Ústav betonových a zděných konstrukcí: Historie, výuka a výzkum

Ústav betonových a zděných konstrukcí (BZK) zajišťuje výuku v oboru betonových a zděných konstrukcí bytových, občanských, průmyslových a inženýrských staveb a silničních a železničních mostů v bakalářských a magisterských programech. Pracovníci ústavu se zabývají teoretickým a experimentálním výzkumem v oblasti ověřování chování betonových a zděných konstrukcí, výzkumem kompozitních materiálů na bázi cementu, vláknobetonů, vlastností betonu v raném stádiu, vyztuženého zdiva a předpjatých betonových konstrukcí, navrhování na účinky požáru a aplikacemi výsledků výzkumu v metodách praktického navrhování.

Historie Ústavu betonových a zděných konstrukcí

Betonové konstrukce a mosty mají na Českém vysokém učení technickém (založeném roku 1707) dlouholetou tradici. V roce 1909 byl František Klokner (1872 - 1960), tehdy profesor průmyslové školy v Plzni, jmenován profesorem statiky stavebních konstrukcí, staveb ze železového betonu a železových staveb pozemních na c.k. České vysoké škole Technické v Praze. Profesor Klokner správně rozpoznal, že výzkum v oboru železobetonových konstrukcí nelze zakládat jen na teoretických úvahách, nýbrž že je nutné tyto úvahy doplnit experimentálním výzkumem a zkouškami. Proto v roce 1920 založil Výzkumný a zkušební ústav hmot a konstrukcí stavebních (dnešní Kloknerův ústav ČVUT v Praze). Ten byl v své době jeden z největších a nejlépe vybavených ústavů tohoto druhu ve střední Evropě.

Po první světové válce, v roce 1920, došlo ve škole k organizačním změnám. Škola dostala dodnes užívaný název České vysoké učení technické a zahrnovala sedm fakult. Problematika betonových konstrukcí a mostů byla v té době vyučována jednak na Vysoké škole inženýrského stavitelství (VŠIS), kde se jí, na Ústavu statiky stavebních konstrukcí a železobetonových a železných staveb pozemních, zabývali profesoři František Klokner, Stanislav Bechyně a Bedřich Hacar, a jednak na Vysoké škole pozemního stavitelství (VŠPS), kde ji, na Ústavu stavební mechaniky a železobetonových konstrukcí, vyučoval profesor Rudolf Kukač.

Během druhé světové války bylo České vysoké učení technické stejně jako ostatní vysoké školy v Českých zemích uzavřeno. V poválečných letech prošlo České vysoké učení technické dalšími významnými organizačními změnami. Vysoká škola inženýrského stavitelství byla přejmenována na Fakultu inženýrského stavitelství (FIS) a Vysoká škola pozemního stavitelství na Fakultu architektury a pozemního stavitelství (FAPS), jednotlivé ústavy byly přejmenovány na katedry. Na směru inženýrského stavitelství působili v té době jako vedoucí Katedry stavitelství mostů kamenných a betonových a konstrukcí železobetonových profesoři Stanislav Bechyně, Bedřich Hacar, po krátkou dobu též Stanislav Smitka. Na směru pozemního stavitelství působil, na Katedře stavební mechaniky a železobetonových konstrukcí, profesor Rudolf Kukač.

V roce 1960 vznikla sloučením Fakulty inženýrského stavitelství a Fakulty architektury a pozemního stavitelství Fakulta stavební. Sloučením jednotlivých kateder zabývajících se výzkumem a výukou betonových staveb vznikla Katedra betonových konstrukcí a mostů a jejím vedoucím se stal docent Jan Paul. Na katedře pak postupně působili jako vedoucí profesor Antonín Jílek, profesor Jiří Klimeš a profesor Lubor Janda. Katedra navázala a dále rozvíjela práci obou původních kateder. Mimo jiné zpracovávala typizaci předpjatých železničních nosníků, podílela se na přesunu kostela v Mostě a získala ocenění za návrh televizního vysílače na Bukové hoře. Na poli experimentálního výzkumu katedra úzce spolupracovala s jinými výzkumnými ústavy a projektovými kancelářemi.

