Předmětem projektu RPMT 105-1051855A010 je vyhotovení 3D modelů vybraných styčníků OK, styčníků lešení a modelů lávek, tvorba vzorových příkladů a tisk vybraných modelů pomocí 3D tiskárny. Cílem projektu je rozšíření a doplnění online aplikace a katalogu, obsahujícího řadu styčníků a vzorových příkladů na dřevěné, dřevobetonové a skleněné konstrukce o konstrukce lešení a lávek. Pomocí 3D modelů bude možné detailně analyzovat vybrané specifické problémy, jako např. přenos zatížení částmi konstrukce, tok napětí skrze jeho kritické části, způsob realizace spojů a rozvoj plastifikace jednotlivých částí. Vizualizace jakékoli problematiky je nejen cesta k úspěšnému představení a následnému pochopení učební látky, ale také dává možnost věnovat se i zcela komplexním problémům jako je lokální boulení, páčení, excentrické působení apod. Virtuální 3D modely a vzorový příklad na navrhování lávek (včetně kmitání lávek, návrhu pohlcovače a tvorbu výpočetního modelu) pomohou objasnit studentům důležitost dynamického posouzení mostních konstrukcí.
Projekt RPMT 105-1051758A008 je zaměřen na výukové pomůcky pro studenty bakalářského a magisterského studia všech studijních oborů, které zahrnují studium problematiky ocelových a dřevěných konstrukcí, zejména nosných spojů. Jedná se o následující studijní předměty (pozn.: v závorce uvedena zkratka a orientační počet studentů): Navrhování nosných konstrukcí (NNK, 295), Ocelové konstrukce 1 (OK01, 210), Ocelové a dřevěné konstrukce 1 (ODA1), Ocelové a dřevěné konstrukce 2 (ODA2), Dřevěné konstrukce 1 (DK01), Ocelové a dřevěné konstrukce (ODKG), Ocelové a dřevěné konstrukce v architektuře (ODKA), Dřevěné konstrukce 2 (DK2), Styčníky ocelových a dřevěných konstrukcí (SOD). Vzhledem k tomu, že ocelové a dřevěné konstrukce jsou zpravidla prutového charakteru, je problematika teorie, realizace a působení styčníků obzvlášť důležitá. Nejen nosná kapacita, ale také tuhost styčníku má dominantní vliv na globální působení nosných systémů a následně ovlivňuje užívaní dané konstrukce (pozemní, dopravní nebo průmyslové). Navrhováním skleněných konstrukcí se prozatím nezabývala žádná v češtině psaná publikace, takže vypracované příklady jsou bezpochyby přínosem.
V rámci projektu byly vyhotoveny virtuálních 3D modelů vybraných styčníků, které jsou součástí výukové osnovy souvisejících předmětů. Styčníky jsou umístěny v online aplikaci a katalogu, obsahujícím řadu styčníků reprezentujících vzájemné spoje nosných primárních a sekundárních elementů, napojení ztužidel na primární a sekundární nosné elementy, kotvení nosných prvků do základových bloků a další styčníky, zahrnující jak základní dispozice styčníků, tak i geometricky komplikované styčníkové soustavy. Pomocí virtuálních modelů je možné detailně analyzovat vybrané specifické problémy, jako např. přenos zatížení částmi styčníku, tok napětí skrze jeho kritické části, způsob realizace spoje a podobně. Vizualizace jakékoli problematiky je nejen cesta k úspěšnému představení a následnému pochopení učební látky, ale také dává možnost věnovat se i zcela komplexním problémům jako je lokální boulení, páčení, excentrické působení apod.. Aplikace virtuálních výukových modelů je v současnosti běžně implementována do výukových osnov významných zahraničních technických univerzit a představuje neoddělitelnou součást efektivního, moderního a konkurenceschopného konceptu vysokého vzdělávání (jako příklad uvádíme Superior Técnico v Lisabonu: http://www.generativeart.com/on/cic/papers2005/04.AZSampaio.htm).
Na významných univerzitách v Evropě i v zámoří se při výuce náročné problematiky styčníků ocelových a dřevěných konstrukcí postupně přechází od fyzických modelů na počítačové virtuální 3D (popř. 2D) simulace. Zpracované modely doplňují fyzické modely, které byly již dříve dostupné na FSv ČVUT v Praze, ale jejichž využití bylo nedostatečné (nepokrývají dostatečnou škálu variant) a časově náročné (přechod studentů do laboratoře apod.). V průběhu výuky předmětů zabírajících se problematikou ocelových styčníků jsme na základě studijních výsledků a reakcí studentů dospěli k poznatku, že fyzické modely jsou sice velice názorné, pomáhají pochopit představovaný problém, ale v současném digitalizovaném světě již zastaralé. Trendem je potřeba aktualizovat informace a zavádět nové poznatky do výuky velmi flexibilně, v čemž jsou fyzické modely těžkopádné a časově a finančně náročné. Virtuální modely představují ideální řešení, které je flexibilní, aktualizovatelné a lehce přístupné všem studentům například pomocí online aplikace. Zavedení virtuálních modelů do výukového procesu zvýší kvalitu studia vybraných předmětů, zvýší konkurenceschopnost ČVUT v Praze v prostředí evropských technických univerzit a v neposlední řadě zvýší možnost úspěšného uplatnění našich absolventů ve stavební praxi.
V současné době mají studenti k dispozici mnoho různých webových stránek obsahujících řešené příklady, jejichž správnost ovšem není nikým garantována. Zdůvodněním potřeby studijního portálu se studijními podklady je především zajištění dostupnosti vhodného zdroje informací s garantovanou kvalitou. Studijní portál v tomto ohledu bude otevřený pro přednášející, kteří budou mít autorizovaný přístup pro editaci a aktualizaci studijních podkladů pro studenty. Nezbytnost inovace příkladů vychází z rychlého vývoje v oblasti navrhování konstrukcí ze skla založeného na experimentálním výzkumu předních evropských universit a realizovaných stavbách. Také poslední architektonické trendy ve výstavbě, nejen komerčních budov ale i např. rodinných domů, upřednostňují použití skla a tak stojí za nárůstem tohoto specifického oboru v praxi. Stavební inženýři a projektanti se tak stále častěji setkávají s požadavkem na návrh a posouzení skleněných konstrukcí, aniž by měli k dispozici platné normy či alespoň nějaká pravidla pro navrhování a posuzování, protože evropská norma pro návrh těchto konstrukcí se teprve připravuje. Proto je potřebné seznámit nastupující generaci stavebních inženýrů s nejnovějšími poznatky v oblasti navrhování skleněných konstrukčních prvků (zábradlí, nosníky, sloupy, hybridní prvky) včetně možného využití softwaru, který je v současnosti k dispozici. Snahou je rozšířit mezi studenty nejnovější poznatky z oboru pomocí vzorových příkladů.