Katedra konstrukcí pozemních staveb se zaměřuje na komplexní problematiku navrhování konstrukcí budov a projektování objektů pozemních staveb, ať už obytných, občanských, průmyslových nebo zemědělských. Cílem je dosahování vysoké kvality konstrukčního řešení z hlediska širokého spektra kritérií udržitelnosti. Toho je dosaženo především prostřednictvím uplatnění progresivních technologií, nových materiálů a energeticky a materiálově efektivních řešení.
Studijní programy a zaměření
Katedra konstrukcí pozemních staveb se jako profilová podílí na bakalářských a magisterských studijních programech a oborech, které připravují odborníky pro stavební praxi. Studium je zaměřeno na zvládnutí komplexního navrhování pozemních staveb, tj. budov a jejich součástí, v širším kontextu stavebního inženýrství.
Bakalářské studijní programy:
- Program Stavební inženýrství
- Specializace Pozemní stavby
- Specializace Požární bezpečnost staveb
- Program Architektura a stavitelství
- Program Stavitelství
- Program Civil Engineering
Magisterské studijní programy:
- Program Stavební inženýrství - Pozemní stavby
- Specializace Projektování pozemních staveb (od 2023-24)
- Specializace Statika pozemních staveb (od 2023-24)
- Program Integrální bezpečnost staveb
- Program Budovy a prostředí
- Specializace Technická zařízení budov (od 2023-24)
- Specializace Stavební fyzika (od 2023-24)
- Program Architektura a stavitelství
- Mezifakultní studijní program Inteligentní budovy
- Program Civil Engineering
- Program Erasmus+
Cílem magisterského studijního programu Stavební inženýrství - pozemní stavby je výchova odborníků v oblasti stavebnictví, se zaměřením na pozemní stavby. Třísemestrální navazující magisterský studijní program Stavební inženýrství v oboru Pozemní stavby zaměření Konstrukce a statika staveb navazuje na čtyřleté bakalářské studium obdobného technického zaměření. Jeho studium je cíleně zaměřeno do jednotlivých specializací oboru a zaměření, a to na Navrhování kovových a dřevěných konstrukcí, Navrhování betonových a zděných konstrukcí, Stavební mechaniku a Geotechniku.
Moderní přístupy a technologie ve výuce
Důraz je kladen na souvislosti a propojení poznatků z jednotlivých oblastí navrhování i realizace pozemních staveb se zaměřením na architektonicko-stavební řešení s respektováním zásad udržitelné výstavby a konstrukční, materiálovou a energetickou efektivnost vedoucí k budovám s kvalitním vnitřním prostředím. Komplexním pojetím výuky je student připravován pro týmovou spolupráci profesí, které se podílejí na navrhování, realizaci a provozu objektů pozemních staveb. Nedílnou součástí výuky je problematika BIM jako efektivní nástroj pro komplexní navrhování staveb. Studenti si v odborných předmětech osvojí současné metody navrhování s využitím informačních technologií (BIM) a specifickým softwarovým vybavením.
Numerické metody a modelování
Cílem je seznámit studenty se základní problematikou numerické matematiky, soustavami lineárních rovnic, a metodami řešení parciálních diferenciálních rovnic (jak eliptických, tak parabolických, a menší pozornost hyperbolickým problémům). V předmětu se studují modely používané v mechanice kontinua pevné fáze, jako jsou rheologické modely (Kelvinův-Voigtův materiál, Maxwellův materiál), viskózní materiály s vedením tepla, termoelastický materiál a adiabatický materiál.
Čtěte také: Ploty a jejich konstrukce
Předmět je zaměřen na numerické modelování transportu tepla a vodní páry ve stavebních konstrukcích a v budovách. Diskutována je problematika řešení různých typů difúzních a konvektivně-difúzních rovnic (např. šíření tepla prouděním a vedením a kombinací těchto transportních mechanismů), a to především s ohledem na využití metody konečných prvků a výpočetní techniky. Hlavní důraz je kladen na praktickou aplikaci CFD (computational fluid dynamics) modelování při řešení vybraných problémů stavební fyziky.
