na pevnostní a pružnostní charakteristiky konstrukčního betonu Primárním cílem je odhad vztahu závislosti pevnosti v tlaku a modulu pružnosti na pórovitosti pro různé konstrukční betony prostřednictvím ověření či diskuzí již publikovaných matematických modelů odhadu vztahu závislosti pevnosti v tlaku a modulu pružnosti na pórovitosti betonu.

6 Posouzení vlivu vícenásobného cyklického zatěžování na statický modul pružnosti ztvrdlého konstrukčního betonu Hodnocení a predikce trvanlivosti povrchové vrstvy betonu Analýza dlouhodobého chování betonových Práce se zabývá studiem vlivu vícenásobného cyklického zatěžování na přetvárné charakteristiky ztvrdlého betonu. V rámci doktorské práce bude provedena řada laboratorních analýz za účelem popisu změny hodnoty statického modulu pružnosti ztvrdlého konstrukčního betonu v tlaku při vícenásobném cyklickém zatěžování v pružné i plastické oblasti deformačního diagramu. Téma se zabývá studiem trvanlivosti povrchových vrstev betonu a přispívá k rozvoji znalostí v oblasti jejího hodnocení a klasifikace. Jsou očekávány dva hlavní výstupy - první spočívá ve vygenerování vztahu mezi hodnocením výsledku zjišťování kvality povrchových vrstev nestandardizovanými a standardizovanými zkušebními metodami. Druhým očekávaným výstupem jsou návrhy a doporučení pro jednotnou klasifikaci povrchových vrstev betonu na základě výsledků stanovených různými zkušebními metodami. Cílem práce je analýza dlouhodobého chování betonových (mostů, budovy, nádrží apod.). Upřesňování metod sledování, upřesňování výpočetních postupů, porovnávání naměřených a vypočtených hodnot. Konstrukce předpjatých nádrží Cílem práce je vývoj a ověření dodatečně předpjatých nádrží na pohonné hmoty, které zohledňují moderní architektonické, ekologické a bezpečnostní požadavky v rámci možných ekonomických zdrojů. BZK KDS Zich Miloš BZK KDS Zich Miloš