Projekt byl zaměřen na rozšíření a zkvalitnění náplně vybraných předmětů o reálné experimenty v laboratoři Ústavu stavební mechaniky Fakulty stavební Vysokého učení technického v Brně. Studenti si mohou sami vyzkoušet reálný experiment na předem připravených vzorcích z prostého betonu a sledovat skutečné chování studovaného materiálu při jeho zatěžování. To jim umožní lepší pochopení problémů lomové mechaniky a také srovnání výsledků reálného experimentu s dosud prováděnými numerickými simulacemi zatěžování betonových prvků v programu ATENA. Výsledky experimentů zároveň slouží k identifikaci materiálových parametrů pro zpřesnění numerického modelu. Vypočtená pole deformací je navíc možné porovnat s optickým měřením pomocí systému ARAMIS, který byl na Ústav stavební mechaniky Fakulty stavební Vysokého učení technického v Brně pořízen.
V rámci projektu bylo vyrobeno dostatečného množství zkušebních vzorků z prostého betonu, které zajistí provádění experimentů ve cvičeních vybraných předmětů po dobu nejméně 3 let, tj. minimálně do roku 2015 včetně. Cílovou skupinou projektu jsou studenti oborů Konstrukce a dopravní stavby a Pozemní stavby vyšších ročníků bakalářských studijních programů Stavitelství a Stavební inženýrství a studenti oboru Realizace staveb navazujícího magisterského studijního programu Stavební inženýrství. Dotčené předměty se týkají studijních programů vedených jak v českém, tak i v anglickém jazyce.
Konkrétními předměty jsou:
Pro samotné testování byl v softwaru řídícím zatěžovací stroj vytvořen zatěžovací program pro jednotlivé typy testů. Z provedených experimentů byly získány l-d (load-displacement) křivky, tj. křivky závislosti zatížení na řízeném posunu zatěžovací hlavy lisu. Tyto křivky jsou pro jednotlivé typy testů vyobrazeny plnou čarou na obrázcích vlevo nahoře. V tomtéž obrázku jsou čárkovaně zobrazeny l-d křivky získané optickým měřením pomocí systému ARAMIS. Vpravo nahoře je vykresloeno pole poměrných přetvoření vypočtené na základě měření systémem ARAMIS.
Pro numerické výpočty byly vytvořeny ukázkové simulace jednotlivých typů zkoušek v programu ATENA 2D, které jsou ve formě vstupních souborů formátu *.cc2 k dispozici ke stažení. L-d křivky provedených 30 simulací společně se střední odezvou jsou zobrazeny na obrázku vlevo ve středu. Na tomtéž obrázku je čárkovaně zobrazena také průměrná experimentální l-d křivka, jejíž souřadnice jsou rovněž dostupné ke stažení. Vpravo ve středu je vykresleno pole poměrných přetvoření získané simulací v softwaru ATENA.
Na obrázcích vlevo dole jsou pak zobrazeny čárkovanými čarami l-d křivky z dosud provedených experimentů, včetně průměrné hodnoty, a červeně pak křivka získaná simulací experimentu v programu ATENA s naidentifikovanými parametry modelu, kterými byly modul pružnosti, pevnost betonu v tahu a lomová energie. Vpravo dole je možné vidět konfiguraci samotného testu.
Rozměr vzorku: 45 mm x 45 mm x 200 mm
Hloubka zářezu: 15 mm
Zkouška: 3bodový ohyb (3PB)
Ke stažení: simulace v programu ATENA 2D ve formátu *.cc2
střední odezva z experimentu ve formátu *.txt
Rozměr vzorku: 150 mm x 150 mm x 75 mm
Hloubka zářezu: 30 mm
Zkouška: test štípání klínem – wedge-splitting test (WS)
Ke stažení: simulace v programu ATENA 2D ve formátu *.cc2
střední odezva z experimentu ve formátu *.txt
Rozměr vzorku: 45 mm x 45 mm x 200 mm
Smykové rozpětí: 60 mm
Ohybové rozpětí: 0
Zkouška: 3bodový ohyb (3PB)
Ke stažení: simulace v programu ATENA 2D ve formátu *.cc2
střední odezva z experimentu ve formátu *.txt
Rozměr vzorku: 45 mm x 45 mm x 400 mm
Smykové rozpětí: 60 mm
Ohybové rozpětí: 250 mm
Zkouška: 4bodový ohyb (4PB)
Ke stažení: simulace v programu ATENA 2D ve formátu *.cc2
střední odezva z experimentu ve formátu *.txt
Výsledky budou prezentovány na 16. odborné konferenci doktorského studia Juniorstav 2014 dne 30. 1. 2014 – odkaz na publikovaný článek .
Výsledky byly získány za finanční podpory Fondu rozvoje vysokých škol, projekt č. 828/2013/G1 – Zavedení experimentů pro identifikaci materiálových parametrů do předmětů stavební mechaniky. Autoři by dále chtěli poděkovat Ing. Václavu Sadílkovi, Ph.D. za pomoc při práci v laboratoři a zpracovávání výstupů z přístroje ARAMIS.