Czy istnieją modele doskonałe? - rola inżyniera w projektowaniu przyszłości Błażej Legut Tomasz Howiacki BIM Service
Plan prezentacji o Wprowadzenie o Model i niepewności o Systemy monitorowania o Przykłady błędów modelu o Płyta przejściowa o Sprężone wagi o Na zakończenie Plan prezentacji
STAROŻYTNOŚĆ KODEKS HAMMURABIEGO: Jeśli budowniczy wybudował komuś dom, a dzieła swego nie wykonał trwale i dom, który wybudował, zawali się i zabije właściciela, budowniczy poniesie karę śmierci ŚREDNIOWIECZE Wprowadzenie
XIX WIEK Badania materiałów Proste metody matematyczne Odręczne rysunki σ = E ε Wprowadzenie
CZASY WSPÓŁCZESNE Obszerne badania i analizy Projektowanie oparte na wymiarowaniu Analiza statystyczna, stochastyczna, probabilistyczna Teoria niezawodności układów Modele MES i rysunki CAD Wprowadzenie
PRZYSZŁOŚĆ Wprowadzenie
Jedynym prawdziwym modelem odkształcalności ciała stałego jest to ciało prof. Zbigniew Wasiutyński Model i niepewności
Model? Rzeczywistość Model i niepewności
MECHANIKA KLASYCZNA TEORIA NOŚNOŚCI GRANICZNEJ o o o o materiał liniowo sprężysty pręty jednorodne, bez żadnych imperfekcji obciążenia bezpośrednio w osiach elementów utrata nośności po uplastycznieniu dowolnego punktu konstrukcji o o o o materiał nieliniowo sprężysto plastyczny σ=σ(ε) pręty obarczone imperfekcjami obciążenia na mimośrodach wstępnych utrata nośności po przekroczeniu stanu granicznego Model i niepewności
Q całkowity efekt obciążenia R nośność FSG funkcja stanu granicznego FSG = R - Q f Q, f R, f R-Q margines bezpieczeństwa obciążenie nośność Prawdopodobieństwo awarii R - Q Q R X Funkcje gęstości prawdopodobieństwa obciążenia Q, nośności R i marginesu bezpieczeństwa R-Q Model i niepewności
Teoria Założenia co do geometrii Założenia co do obciążeń Założenia co do materiałów Założenia co do modelu Błąd + Praktyka Warunki laboratoryjne Błędy pomiaru Ograniczona liczba próbek Stochastyka Błąd Model = f (błędy) Model i niepewności
Model i niepewności
HEB 240 (EN 10034: 1993) A = 106,0 cm 2 Iy = 11260 cm 4 ΔA = 11,3 cm 2 Δ%A = 10,3 % ΔIy = 2017,9 cm 4 Δ%Iy = 10,0 % Model i niepewności
METODA ODKSZTAŁCEŃ płaskie przekroje pełna przyczepność stali do betonu zależność σ-ɛ dla betonu (paraboliczno-prostokątna) zależność σ-ɛ dla stali (biliniowa) przyjęcie granicznych, umownych wartości odkształceń Model i niepewności
błąd rozwiązania numerycznego błąd idealizacji materiałów (jednorodność) błąd idealizacji geometrii (imperfekcje) błąd założeń (liniowość, brak efektów II rzędu) błąd odzwierciedlenia sztywności podpór zaufanie projektanta do modelu Model i niepewności
Rzeczywiste obciążenie śniegiem gruntu vs. charakterystyczne obciążenie śniegiem dla strefy 2 wg PN-EN Stacja Katowice 1950-2000 Model i niepewności
System monitorowania stadionu piłkarskiego Systemy monitorowania
Systemy monitorowania
Systemy monitorowania
Systemy monitorowania
Systemy monitorowania
Przykłady błędów modelu
Przykłady błędów modelu
Przykłady błędów modelu
Przykłady błędów modelu o komora fermentacyjna o wybuch biogazu o stożkowe przekrycie z żebrowanych prefabrykatów o promieniście użebrowana powłoka o model ramowy (praca południkowa) o zbrojenie jak dla jednokierunkowej płyty żebrowej obciążonej parciem ścieków
Przykłady błędów modelu
Przykłady błędów modelu o podziemny zbiornik na fosfor o woda o temperaturze 90 o brak uwzględnienia temperatury o brak badań podłoża o poszczególne ściany konstrukcji jako niezależne belki zginane (pominięcie sił osiowych)
Przykłady błędów modelu
Przykłady błędów modelu
PŁYTA PRZEJŚCIOWA rzeczywistość a model Budynek mieszkalny przy ul. Ślicznej w Krakowie [dzięki uprzejmości GSBK] Płyta przejściowa
TOK POSTĘPOWANIA Model całościowy Modele częściowe Płyta przejściowa
TOK POSTĘPOWANIA Przyłożone obciążenia do płyty przejściowej Wymiarowanie Płyta przejściowa
Atrium Verde Budynek mieszkalny wielorodzinny z usługami w parterze i garażem dwupoziomowym oraz infrastrukturą techniczną przy ul. Fabrycznej w Krakowie [dzięki uprzejmości GSBK] Model całościowy Płyta przejściowa
Płyta przejściowa Model częściowy
DLACZEGO TAK? Płyta przejściowa
