Schválené projekty 2016

Rozdělení přidělené dotace z MŠMT na specifický vysokoškolský výzkum po fakultách se zohledněním celoškolských pracovišť na rok 2016

Celková přidělená částka z MŠMT na specifický vysokoškolský výzkum na VŠB-TUO - 55 896 914 Kč

Z toho 2.5% - 1 397 423 Kč - úhrada způsobilých nákladů spojených s organizací SGS

fakulta přidělená částka v Kč
FBI  1 270 231
EKF  4 459 400
FAST  2 765 016
FS  9 344 371
FEI 13 781 413
HGF  5 130 549
FMMI  7 000 000
VC 10 748 511
CELKEM 54 499 491

KódSP2016/169
Název projektuInterakce a přenos zatížení výztužného klipu střešní vaznice Z254
ŘešitelPařenica Přemysl Ing.
Školitel projektuIng. Miroslav Rosmanit, Ph.D.<br />
Období řešení projektu01.01.2016 - 31.12.2016
Předmět výzkumuROZBOR STAVU PROBLEMATICKY V ČR A VE SVĚTĚ

Tenkostěnné profily jsou v současnosti stále více využívané v konstrukcích průmyslových hal, stavbách občanské vybavenosti a v dalších typech stavebních a technologických konstrukcí. Důvodem je tlak na snižování celkových nákladů na výstavbu a efektivní využívání materiálů. Oproti klasickým ocelovým profilům se tenkostěnné vyznačují zejména úsporou materiálu. Nevýhodou je komplikovaná metodika návrhu a posouzení [1], [3], [4], [5], [6].
V současnosti je používáno několik typů spojů tenkostěnných profilů. Jsou to například spoje bez přídavných výztuh, výztuhy tvořené zdvojením profilů přesahem (overlap) a spoje s přídavnými výztuhami (clips) [2]. V dostupných normových předpisech [5] nejsou zohledněny návrhy a posouzení těchto typů spojení, což je bráno jako hlavní motivace pro tento výzkum. Posuzování spojů je v současnosti prováděno na základě zkušeností, interních testů a předpisů jednotlivých výrobců těchto konstrukcí.
V rámci projektu budou provedeny experimenty na konkrétním typu spoje s klipem. Jedná se o napojení střešní tenkostěnné vaznice na horní pásnici hlavního vodorovného vazníku halové konstrukce. Klip ve spoji má několik funkcí, zejména nosnou a výztužnou. U řešeného spoje není přesně známo, do jaké míry se klip na přenosu sil a spolupůsobení mezi jednotlivými částmi podílí. Skutečné chování a interakce klipu bude zkoumáno na základě numerických modelů. Ty budou validovány fyzikálními experimenty, které budou provedeny v laboratoři stavebních hmot VŠB-TUO. Získané výsledky by mohly vést v budoucnu k tvorbě normových podkladů a doporučení pro návrh těchto typů spojů.

Literatura
[1] Hofmeyer H. Combined web crippling and bending moment failure of first-generation trapezoidal steel sheeting, PhD-thesis, Eindhoven University of Technology, Faculty of Architecture, Department of Structural Design, ISBN 90-6814-114-7, The Netherlands, 2000.
[2] Vraný T., Belica A., Szabó G.:Cold-formed double C beam-column with discrete elastic supports at compression flange,(2006) Proceedings of the International Colloquium on Stability and Ductility of Steel Structures, SDSS 2006, pp. 673-680.
[3] Rosmanit M. Ohybová únosnost tenkostěnných profilů průřezu Z. Praha, 2005. Disertační práce. ČVUT.
[4] Hapl V. Stabilita ocelového prutu spolupůsobícího s pláštěm. Praha, 2010. Disertační práce. ČVUT.
[5] ČSN EN 1993-1-3 - Eurokód 3: Navrhování ocelových konstrukcí - Část 1-3: Obecná pravidla - Doplňující pravidla pro za studena tvarované prvky a plošné profily, CNI
[6] Studnička, J.: Navrhování tenkostěnných za studena tvarovaných profilů, Academia, Praha 1994

PŘEHLED POUŽITÝCH METOD

Fyzikální testy sestavy napojení střešních vaznic:
Zkušební tělesa tvořena dvěma tenkostěnnýma Z-profily umístěné do sestavy budou testovány na lisu. Bude zaznamenáváno vnášené zatížení a deformace pomocí extenzometrů v několika významných bodech konstrukce. Předpoklad testů jsou dvě série po pěti zkušebních sestavách. Pět bude zatěžování tlakem a pět tahem.

Numerické modelování:
Budou vytvořeny numerické modely ve statických software ANSYS a Scia Engineer. Tyto modely budou validovány dle fyzikálních testů.

