Práce se zaměří na numerické výpočty prvků ocelové konstrukce. Bude navržen, připraven a vyhodnocen experiment, řešena validace numerické simulace a verifikace numerického výpočtu a AI návrhu prvku a jeho styčníků. Bude využita metoda konečných prvků a AI.
Cílem práce je detailně prozkoumat chování prvků ocelové konstrukce, konkrétně prolamovaných nosníků, za zvýšené teploty během požáru, a to prostřednictvím kombinace experimentálních, numerických a uměle-inteligentních modelů. Práce bude zahrnovat návrh realizaci a vyhodnocení experimentů zaměřených na mechanické chování prvků při zvýšených teplotách. Následovat budeš příprava a validace numerických simulací a návrh optimalizovaných řešení s využitím metod strojového učení a pokročilých algoritmů umělé inteligence AI.
Hlavním technickým nástrojem bude metoda konečných prvků FEM, která umožní modelovat složité interakce mezi mechanickým chováním prvků a jejich styčníků za podmínek teplotního a mechanického zatížení. Zvláštní důraz bude kladen na prolamované nosníky s konstantním a proměnným průřezem, které jsou tradičně využívány v moderních ocelových konstrukcích díky optimalizaci své hmotnosti a materiálové úspornosti.
Práce se zaměří na optimalizaci návrhu konstrukčních prvků a jejich styčníků, a to jak z hlediska mechanické únosnosti a požární odolnosti, tak z pohledu vlivu na životní prostředí. Bude se řešit spotřeba CO2 na výrobu prvků nosné konstrukce a množství polutantů. Kombinací numerické analýzy, analytických formulací a metod strojového učení se vytvoří ucelený sled návrhových postupů, které umožní zlepšit stávající inženýrská řešení a přístupy.
Očekává se, že hlavními výstupy doktorské práce budou:
- Doporučení pro numerické výpočty prvků ocelových konstrukcí se zaměřením na prolamované nosníky a jejich styčníky za zvýšených teplot.
- Stanovení rozsahu použití navržených postupů pro různé typy konstrukčních systémů a podmínek požárního zatížení.
- Vývoj modelů AI pro efektivní dimenzování prolamovaných nosníků a jejich spojů v prutových konstrukcích.
- Zpřesnění analytických formulací založených na experimentálních datech, numerické simulaci a numerických výpočtech.
Práce se uplatní zejména v oblasti pokročilého návrhu a analýzy požární odolnosti ocelových konstrukcí. Výsledky mohou být aplikovány ve stavebním průmyslu při návrhu nových konstrukcí i při hodnocení existujících staveb. Díky propojení numerických metod, experimentálních přístupů a umělé inteligence práce přispěje ke zvýšení bezpečnosti, spolehlivosti a ekonomické efektivitě ocelových konstrukcí, a to nejen za běžných podmínek, ale i v extrémních situacích, jako je požár. Získané poznatky budou přínosem pro další výzkum v oblasti navrhování konstrukcí, požární bezpečnosti a využití umělé inteligence ve stavebnictví.