DLACZEGO TAK? Płyta przejściowa
Wpływ sztywności płyty przejściowej na kondygnacje powyżej ŚCISKANIE ROZCIĄGANIE Płyta przejściowa
Wpływ sztywności płyty przejściowej na kondygnacje powyżej brak wpływu na konstrukcję 4H wpływ na konstrukcję H Płyta przejściowa
PODSUMOWANIE I WNIOSKI o Punkt wyjściowy: model całościowy, najbardziej zbliżony do rzeczywistości; o Przejście do modelu bardziej praktycznego i użytecznego, służy inżynierowi do analizy zagadnień indywidualnych i rozwiązania problemu bardziej efektywnie; o Przewymiarowanie płyty przejściowej prowadzi do bardziej ekonomicznego projektowania kondygnacji powyższych, zapewniając jednocześnie odpowiedni poziom bezpieczeństwa. o Podejście takie jest przemyślaną decyzją inżyniera. Płyta przejściowa
POMOSTY WAG SAMOCHODOWYCH wykonane z betonu sprężonego Wagi sprężone
Wagi sprężone
Wagi sprężone
Wagi sprężone
Na zakończenie
Nakłady pracy Odpowiedzialność inżyniera? Czas Na zakończenie
Quebec Bridge, Kanada, 1907 Na zakończenie
1) lcínia Z. Sampaio, Carlos O. Cruz and Octávio P. Martins: Didactic Models in Civil Engineering Education: Virtual Simulation of Construction Works. Technical University of Lisbon, Dep. Civil Engineering and Architecture, Lisbon, Portugal 2) K. Dyduch, M. Płachecki, R. Sieńko: Odbudowa zniszczonego wybuchem biogazu stożkowego przekrycia żelbetowej komory fermentacyjnej ZKF. XXIV Konferencja Naukowa Awarie Budowlane, Szczecin-Międzyzdroje 2009 3) M. Łukacz, M. Płachecki: Awaria dwukomorowego żelbetowego zbiornika spowodowana oddziaływaniami termicznymi. XXV Konferencja Naukowa Awarie Budowlane, Szczecin- Międzyzdroje 2011 4) M. Płachecki, K. Koziński: Błędy projektowe i wady wykonawcze oraz projekt i realizacja wzmocnienia trójkomorowego żelbetowego zbiornika w oczyszczalni ścieków. XXV Konferencja Naukowa Awarie Budowlane, Szczecin-Międzyzdroje 2011 5) Howiacki T., Jedliński S.: Model a rzeczywistość projektowanie z wykorzystaniem trójwymiarowej analizy na przykładzie autorskiej koncepcji stadionu piłkarskiego, III Ogólnopolska Studencka Konferencja Budowlana EUROINŻYNIER, Kraków, 12-14.04.2013 6) Sieńko R., Howiacki T., Jedliński S.: Design errors resulting from the adoption of incorrect structure's model, Technical Transactions 2-B/2013, ISSN: 0011-4561, 126 136 7) Bednarski Ł., Sieńko R., Howiacki T., Wybrane zagadnienia monitorowania konstrukcji, Naprawy i wzmocnienia konstrukcji budowlanych, monografia pokonferencyjna, ISBN: 978-83- 932934-6-9, 341 410 Literatura
8) Howiacki T., Błędy pomiarowe i niepewności w inżynierii lądowej, Nowoczesne Projektowanie i Realizacja Konstrukcji Budowlanych, monografia pokonferencyjna, Kraków, 2015, ISBN: 978-83-939339-1-4 9) Weseli J., Modelowanie konstrukcji, VII Ogólnopolska Konferencja Mostowców Konstrukcja i Wyposażenie Mostów, 28-29 maja 2015 r. 10) Bednarski Ł., Sieńko R., Obciążenie śniegiem obiektów budowlanych, Inżynier Budownictwa, 12/2011 11) Żurański J., Sobolewski A., Obciążenie śniegiem w Polsce, ITB, Warszawa 2009 12) Mikulicz-Traczyk B., Projektowanie przyszłości - czyli co z tym BIM-em?, Inżynier Budownictwa, 13.05.2014 13) Miecznikowski P., BIM - wyzwania w obszarze Prawa budowlanego oraz Ustawy o zamówieniach publicznych, Materiały Budowlane 3/2014 14) Foremny A., Wykorzystanie BIM w fazie wykonawczej przedsięwzięć budowlanych, Materiały Budowlane 12/2013 15) Edukacja dotycząca zintegrowanego projektowania i wykorzystania technologii BIM, Materiały Budowlane 11/2013 16) Czy idea zrównoważonego rozwoju może być katalizatorem wdrożenia technologii BIM, Materiały Buowlane 12/2013 Literatura
17) Adamus Ł., Modelowanie informacji o Budynku (BIM) - Podstawy Teoretyczne, Prace Instytutu Techniki Budowlanej - Kwartalnik 4 (164) 2012 18)NBS National BIM Report 2015 19) Legut B., Alternatywne rozwiązanie belek transferowych w budynku nad tunelem w centrum Warszawy z wykorzystaniem technologii BIM, praca magisterska, PK, 2014 20) Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady w Sprawie Zamówień Publicznych uchylająca Dyrektywę 2004/18/WE 21) www.sofistik.com 22) www.bimservice.pl Literatura
Dziękujemy za uwagę!