Fyzikální testy pro zjištění skutečných materiálových charakteristik:
Z plechů použité šarže budou vyřezány zkušební tělesa pro trhací zkoušky. Ze zjištěných materiálových charakteristik budou vytvořeny skutečné pracovní diagramy, které budou použity v numerických modelech. Dále pro tvorbu návrhových materiálových charakteristik je nutné dodržet požadavky uvedené
v EN 1993-1-3 A.6.2 (5), které předepisují statistické zhodnocení skutečných naměřených hodnot únosností válcovaných plechů.

ZDŮVODNĚNÍ ZAPOJENÍ JEDNOTLIVÝCH ČLENŮ

Ing. Přemysl Pařenica – příprava podkladů dle zmíněné metodiky, příprava měření, sepsaní článků, výjezd na konferenci.
Ing. Miroslav Rosmanit, Ph.D. – příprava a kontrola článků, kontrola měření.
Ing. Jan Hurta – laboratorní zkoušky v Laboratoři stavebních hmot.
Ing. Jakub Flodr – konzultace k dané problematice z pozice zaměstnance firmy vyrábějící výše uvedené konstrukce.
Ing. Petr Lehner – konzultace k tvorbě numerických modelů, kontrola článků.

PŘEDCHOZÍ DOSAŽENÉ VÝSLEDKY ČLENŮ TÝMU

1. Flodr J., Krejsa M., Mikolášek D., Brožovský J., Pařenica P.: Numerické modelování tenkostěnného profilu s vlivem redistribuce ohybových momentů. In Modelování v mechanice 2015: sborník příspěvků vědecké konference: 28. a 29. května 2015, Ostrava, Czech Republic. Ostrava: VŠB - Technická univerzita Ostrava, 2015, s. 13-14.
2. Rosmanit M., Pařenica P.: Capacity of composite steel-concrete columns, (2013) Procedia Engineering, 65, pp. 428-433.

HARMONOGRAM ŘEŠENÍ:
únor - březen: Testování materiálových charakteristik a příprava zjednodušených numerických modelů. Dále výroba a příprava testů napojení vaznice.
duben - červen: Provedení fyzikálních zkoušek. Příprava a publikace článků pro konferenci Modelování v mechanice 2016. Publikování průběžných výsledků na konferenci Engineering Mechanics 2016.
červenec - srpen: Vyhodnocení dat ze zkoušek. Příprava a publikace článku v časopise.
únor - říjen: Průběžná optimalizace numerického modelu napojení vaznice.
září - listopad: Příprava a publikace článku do časopisu.
Členové řešitelského týmuIng. Jakub Flodr
Ing. Jan Hurta
Ing. Petr Lehner
Ing. Přemysl Pařenica
Ing. Miroslav Rosmanit, Ph.D.
Specifikace výstupů projektu (cíl projektu)CÍL VÝZKUMU

Cílem projektu je tvorba vybraných výpočetních modelů a jejich ověření experimentem, což by mělo přispět ke stanovení vlivu klipu na přenos sil v řešeném spoji. Získané data jak z fyzikálních testů, tak z numerických modelů bude možné využít pro tvorbu podkladů pro inženýrské návrhy těchto typů spojů. Zjištěných dat bude také využito pro návrhu dalších sérií testů s různými variacemi jednotlivých parametrů (výška profilu, tloušťka plechu, apod.)
OČEKÁVANÉ VÝSTUPY

Příspěvek na konferenci s publikací D:
Engineering Mechanics 2016, 22nd Internationa Conference, 9. až 12. května, Svratka, Česká republika.
[online:]http://www.engmech.cz/im/im/page/organization. Konference by měla být zařazena do databází přes vydavatelství Thomson Reuters.

2x článek s hodnocením Jsc a Jimp:
1. ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences ISSN: 1819-6608 (Scopus)
2. Steel and Composite Structures ISSN:1229-9367 (Scopus)

Nebodované:
Článek na konferenci Modelování v mechanice 2016 na Fakultě stavební VŠB-TUO k seznámení akademické obce s výzkumem. Možnost publikace ve Sborníku vědeckých prací FAST.

Rozpočet projektu - uznané náklady

NávrhSkutečnost
1. Osobní náklady
Z toho
13400,-13400,-
1.1. Mzdy (včetně pohyblivých složek)10000,-10000,-
1.2. Odvody pojistného na veřejné zdravotně pojištění a pojistného na sociální zabezpečení a příspěvku na státní politiku zaměstnanosti3400,-3400,-
2. Stipendia40500,-40500,-
3. Materiálové náklady18550,-13993,-
4. Drobný hmotný a nehmotný majetek0,-0,-
5. Služby4466,-15919,-
6. Cestovní náhrady14900,-8004,-
7. Doplňkové (režijní) náklady max. do výše 10% poskytnuté podpory10200,-10200,-
8. Konference pořádané VŠB-TUO k prezentaci výsledků studentského grantu (max. do výše 10% poskytnuté podpory)0,-0,-
9. Pořízení investic0,-0,-
Plánované náklady102016,-
Uznané náklady102016,-
Celkem běžné finanční prostředky102016,-102016,-