Čtěte také: Podrobnosti o Ústavu inženýrství a ekonomiky staveb

Po roce 1989 katedra rozvíjí spolupráci se „západními“ zahraničními univerzitami, např. s University of Cardiff na poli výzkumu zatížitelnosti klenbových konstrukcí nebo s polytechnikou ve Varšavě na poli výzkumu dotvarování betonu. S rozvojem výpočetní techniky se na katedře rozvíjí i modelování betonových konstrukcí (program Lomenice profesora Křístka, spolupráce na vývoji programového balíku FEAT) a výzkum materiálových modelů betonu. Katedru v této době vedl profesor Tomáš Vaněk a po něm profesor Vladimír Křístek. V roce 2006 byla Katedra betonových konstrukcí a mostů přejmenována na Katedru betonových a zděných konstrukcí.

Předmět Betonové konstrukce (E) (FAST-BL03)

Předmět Betonové konstrukce (E) (FAST-BL03) v akademickém roce 2013/2014 zahrnuje široké spektrum témat, od základních monolitických skeletových konstrukcí po specializované předpjaté konstrukce a navrhování z vodostavebního betonu. Přednášky mají charakter výkladu základních principů, problémů a metodologie. Ve cvičeních jsou vybraná hlavní témata procvičena na individuálně zadaných projektech (příkladech).

Učební cíle a výsledky učení

Cílem předmětu je naučit studenty základům statického řešení betonových konstrukcí a objektů a získat schopnost navrhovat základní druhy konstrukcí a objektů pozemního a inženýrského stavitelství včetně schopnosti vypracovat příslušnou výkresovou dokumentaci.

Student získá tyto znalosti a dovednosti:

• Znalost základů statického řešení betonových konstrukcí a objektů pozemního a inženýrského stavitelství.
• Schopnost porozumět chování plošných betonových konstrukcí.
• Znalost navrhovat železobetonové prutové konstrukce.
• Znalost navrhovat jednodušší základové konstrukce.
• Schopnost navrhovat deskové a stěnové betonové konstrukce.

Prerekvizity

Pro úspěšné absolvování předmětu jsou nutné znalosti z oborů stavební mechanika, lineární pružnost, zatížení konstrukcí a dimenzování betonových prvků.

Čtěte také: Průvodce studiem stavebnictví Brno

Osnovy výuky

Přednášky

1. Monolitické skeletové konstrukce - zatížení a statické řešení.
2. Monolitické skeletové konstrukce - zásady pro jejich vyztužování.
3. Základové konstrukce - patky, pásy.
4. Základové konstrukce - rošty a desky.
5. Desky působící ve dvou směrech - podepřené po obvodě.
6. Desky působící ve dvou směrech - lokálně podepřené.
7. Roštové a kazetové stropy.
8. Stěnové nosníky.
9. Montované konstrukce - skelety, haly, objekty z plošných a prostorových dílců.
10. Železobetonové zásobníky. Opěrné zdi.
11. Předpjaté konstrukce - podstata, materiály, rozdělení, způsoby vnesení předpětí do betonu.
12. Navrhování konstrukcí z vodostavebního betonu - nádrže, vodojemy a kanály.
13. Zásady navrhování zděných konstrukcí. Provádění a kontrola betonových konstrukcí.

Cvičení

1. Monolitická železobetonová rámová konstrukce - předběžný návrh rozměrů, schematický náčrt tvaru konstrukce, zatížení, zatěžovací stavy pro vnitřní rám.
2. Výpočet statických veličin na rámu.
3. Výpočet statických veličin na rámu - pokračování, kombinace zatížení.
4. Dimenzování příčle na ohyb.
5. Dimenzování příčle na smyk (třmínky, popř. i ohyby).
6. Rozdělení materiálu příčle. Korekce.
7. Dimenzování jednoho vnitřního sloupu.
8. Statické řešení a dimenzování základové patky pod vnitřním sloupem.
9. Výkresy výztuže příčle, patky a sloupu. Korekce.
10. Deska působící ve dvou směrech - předběžný návrh, zatížení, statické veličiny, dimenzování - návrh výztuže.
11. Vyztužování tyčovou výztuží nebo sítěmi. Schéma výztuže.
12. Závěrečná korekce.
13. Odevzdání projektu.