Materiálové inženýrství a stavební fyzika
Výuka zahrnuje základy stavební fyziky a materiálového inženýrství. Postupně jsou probírány experimentální metody potřebné pro lepší praktickou znalost vybraných fyzikálních vlastností stavebních materiálů, z nich složených stavebních konstrukcí a prvků a dále i celých částí budov - tedy od mikro po makro měřítko v pojetí obestavěného prostředí. Mezi takové charakteristické vlastnosti, kterým je zde věnována pozornost, patří především tepelná vodivost, difuze a sorpce vodní páry, nasákavost stavebních materiálů. Na úrovni stavebních konstrukcí především součinitel prostupu tepla, průvzdušnost metodou tlakového spádu, odolnost proti tlakovému dešti, využití termografického snímkování a další.
Předmět se zabývá obnovitelnými zdroji energie a energetickými systémy v budovách. Podrobně se probírají různé druhy obnovitelných zdrojů energie. Je zaměřen na problematiku energetického auditu budov a modelování energetického chování budov s využitím pokročilých simulačních nástrojů. Pozornost se věnuje strategiím řešení kombinací minimalizované energetické potřeby a vhodné integrace prvků využívajících obnovitelných zdrojů energie.
Diagnostika a průzkum budov
Katedra nabízí předměty v oblastech diagnostiky a průzkumu budov. Rozšířená diagnostika stávajících stavebních konstrukcí se speciálním zaměřením na korozní vlivy prostředí v železobetonových konstrukcích a kvalitu betonových konstrukcí je klíčová. Dále se řeší rychlé dynamické děje, simulace interakce tlakové vlny výbuchu a konstrukce (nebo konstrukčních prvků) z kompozitních materiálů, ale i netradičních stavebních materiálů, vrstveného skla. Verifikace výstupů diagnostiky konstrukcí metodami NDT probíhá přes komplexní výpočetní modul plně integrovaný v MKP model.
Základy experimentálního měření a instrumentace zkoušených prvků a konstrukcí, teorie experimentu, měření a zpracování výsledků, konstrukce a principy jednotlivých druhů snímačů, aplikace tenzometrie, zkušební stroje a zařízení, statické a dynamické zatěžovací zkoušky konstrukcí, prvků a dílců, destruktivní a nedestruktivní zkušební metody jsou součástí výuky.
Čtěte také: Konstrukce OSB podlahy
Aplikace nanotechnologií a pokročilých materiálů
V rámci studia se rovněž zkoumají nanovlákna a jejich aplikace. Popisuje se princip elektrozvlákňování a NANOSPIDER, rozdíly ve vlastnostech nanovláken versus makrosvět. Dále se řeší modifikace polymerních nanovláken (plazmatické technologie, heterogenní nukleace, bakteriocidita) a vlastnosti tenkých vrstev z polymerních nanovláken (smáčivost, hydrofobicita). Aplikace polymerních nanovláken se řeší v moderním stavitelství, ochraně historických památek a v životním prostředí (mikrofiltrace, vodoodpudivost, bakteriocidita).
Optimalizace a řízení stavebních projektů
Katedra se také zabývá optimalizací návrhu realizace stavby, deterministickými a stochastickými metodami modelování procesů hrubé stavby a vývojem nových technologií v podmínkách průmyslu 4.0, i s pomocí robotů. Vazby mezi jednotlivými stavebními procesy vyplývající z prostorové a technologické struktury stavebního procesu jsou analyzovány. Cílem je optimalizace objektů pozemních staveb a jejich konstrukčních prvků z hlediska jejich materiálové a energetické náročnosti a s ohledem na splnění požadované úrovně funkčních požadavků a zajištění požadované spolehlivosti a trvanlivosti konstrukce. Dále se hodnotí životní cyklus (LCA) staveb a optimalizace konstrukcí z hlediska jejich vlivu na životní prostředí.
Alokace rizik a jakost
Předmět se seminární formou zabývá problematikou nekvality v investičním procesu a exploataci výsledků systému hmotné výroby. Rozbor jednotlivých rozhodujících procesů z hlediska rizika (what-if) u procesů s ohledem na Paretovo pravidlo - zemní práce, základy, inženýrské sítě, nosná konstrukce (zděná, monolitická železobetonová, montovaná), zastřešení, hrubé vnitřní práce, úpravy povrchů vnitřní a vnější, dokončovací práce, vnější úpravy a některé další vybrané technologie jsou klíčové oblasti. Alokace rizik těchto procesů s vazbou na vstupní, mezioperační a výstupní kontroly jakosti a vyhodnocení rizik s vazbou na zpětné zajištění jakosti jsou důležité. Určení pravděpodobnosti (nebo četnosti) výskytu jmenovaných rizik u jednotlivých procesů a kvantifikace následků, antirisking a derisking, optimalizace dílčích pravděpodobností a výpočet rizika jsou dalšími součástmi.
