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

KódSP2016/136
Název projektuMonitoring a diagnostika poruch dřevěných mostů a lávek v ČR
ŘešitelFojtík Roman doc. Ing., Ph.D.
Školitel projektu
Období řešení projektu01.01.2016 - 31.12.2016
Předmět výzkumuDlouhodobým výzkumným záměrem je navržení takových opatření, které by přispěly ke zvýšení životnosti dřevěných mostů a lávek v ČR. Historie a dostupné prameny o dřevěných mostech a lávkách jsou podrobně popsány v předešlé žádosti. Předcházející projekt SP2015/185 provedl první průzkumy těchto konstrukcí. Byly zde sledovány základní statické a dynamické jevy, vlhkosti, teploty, tvrdosti a další parametry, které ukazují na stav konstrukce.

Sledovány byly lávky v severních Čechách:
- Velký Šenov, novostavba, trámový z LLD
- Rádlo, stávající, řetězový z LLD
- Liberec, stávající, obloukový LLD
-
Lávky v jižních Čechách:
- Modrava, stávající, hradlový RD
- Modrava, novostavba, trámový LLD
- Černý Kříž, stávající, obloukový LLD
- Lenora, historický, trámový RD
- Český Krumlov, stávající, trámový RD

Jižní Morava:
- Huštěnovice, stávající, trámový LLD
- Staré hatě, stávající, zavěšený LLD
- Brno, stávající, obloukový LLD
- Velehrad, stávající, LLD
- Černvír, historický, trámový RD

Severní Morava:
- Příbor, novostavba, visutý LLD

Cílem prohlídek bylo zjištění stavu stávajících konstrukcí, a také zaznamenání stavu novostaveb. Všechny konstrukce měly větší či menší poruchy, které mohou v budoucnu výrazně ovlivnit životnost těchto staveb. Také byly navštíveny historické mosty, které stojí bezmála 300 let a ukazují, že životnost těchto konstrukcí nemusí být počítána v desítkách let.

Získané znalosti a zkušenosti z reálného měření ukazují, že životnost těchto konstrukcí nebude taková, jak se uvádí v některých literárních zdrojích. V článku Lávka pro pěší a cyklisty u hradu Veveří, Stavebnictví, srpen, 2008, http://www.casopisstavebnictvi.cz/drevena-lavka-pro-chodce-a-cyklisty-uhradu-veveri_N1321“, je uvedeno: „Z hlediska životnosti dřevěné konstrukce lávek nebo mostů pro pěší a cyklisty se nabízí možnost jejich zastřešení (užívaná poměrně často např. v období středověku), která při zvýšených nákladech na stavbu životnost konstrukce mnohokrát znásobí.“, což bohužel neodpovídá zjištěným skutečnostem stavu některých lávek, jak je uvedeno ve článku: „Fojtík, R., Lokaj, A., Mareček, D.: Diagnostics of footbridge over the Jizera river in Benešov, 5th International Conference on Advances in Materials and Manufacturing Processes, prosinec 2014, v tisku“. Uvedený článek popisuje cca 12 let starou visutou lávku, jejíž dřevěná nosná konstrukce je tvořena rostlým dřevem, v obci Benešov u Semil.

Faktory ovlivňující životnost jsou například popsány ve článku: „Bobeková, E.: MOSTY A LÁVKY NA BÁZE DREVA, Stavebne materiály, únor 2012, http://www.asb.sk/stavebnictvo/drevostavby/mosty-alavky-na-baze-dreva“, „Medzi hlavné faktory, ktoré ovplyvňujú dĺžku životnosti drevených prvkov, patria druh, kvalita a prirodzená trvanlivosť dreva“. Z uvedených faktorů je zřejmé, že živostnost mostů v různých oblastech Evropy (světa) bude rozdílná, neboť kvalita dřeva je regionální, tudíž nemůžeme srovnávat výsledky například ze Skandinávie. Je tedy nutné zaměřit se právě a pouze na konstrukce v ČR, které jsou realizovány z místních dřevin.

Na základě stavu stávajících dřevěných mostů a lávek bylo řešitelským kolektivem rozhodnuto o pokračování v projektu SP2016/136, jehož hlavním cílem je doplnění databáze o další konstrukce, a také sledování stavu již monitorovaných staveb.

Cílem je získání chování dřevěných mostů a lávek v čase, a také odhalení všech poruch, se kterými se na těchto konstrukcích setkáváme. Tyto informace by měly být cenné právě pro odbornou veřejnost, která tyto stavby navrhuje a opravuje. Získaná data budou také poskytnuta pro tvorbu publikace, která se zabývá právě problémy dřevěných mostů a lávek a bude vydaný profesní komorou ČKAIT.


Mezi další příznivé faktory tohoto projektu patří zapojení studentů doktorského a studentů magisterského studia, jejichž témata prací se shodují nebo prolínají s tímto dlouhodobým projektem.