Způsob a kritéria hodnocení

K zápočtu se požaduje odevzdání projektu vypracovaného podle individuálního zadání a příkladů. Studenti jsou povinni projekt a příklady průběžně konzultovat ve stanovených termínech konzultací a korekcí a odevzdat do určeného termínu. Docházka ve cvičeních je kontrolovaná. Zkouška je písemná a sestává z příkladu na probírané téma a z části teoretické. Podmínkou úspěšného složení zkoušky je splnění obou částí.

Doporučená literatura

Základní literatura

• McCORMAC, Jack C. a BROWN, Russell H.: Design of Reinforced Concrete. Hoboken: John Wiley & Sons, 2009. ISBN 978-0-470-27927-4. (EN)
• NILSON, Artur, DARWIN, David a DOLAN, Charles: Design of Concrete Structures. New York: McGraf-Hill, 2009. ISBN 978-0073293493. (EN)

Doporučená literatura

• ČÍRTEK, Ladislav: Betonové konstrukce II. Konstrukce prutové a základové. Brno: VUTIUM, 1999. ISBN 80-214-1543-6. (CS)
• GRENČÍK, Ľudovít: Betónové konštrukcie pre inžinierske a vodohospodárske stavby. Časť 2 B. Bratislava: ALFA, 1986.
• JÍLEK, Antonín, GRENČÍK, Ľudovít a NOVÁK, Václav: Betonové konstrukce pozemních staveb, díl II A. Praha: SNTL, 1984. (CS)
• LANÍKOVÁ, Ivana a ZMEK, Bohuslav: Betonové konstrukce (E). Modul M01 až M03 (studijní opora v elektronické podobě). Brno: VUT, 2008. (CS)
• PROCHÁZKA, Jaroslav: Betonové konstrukce. Předpjatý beton. Konstrukce pozemních a inženýrských staveb. Praha: ČVUT, 1990. ISBN 80-01-00240-3. (CS)
• ZICH, Miloš a BAŽANT, Zdeněk: Plošné betonové konstrukce, nádrže a zásobníky. Brno: CERM, 2010. ISBN 978-80-7204-693-5.

Související předměty a kódy

Katedra zajišťuje výuku v oboru betonových a zděných konstrukcí s několika souvisejícími předměty:

Aktivity a události Ústavu betonových a zděných konstrukcí

Ústav betonových a zděných konstrukcí se aktivně podílí na řadě událostí a projektů. Dne 9. dubna 2024 se uskutečnila exkurze budoucích statiků - studentů oboru KSS na stavbě největšího strategického projektu města Brna - Multifunkční haly ARENA BRNO. Exkurze se pod vedením doc. Zicha účastnilo cca 15 studentů.

Pod vedením firmy Hladík a Chalivopulos s.r.o. proběhla 10. března 2025 exkurze se studenty 4. ročníku do rekonstruovaného hotelu Slavia v Brně.

Fakultní kolo studentské soutěže SVOČ v sekci Inženýrské konstrukce a mosty se pořádalo na ústavu BZK dne 15. dubna 2025. V letošním roce dorazilo méně českých účastníků než v minulých letech, naopak přibylo zahraničních, zejména ze Slovenska.

Čtěte také: Výzkumný ústav a polymerní chemie

Pracovníci ÚBZK pod vedením doc. Ing. se podíleli na projektech stavby Inovace a modernizace plavebních komor pro zvýšení bezpečnosti a intenzity vodní dopravy na vodním díle Gabčíkovo.

Na 65. Mezinárodním strojírenském veletrhu v Brně konaném 8. - 11. října 2024 měli doktorandi a mladí výzkumníci možnost prezentovat svůj výzkum, diskutovat a navazovat kontakty.

Byla také provedena exkurze na ojedinělém mostě, který bude součástí dálnice D55 ze severu na jih. Exkurze probíhala ve chvíli, kdy se mostovka vysouvala nad řeku Moravu v Napajedlích na Zlínsku.

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Iva Broukalová, Ph.D.

tags: #ustav #betonovych #kci #informace

Oblíbené příspěvky:

• Vše o ochranných lištách dveří pro Nissan Juke
• Elegantní mosazné lišty pro interiér
• Kompletní řešení STEICO střech
• Vlastnosti a údržba roštu Ipe
• Rodinný campervan s vyklápěcí střechou