Zapojení do výzkumu a praxe
Katedra konstrukcí pozemních staveb aktivně spolupracuje s odbornou praxí a s domácími i zahraničními univerzitami. Probíhá testování inovativního přístupu k výuce, tzv. RLLL Real Life Learning Lab konceptu, jehož cílem je těsnější propojení studentů, výzkumu a stavební praxe, a také propojení studentů z různých technických i uměleckých oborů ve stavebnictví, tzv. multidisciplinární přístup.
Příklady projektů a ocenění
- Tým ČVUT se úspěšně účastnil mezinárodní studentské soutěže Solar Decathlon Europe 21-22 s domem FIRSTLIFE, který následně sloužil jako kancelář během přípravy výstavy a informační stánek.
- Ocenění získala dvousvazková publikace "Obnova, sanace a rekonstrukce historických staveb" autorského týmu zaměstnanců Fakulty stavební ČVUT v Praze pod vedením prof. Jiřího Witzanyho. Publikace je zaměřena na komplexní problematiku historických a památkově chráněných staveb.
Katedra umožňuje prostřednictvím povinně volitelných a volitelných předmětů rozšiřovat znalosti nad rámec předmětů povinných. Nabízí více jak 40 povinně volitelných, resp. volitelných předmětů z oblastí jako CAD softwary, modelování a analýza stavebních konstrukcí, stavební fyzika (tepelná technika, akustika, osvětlení), netradiční materiály ve stavebnictví, stavebnictví rozvojových zemí, diagnostika a průzkum budov, rekonstrukce historických budov a informační modelování (BIM) na platformě Autodesk, Graphisoft i Nemetschek.
Čtěte také: Jak správně na sádrokartonový podhled
Na katedře konstrukcí pozemních staveb je každý rok zpracováno téměř 100 bakalářských a diplomových prací zaměřených na širokou škálu témat od návrhu novostaveb s využitím nejmodernějších materiálů a postupů navrhování, přes energetickou a tepelně technickou problematiku až po návrh rekonstrukcí historických a památkově chráněných objektů.
Přehled vyučovaných předmětů (výběr)
Pozemní stavby 1
Kód předmětu: 124PS01
Rozsah: 4+2
Zakončení: Zápočet, zkouška
Druh studia: Bakalářský
Semestr: Letní, zimní
Typ předmětu: Povinný
Garant předmětu: prof. Ing. Petr Hájek, CSc.
Anotace: Koncepce navrhování nosných konstrukcí pozemních staveb s komplexním uvažováním funkčních požadavků kladených na jednotlivé prvky. Požadavky na pozemní stavby, konstrukční systém, interakce prvků, prostorové působení konstrukčního systému. Svislé nosné konstrukce (funkce, požadavky, principy konstrukčního řešení stěn, sloupů), stropní konstrukce (funkce, požadavky, principy konstrukčního řešení kleneb, dřevěných stropů, železobetonových stropů, keramickobetonových stropů, ocelových a ocelobetonových stropů). Dilatační spáry v nosných systémech. Konstrukční systémy jedno a vícepodlažních staveb, konstrukční systémy halových staveb. Předsazené konstrukce. Základní přehled vybraných kompletačních konstrukcí (obvodové pláště budov, podlahy, podhledy). Schodiště, rampy, výtahové šachty (požadavky, konstrukční a materiálová řešení, statické principy, zatížení). Základové konstrukce (požadavky, základové podmínky, typy základů, principy). Konstrukce spodní stavby (požadavky, statické principy, zatížení, dilatace). Hydroizolace spodní stavby (povlakové hydroizolace, bílé vany).
