Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi EgyetemÉpítőmérnöki Kar - építőmérnök képzés 1782 óta

A klímaváltozás és a nem megújuló erőforrások fokozatos kimerülése miatt egyre fontosabb szerepet kap a fenntarthatóság. Ebben az építőiparnak is kiemelt feladata van, mert az alkalmazott építőanyagok többsége jelentősen növeli a széndioxid kibocsájtást. Ezért cél, hogy az épületszerkezetek esetében is olyan anyagok kerüljenek beépítésre, melyek ökológiai lábnyoma alacsony. Ezt például az épületszerkezetek gyártása során a keletkező hulladék minimalizálásával, a szerkezet újrafelhasználásával és újrahasznosításával lehet hatékonyan csökkenteni.

Nemzetközi szinten több bizottság is dolgozik azon, hogy ezek a célok megvalósuljanak. Öszvérszerkezetek esetén az European Convention for Constructional Steelworks (ECCS) TC11 – Composite Structures bizottságán belül a WG11.3 Sustainability of composite structures munkacsoport foglalkozik a fenntarthatósági szempontokkal.

Magyarországon a magasépítésben az öszvérszerkezetek alkalmazása nem túl gyakori, pedig hatékonyan tudják ötvözni a különböző típusú anyagok legjobb tulajdonságait. Azonban ezek tervezése, gyártása és kivitelezése jóval bonyolultabb feladat, mint tisztán a vasbeton, fa vagy acélszerkezetek esetében. Az iparnak olyan új technológiákat, szerkezeti rendszereket kell megalkotni, amelyek gazdaságosságra és fenntarthatóságra törekednek.

Az öszvérszerkezetek esetében ez a cél a megvalósítás – tervezés, gyártás és kivitelezés – globális optimumának megtalálása az ökológiai lábnyom minimalizálásával. 

A PhD kutatási téma – a kooperatív doktori program keretében – része a BME Hidak és Szerkezetek Tanszék és a KÉSZ Csoport, bim.GROUP Kft. együttműködésével tervezett KFI projektnek, amelynek célja egy innovatív, fenntartható öszvérszerkezetű födém- és keretrendszer kifejlesztése. A tervezett szerkezeti rendszer követi az előzőekben bemutatott nemzetközi trendeket, igazodik a hazai körülményekhez, valamint elősegíti a fenntartható öszvérszerkezetek hatékony alkalmazását Magyarországon. A PhD kutatás célja az öszvérszerkezeti rendszer kialakításából adódó szerkezeti viselkedési sajátosságok kísérleti és elméleti vizsgálata, illetve ezek alapján a rendszer méretezésére számítási eljárások kidolgozása.

A kutatás a fenti elvek alapján konstruált öszvérszerkezeti elemekre, azok nyírt kapcsolataira, valamint csomópontjaira irányul, az alábbi megoldandó feladatokkal:

(i) State-of-the-art tanulmány készítése a fenntartható öszvérszerkezetekben alkalmazható trendekről; aktív részvétel az öszvérszerkezeti rendszer konstrukciós fejlesztésében.

(ii) Az új keresztmetszeti kialakítású és nyírt kapcsolatú elemek viselkedésének elemzésére előzetes számítások alapján laboratóriumi kísérleti vizsgálati program kidolgozása.

(iii) Kísérleti program végrehajtása, ez alapján a tapasztalt viselkedési módok azonosítása és jellemzése. Az eredmények tükrében a konstrukciós megoldások értékelése, pontosítása, a fenntarthatósági szempontok figyelembevételével.

(iv) Az új típusú viselkedés vizsgálatára pontosított numerikus modell fejlesztése és validálása a kísérleti eredmények alapján.

(v) A szerkezeti viselkedés vizsgálatának kiterjesztése a rendszer alkalmazási tartományára; a paraméteres analízis eredményeinek értékelése alapján a tönkremenetli módok kvalitatív és kvantitatív elemzése.

(vi) A kísérleti és numerikus vizsgálatok alapján egy mechanikai modell és számítási eljárás kidolgozása, amely alkalmas a rendszer szerkezeti elemeinek, kapcsolatainak és csomópontjainak a méretezésére.