Pravděpodobností výpočty ve stavitelství
1. ročník navazujícího magisterského studia - forma prezenční

Anotace: V předmětu Pravděpodobnostní výpočty ve stavitelství se studenti teoreticky i prakticky seznámí s principy pravděpodobnostních výpočtů ve stavitelství. Zároveň si prohloubí znalosti v oboru teorie pravděpodobnosti a matematické statistiky včetně jejich uplatnění při řešení vybraných problémů ve stavitelství s využitím výpočetní techniky a dostupného programového vybavení. Hlavním rysem pravděpodobnostních metod je možnost vyjádření variability vstupních veličin řešených inženýrských úloh stochasticky (pravděpodobnostně) např. formou histogramů nebo rozdělení pravděpodobnosti. V předmětu lze získat detailní informace také o normových předpisech, které využití pravděpodobnostních výpočtů podchycují.

Podklady pro studium - přednášky

 

1. téma

Úvod do předmětu: Pravděpodobností výpočty ve stavebním inženýrství, ukázky vybraných výpočtů.

ke stažení
(5,9 MB)

2. téma

Pravděpodobnostní vyjádření náhodných veličin: Základní pojmy a principy oboru teorie pravděpodobnosti a matematické statistiky, náhodný jev, pravděpodobnost náhodného jevu, náhodná veličina, rozdělení pravděpodobnosti, histogram statistické momenty, kvantil.

ke stažení
(3,4 MB)
Příklad 1
(0,2 MB)
Příklad 2
(0,2 MB)

3. téma

Metoda Monte Carlo: Začlenění metody Monte Carlo do přehledu pravděpodobnostních metod, historie metody Monte Carlo, Buffonova jehla, první systematické využití metody Monte Carlo. Zákon velkých čísel, generátory (pseudo)náhodných čísel. Numerické integrování metodou Monte Carlo. Názorná ukázka elementárního výpočtu metodou Monte Carlo.

ke stažení
(6,0 MB)
ke stažení
(0,2 MB)
ke stažení
(10,2 MB)
ke stažení
(0,3 MB)

4. téma

Metoda SBRA (Simulation Based Reliability Assessment): Začlenění metody SBRA do přehledu pravděpodobnostních metod, princip simulační metody SBRA, pravděpodobnostní výpočty metodou SBRA (náhodné veličiny, výpočetní model, analýza funkce spolehlivosti), názorné ukázky pravděpodobnostních výpočtů metodou SBRA.

ke stažení
(11,3 MB)
Příklad 1
(0,3 MB)
Tab 1
(0,4 MB)

5. téma

Parametrická rozdělení pravděpodobnosti spojité náhodné veličiny: Přehled důležitých spojitých rozdělení pravděpodobnosti, normální (Gaussovo) rozdělení pravděpodobnosti, logaritmicko-normální rozdělení pravděpodobnosti. Koeficient těsnosti.

ke stažení
(3,0 MB)
Příklad 1
(0,2 MB)
Příklad 2
(0,4 MB)

6. téma

Statistická závislost vstupních náhodných veličin: Korelace a korelační koeficient, korelační matice. Dvojný a trojný histogram.

ke stažení
(16,1 MB)
Příklad 1
(0,2 MB)

7. téma

Stratifikované a pokročilé simulační metody: Začlenění stratifikovaných a pokročilých simulačních metod do přehledu pravděpodobnostních metod. Metoda Latin Hypercube Sampling – LHS, podstata metody a její aplikace. Metoda Importance sampling.

Aproximační metody: Metoda FORM a SORM. Metoda plochy odezvy.

ke stažení
(1,7 MB)

8. téma

Přímý Optimalizovaný Pravděpodobnostní Výpočet – POPV: Začlenění metody Přímého Optimalizovaného Pravděpodobnostního Výpočtu do přehledu pravděpodobnostních metod, podstata metody, základní výpočetní algoritmus, aplikace metody POPV v programovém systému ProbCalc, ukázky výpočtu. Optimalizační techniky v metodě POPV, teoretické principy jednotlivých optimalizačních technik, ukázky výpočtu s využitím jednotlivých optimalizačních postupů, doporučené využití optimalizačních technik při pravděpodobnostních výpočtech metodou POPV.

ke stažení
(10,8 MB)

9. téma

Pravděpodobnostní výpočty v praxi: Ukázky aplikačního softwaru, využívajícího metodu POPV.

ke stažení
(15,1 MB)

10. téma

Spolehlivost a bezpečnost stavebních nosných konstrukcí: Pravděpodobnostní přístup k posouzení spolehlivosti a bezpečnosti stavebních nosných konstrukcí, výpočet pravděpodobnosti poruchy: účinek zatížení, odolnost konstrukce, výpočetní model, funkce spolehlivosti, pravděpodobnost poruchy, ukazatel spolehlivosti: návrhová pravděpodobnost poruchy, index spolehlivosti. Návrhová životnost konstrukce.

ke stažení
(2,4 MB)
Příklad 1
(0,2 MB)
 

Doporučená literatura

 
Krejsa M., Konečný P.: Spolehlivost a bezpečnost staveb
VŠB-TU Ostrava, 2011.

Teplý B., Novák D.: Spolehlivost stavebních konstrukcí
VUT Brno 2004
ISBN 80-214-2577-6.

Holický M., Marková J.: Základy teorie spolehlivosti a hodnocení rizik
ČVUT Praha 2005
ISBN 80-01-03129-2.

  • Robert E. Melchers, Andre T.Beck, Structural Reliability Analysis and Prediction (3rdEdition), 528 pages, 2018, ISBN-13: 978-1119265993, ISBN-10:1119265991. 

  • Anthony J. Hayter, Probability and Statistics for Engineers and Scientists (4thEdition), 864 pages, 2012, ISBN-13: 978-1111827045, ISBN-10:1111827044.

 

Užitečné webové stránky a učební materiály