Projekt 1
Kód předmětu: 124P01C
Rozsah: 0+4
Zakončení: Klasifikovaný zápočet
Druh studia: Bakalářský
Semestr: Letní
Typ předmětu: Povinný
Garant předmětu: doc. Ing. Jiří Pazderka, Ph.D.
Anotace: Obsahem předmětu je návrh technického řešení pozemní stavby menšího nebo středního rozsahu (typicky bytový dům s podzemními garážemi nebo případně i jiný objekt, jako např. mateřská škola nebo penzion). Student zpracuje návrh ve formě dílčí části projektové dokumentace pro stavební povolení s některými dalšími vybranými přílohami, typickými pro prováděcí projekt. Zahrnuje variantní návrh konstrukčního systému budovy a technickou zprávu dle vyhlášky.
Doktorské studium
Informace k doktorskému studiu jsou dostupné na stránkách Fakulty stavební. Studenti doktorského studia během kurzu budou seznámeni s programováním průmyslových robotů v technologii staveb, s základy parametrického modelování a jeho využití pro ovládání průmyslových robotů. Doktorand se seznamuje se základními principy a částí legislativy v oblasti znalecké činnosti. Předmět postupnou formou analyzuje jednotlivé stavební konstrukce z hlediska posuzování poruch a jejich řešení ve znaleckém posudku znalce a znalecké organizaci. Teoretické zásady jsou dokumentovány na konkrétních příkladech z vypracovaných znaleckých posudků.
Vybrané předměty doktorského studia (1. ročník, letní semestr):
| Zkratka | Název | J.Kr. | Pov. | Prof. | Uk. | Hod. rozsah | Sk. | Ot. | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| BY002 | Angličtina pro středně pokročilé (zkouška) | cs | 2 | Povinný | - | zk | ano | ||
| CB001 | Aplikovaná fyzika | cs | 3 | Povinný | - | zá,zk | P - 26 / C1 - 13 | ano | |
| CD005 | Dynamika | cs | 5 | Povinný | - | zá,zk | P - 26 / C1 - 26 | ano | |
| CF002 | Speciální metody zakládání (S) | cs | 4 | Povinný | - | zá,zk | P - 26 / C1 - 13 | ano | |
| CD006 | Teorie spolehlivosti | cs | 4 | Povinný | - | zá,zk | P - 26 / C1 - 13 | ano | |
| CO051 | Modelování kovových a dřevěných konstrukcí | cs | 5 | Povinně volitelný | - | zá,zk | P - 26 / C1 - 26 | 5085 | ano |
| CL053 | Vybrané statě z betonových konstrukcí 1 (KON) | cs | 5 | Povinně volitelný | - | zá,zk | P - 26 / C1 - 26 | 5085 | ano |
| CD051 | Vybrané statě ze stavební mechaniky 2 (S) | cs | 5 | Povinně volitelný | - | zá,zk | P - 26 / C1 - 26 | 5085 | ano |
| CD052 | Statická a dynamická analýza stavebních konstrukcí (KON) | cs | 5 | Povinně volitelný | - | zá,zk | P - 26 / C1 - 26 | 5086 | ano |
| CL052 | Statika při rekonstrukcích (S) | cs | 5 | Povinně volitelný | - | zá,zk | P - 26 / C1 - 26 | 5086 | ano |
| CO053 | Vybrané statě z kovových a dřevěných konstrukcí | cs | 5 | Povinně volitelný | - | zá,zk | P - 26 / C1 - 26 | 5086 | ano |
| CL056 | Diplomový seminář (S-BZK) | cs | 2 | Povinně volitelný | - | zá | C1 - 26 | 5087 | ano |
| CO067 | Diplomový seminář (S-KDK) | cs | 2 | Povinně volitelný | - | zá | C1 - 26 | 5087 | ano |
| CD053 | Diplomový seminář (S-STM) | cs | 2 | Povinně volitelný | - | zá | C1 - 26 | 5087 | ano |
Předměty společného základu jsou zaměřené na konstrukce pozemních staveb a jejich vzájemné interakce, matematickou statistiku, zakládání budov a praktické komplexní navrhování stavebních konstrukcí v rámci semestrálních projektů. Studijní program je v 1. i 2. semestru rozvíjen povinně volitelnými předměty - jedná se o více specializované, profilující studijní předměty.
tags: #obor #konstrukce #pozemnich #staveb #informace