Výzkum je zaměřen na numerickou analýzu ocelových konstrukčních prvků vystavených požáru. V rámci práce bude navržen, realizován a vyhodnocen experimentální program, jehož výsledky poslouží k validaci numerických simulací, ověření výpočetních postupů a k vývoji metod založených na umělé inteligenci pro návrh konstrukčních prvků a jejich spojů. Hlavními nástroji řešení budou metoda konečných prvků a pokročilé techniky umělé inteligence.
Cílem výzkumu je detailně zkoumat chování ocelových konstrukčních prvků, zejména nosníků s otevřeným profilem, při zvýšených teplotách způsobených požárem. K tomu bude využit kombinovaný přístup zahrnující experimentální zkoušky, numerické simulace a modelování založené na umělé inteligenci. Projekt zahrne návrh, provedení a vyhodnocení experimentů sledujících mechanickou odezvu konstrukčních prvků při tepelném zatížení. Následně budou vyvinuty a validovány numerické modely, které umožní optimalizaci návrhových řešení pomocí metod strojového učení a pokročilých algoritmů umělé inteligence.
Metoda konečných prvků umožní detailní popis interakcí mezi mechanickým chováním prvků a funkčností jejich spojů při současném působení teplotního a mechanického zatížení. Zvláštní pozornost bude věnována nosníkům s otevřeným profilem s konstantním i proměnným průřezem, které jsou v moderních ocelových konstrukcích široce využívány pro svůj příznivý poměr hmotnosti a pevnosti a vysokou materiálovou efektivitu. Výzkum se zároveň zaměří na optimalizaci návrhu konstrukčních prvků nejen z hlediska únosnosti a požární odolnosti, ale také s ohledem na environmentální aspekty, zejména emise CO₂ spojené s výrobou prvků a celkový vliv na životní prostředí.
Očekávaným přínosem práce je formulace doporučení pro postupy numerického modelování ocelových konstrukčních prvků, určení oblastí použitelnosti navržených postupů v různých konstrukčních systémech a podmínkách požárního zatížení, vývoj modelů založených na umělé inteligenci pro efektivní návrh a dimenzování nosníků s otevřeným profilem a jejich spojů a zpřesnění analytických formulací prostřednictvím integrace experimentálních dat, numerických simulací a výpočtů.
Výsledky disertační práce přispějí k pokročilému návrhu a analýze požárně odolných ocelových konstrukcí, které budou bezpečnější, spolehlivější a ekonomicky efektivnější jak za běžných provozních podmínek, tak v extrémních situacích, jako je požár. Současně poskytnou podklad pro další rozvoj výzkumu v oblasti konstrukčního inženýrství, požární bezpečnosti a využití umělé inteligence ve stavebnictví.