Vzhledem k tomu, že systém neumožňuje, aby hlavním řešitelem byla Ing. Veronika Vašková, jejímž přímým tématem disertace je právě tento projekt, byl zvolen jako žadatel pomocný školitel Ing. Roman Fojtík, Ph.D., který se tématem dlouhodobě zabývá. Téma s názvem „Vybrané problémy dřevěných mostů a lávek z hlediska prostorové tuhosti a použitelnosti“ je tématem disertační práce Ing. Davida Marečka. Také student magisterského studia Bc. Karel Hešnaur, který je zapojený do tohoto projektu má související téma „Dřevobetonový most“.

Nezanedbatelným přínosem tohoto projektu, stejně jako těch předchozích, je získání nových zkušeností v oblasti diagnostiky mostních konstrukcí, což již přineslo finanční prospěch pro FAST ve formě HS.

Pro realizaci bude nutné užití mnoha diagnostických a numerických metod. Jednou z nejdůležitějších užitých metod je vizuální prohlídka, která ukáže, v jakém je daná konstrukce stavu, a kde jsou její slabiny nebo poruchy. Tato metoda bude aplikována na všechny prohlížené konstrukce.

Na všech prohlížených konstrukcích bude sledovaná teplota pomocí optických bezdotykových teploměrů. Tato metoda je běžně užívaná pro stanovování teplot na konstrukcích. Sledování teplot je důležité pro následné vyhodnocení dalších veličin. Těmito snímači laboratoř FAST disponuje.

Vlhkost je dalším parametrem, který bude sledován na všech prohlížených konstrukcích. Bude zde užito odporového vlhkoměru, který je určen právě pro měření vlhkosti dřeva. Jedná se o běžně využívanou metodu pro stanovení vlhkosti. Sledování tohoto parametru je důležité pro následné vyhodnocení dalších veličin. Těmito snímači laboratoř FAST disponuje.

Pro stanovení tvrdosti dřeva bude využito Pilodynu, který patří mezi nejčastěji používané zařízení. Tato metoda patří mezi nejméně invazivní, a proto je vhodná pro již realizované konstrukce. Tohoto postupu bude užito pouze v případě, že k tomuto svolí správce stavby. Sledování tvrdosti je důležité pro následné vyhodnocení dalších veličin. Těmito zařízením laboratoř FAST disponuje.

Na vybraných konstrukcích bude provedena statická zatěžovací zkouška, která přinese základní parametry, mezi které patří průhyb pod známým zatížením, a také změna napjatosti v krajních vláknech. Pro průhyb bude užito snímačů dráhy a pro změnu napjatosti v krajních vláknech bude užito fóliových a strunových tenzometrů. Snímače dráhy a strunové tenzometry jsou k dispozici v laboratoři FAST. Fóliové tenzometry bude nutné pro měření zakoupit.

Posledním plánovaným diagnostickým postupem bude stanovení dynamických parametrů konstrukce. Zde bude užito snímačů zrychlení, na jejichž základě budou stanoveny dynamické vlastnosti konstrukce. Jedná se o běžně užívanou metodu. Snímači v minimální míře disponuje laboratoř FAST. Nezbytnou nutností pro návrh osazení snímačů je orientační numerický model, který bude proveden v programu SCIA Engineer, který byl již pro tyto účely úspěšně využit v předcházejících projektech. Tohoto programu bude také využito pro porovnání naměřených dat s MKP modelem.
Přehled nejvýznamnějších dosažených výsledků členů týmu:

• Ing. Roman Fojtík, PhD.

RUMLOVÁ, J. - FOJTÍK,R. The Timber Tie Beam: The Analysis of Spatial Framework Joint.
1st International Conference on Structural Integrity, ICSI 2015; Funchal, Madeira. 2015, s. 132-139

CECHÁKOVÁ, V. - ROSMANIT, M. - FOJTÍK, R. FEM modeling and experimental tests of timber bridge structure. 23rd Czech and Slovak International Conference on Steel Structures and Bridges 2012; Podbanske; Slovakia 2012, s. 79-84

• Doc. Ing. Antonín Lokaj, PhD.

LOKAJ, A. - KLAJMONOVÁ, K. Dowel Type Joints of Round Timber Exposed to Static and Cyclic Tension Forces. 1st International Conference on Structural Integrity, ICSI 2015; Funchal, Madeira 2015, s. 240-247

KLAJMONOVÁ, K. - LOKAJ, A. Round Timber Bolted Joints Reinforced with Self-Drilling Screws. 1st International Conference on Structural Integrity, ICSI 2015; Funchal, Madeira 2015, s. 263-270

LOKAJ, A. Round timber bolted joints with steel plates under static and cyclic loading. 13th International Conference on Fracture and Damage Mechanics, FDM 2014; Azores. 2014, s. 29-32


Přehled nejvýznamnějších dosažených výsledků členů týmu - studentů:

