Advanced tools for the analysis of timber structures considering variability of model parameters
Project goals
An important issue for the safe and reliable design of timber structures is the prediction of heat and moisture transport in various structural elements and its impact on material and structural durability, strength and stiffness. Of concern are, e.g., timber frame walls when addressing their internal condensation and drying; structural connections or glued laminated beams exposed to annual climatic changes combined with variable mechanical loads. Such tasks should be accomplished with the help of a complex thermo-hygro-mechanical model representing one of the prime objectives of this proposal. Due to the internal structure of wood, the model will be developed on the bases of multiscale modeling and homogenization combining X-ray microtomography, nanoindentation and XFEM. Owing to various sources of uncertainties at both the material and structural level, the Bayesian statistical approach will be adopted. This will be supported by a suitable experimental program carried out on the basis of cooperation between the Belgian Institute for Wood Technology and the CTU in Prague.
Keywords
Timber structuresMultiscale modelingMicromechanicsTransport processesDamageBayesian statistical theory
Public support
Provider
Czech Science Foundation
Programme
Standard projects
Call for proposals
Standardní projekty 19 (SGA0201500001)
Main participants
České vysoké učení technické v Praze / Fakulta stavební
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
15-10354S
Alternative language
Project name in Czech
Pokročilé nástroje pro analýzu dřevěných konstrukcí s vlivem proměnlivosti modelových parametrů
Annotation in Czech
Důležitým aspektem bezpečného a spolehlivého návrhu dřevěných konstrukcí je popis šíření tepla a vlhkosti a určení jejich vlivu na pevnost, tuhost a trvanlivost materiálů a konstrukcí. Dřevěné rámové konstrukce, konstrukční dřevěné spoje anebo lepené lamelové nosníky jsou typickými příklady, u kterých dochází vlivem zvýšené vlhkosti k mechanickému poškození a dalším nežádoucím degradačním procesům a ve výsledku ke snížení životnost konstrukce. K řešení těchto problémů přispěje navrhovaný thermo-hygro-mechanický model, který představuje jeden z hlavních cílů projektu. Vzhledem ke složité vnitřní struktuře dřeva bude model založen na víceúrovňovém přístupu a homogenizaci s využitím prvků počítačové mikrotomografie, nanoindentace a rozšířené metody konečných prvků (XFEM). Statistický přístup bude použit pro zachycení vlivu nejistot a to jak na úrovni materiálu, tak na úrovni celé konstrukce. Ověření numerického modelu bude podpořena experimentálním programem, založeným na spolupráci „Belgian Institute for Wood Technology“ a ČVUT v Praze.
Scientific branches
Completed project evaluation
Provider evaluation
U - Uspěl podle zadání (s publikovanými či patentovanými výsledky atd.)
Project results evaluation
Complex thermo-hygro-mechanical model was developed for simulation of wood. The model is formulated on the bases of multiscale modelling and homogenization combining X-ray microtomography, nanoindentation and XFEM simulations. The model will help in more complex design of wooden structures. Outputs - Jimp (3x), B (1x) a D (8x). The funds were used effectively.
Solution timeline
Realization period - beginning
Jan 1, 2015
Realization period - end
Apr 25, 2019
Project status
U - Finished project
Latest support payment
Apr 5, 2017
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP20-GA0-GA-U/01:1
Data delivery date
Jul 2, 2020
Finance
Total approved costs
4,739 thou. CZK
Public financial support
4,739 thou. CZK
Other public sources
0 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Basic information
Recognised costs
4 739 CZK thou.
Public support
4 739 CZK thou.
100%
Provider
Czech Science Foundation
CEP
JM - Structural engineering
Solution period
01. 01. 2015 - 25. 04. 2019