• Ing. David Mareček

MAREČEK, D. Lávka pro pěší v Hřensku. Sborník příspěvků XV. Konference: Ocelové
konstrukce 2013, Karlova Studánka, 2013, s. 50-53, ISBN: 978-80-86604-61-9

MAREČEK, D. Zastřešení zimního stadionu ve Varnsdorfu. Sborník příspěvků konference
Juniorstav 2013, Vysoké učení technické v Brně, 2013, s. 203, ISBN: 978-80-214-4669-4

MAREČEK, D. Návrh ocelové konstrukce automatizovaného parkovacího domu. Automatizované dopravní centrum Ostrava Sborník příspěvků XIV. Konference: Ocelové konstrukce 2012, Karlova Studánka, 2012, s. 39-42, ISBN: 978-80-86604-57-2

MAREČEK, D. Rekonstrukce lávky pro pěší v Desné. Sborník příspěvků. Konference: Juniorstav 2006, Vysoké učení technické v Brně, 2006, s. 99-104, ISBN: 80-214-3109-1

MAREČEK, D. Zastřešení objektu sklářské školy v Novém Boru. Informace ČSSI 4/2004, Příloha k informacím OP ČSSI Ostrava č.2005/2.1, ČSSI, OP Ostrava, 2005, s.1-2, ISSN: 1213-4112

• (Ing.) Bc. Veronika Vašková

VAŠKOVÁ, V. - FOJTÍK, R. - PUSTKA, D. Monitoring and Failures of Footbridges made of Glued Laminated Wood.

Členové řešitelského týmudoc. Ing. Roman Fojtík, Ph.D.
Bc. Karel Hešnaur
prof. Ing. Antonín Lokaj, Ph.D.
Ing. David Mareček
Ing. Veronika Vašková
Specifikace výstupů projektu (cíl projektu)Cílem tohoto projektu je především provést opakované prohlídky vybraných konstrukcí, a také realizovat prohlídky nových konstrukcí tak, aby byl dostatečný statistický soubor pro možnost vyhodnocení vzniklých poruch a jejich příčin.
Plánuje se prohlídka cca 10 nových lávek v ČR, a také kontrola stavu již sledovaných konstrukcí, u kterých byly zjištěny závažnější poruchy, mezi které bude patřit:
- Modrava, stávající, hradlový RD
- Český Krumlov, stávající, trámový RD
- Huštěnovice, stávající, trámový LLD
- Velehrad, stávající, LLD
- Příbor, novostavba, vysutý LLD

Dlouhodobým cílem výzkumu je popsat poruchy dřevěných mostů a lávek a
na základě tohoto pak stanovit orientační délku životnosti konstrukce. Jedná se o
dlouhodobý výzkumný záměr, který navazuje na některé předcházející projekty.
Získané poznatky o životnosti těchto staveb by měly přispět k lepšímu návrhu nových konstrukcí a k sanaci stávajících konstrukcí.
Tento konkrétní projekt se zaměřuje především na průzkum stávajících
konstrukcí a diagnostiku vybraných staveb. Výsledky budou porovnány s daty získanými v minulosti, následně pak určí další postup výzkumu.
V návaznosti na předchozí projekty týmu Ing. Romana Fojtíka, Ph.D., jsou získávány referenční stavby, které byly podrobena těmto zkouškám a na jejímž základě bude nabízena služba experimentálního měření mostních konstrukcí v praxi, jež již funguje a přináší finance VŠB-TUO, FAST.

Výstupy projektu:
• podání dvou článků s potenciálem zařazení do databáze SCOPUS (Jsc)
• podklady pro disertační práce (Ing. Vašková, Ing. Mareček)
• podklady pro diplomovou práci (Ing. Karel Hešnaur)
• získání zkušeností s experimentálním měřením lávek
• referenční stavba pro případné investory požadující komerční a experimentální měření, které poskytuje Ing. Roman Fojtík, Ph.D. pod záštitou VŠB-TUO (smlouvy HS)

Harmonogram:
březen - vytipování vhodných konstrukcí pro průzkum
duben až srpen - práce v terénu, diagnostika
srpen až listopad - publikační činnost a vyhodnocení výsledků

Rozpočet projektu - uznané náklady

NávrhSkutečnost
1. Osobní náklady
Z toho
10000,-10000,-
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 zaměstnanosti0,-0,-
2. Stipendia64500,-64500,-
3. Materiálové náklady10000,-33235,-
4. Drobný hmotný a nehmotný majetek5000,-4170,-
5. Služby22000,-13645,-
6. Cestovní náhrady28000,-13950,-
7. Doplňkové (režijní) náklady max. do výše 10% poskytnuté podpory15500,-15500,-
8. Konference pořádané VŠB-TUO k prezentaci výsledků studentského grantu (max. do výše 10% poskytnuté podpory)0,-0,-
9. Pořízení investic0,-0,-
Plánované náklady155000,-
Uznané náklady155000,-
Celkem běžné finanční prostředky155000,-155000,-