Przedstawiamy opinie członków Kapituły, na temat prac w V edycji Konkursu dla Młodych Inżynierów.
I NAGRODA
Projekt podwieszonej kładki nad rzeką Skawinką w ciągu Wiślanej Trasy Rowerowej
autorzy: Mariusz Spyrka, Agata Florek – Politechnika Krakowska
prof. nadzw. dr hab. Eur. inż. TOMASZ Z. BŁASZCZYŃSKI, Politechnika Poznańska
Zadanie obejmowało zaprojektowanie zamiennego obiektu inżynierskiego w stosunku do istniejącej przeprawy o ustroju belkowym, umożliwiającego przeprawę przez rzekę Skawinkę przy jej ujściu do Wisły, nieopodal Skawiny w ciągu Wiślanej Trasy Rowerowej. Zaprojektowano obiekt o najciekawszym i najbardziej wymagającym układzie konstrukcyjnym, czyli o asymetrycznym układzie want oraz odciągów, podwieszających pomost do pylonów naprzemiennie w systemie półkowym. Aspekt podwieszenia pomostu okazał się dominującym zagadnieniem inżynierskim w tym zadaniu. Wymagające było geometryczne ukształtowanie obiektu tak, aby krzyżujące się wanty zapewniły odpowiednią skrajnię dla ścieżki rowerowej oraz nie powodowały kolizji między sobą, przy tym nie generując znaczących wysokości pylonów tworzących spójną kompozycję. Skomplikowana statyka takiego obiektu wymusiła szczegółową analizę schematów statycznych i różnych wariantów układów want. Kluczowe okazało się zapewnienie odpowiedniej sztywności skrętnej pomostu, co spowodowało znacznie rozbudowany jego ruszt. Również ze względu na deformacje skrętne wprowadzono podział obiektu na trzy przęsła, wykorzystując jako dodatkowe punkty podparcia wsporniki zamocowane w pylonach. Wyniki były analizowane w dwóch programach obliczeniowych: Robot Strutural Analysyng oraz Midas Civil. Dającym zadowalające wyniki okazał się zestaw pięciu dźwigarów. Głównego dźwigara centrycznego o przekroju rury stalowej o średnicy RO1200x1,5, dwóch skrajnych dźwigarów HEA600 oraz dwóch pomocniczych HEA400. Zaprojektowano pylony z rur stalowych o średnicy od 3600 do 3200 mm wyposażone w dodatkowe punkty podparcia dla pomostu za pomocą wsporników. Wybrana została stal konstrukcyjna S255 jako materiał na elementy konstrukcyjne, a na wanty i odciągi stal Y1860, 3C15,5 oraz 7C15,5. Dokonano analizy dynamicznej obiektu. Na jej podstawie obliczono częstotliwości drgań własnych obiektu i porównano je z częstotliwością obciążeń występujących na obiekcie. Pierwsza wynosi 1,2 Hz, a druga 2,8 Hz. Są to częstotliwości odpowiednio chodu oraz biegu. W celu uniknięcia rezonansu drgań w obiekcie zdecydowano się wyposażyć go w tłumiki drgań, w środku 1,2 Hz większego przęsła i 2,8 Hz w 1/4 rozpiętości. Na koniec dokonano analizy wykonawczej obiektu.
II NAGRODA
Analiza porównawcza rozwiązań konstrukcyjnych budynku biurowego z tarasami użytkowymi
autorka: Julia Miklińska – Politechnika Warszawska
prof. nadzw. dr hab. Eur. inż. TOMASZ Z. BŁASZCZYŃSKI, Politechnika Poznańska
Praca polegała na wykonaniu analizy porównawczej dwóch rozwiązań konstrukcyjnych wysokościowego budynku biurowego z tarasami użytkowymi. Konstrukcję nośną obiektu stanowią ramy stalowe, usztywnione dwoma trzonami żelbetowymi, w których zlokalizowano funkcje komunikacyjne. W analizie porównawczej wykorzystano rozwiązania konstrukcyjne zawarte w projekcie pierwotnym oraz w projekcie alternatywnym. Pierwotnie projekt konstrukcji obejmował szkielet złożony z belek i rygli, z połączeniami doczołowymi projektowanymi jako sztywne. Rozwiązanie alternatywne, zaproponowane w niniejszej pracy, uwzględnia zmianę węzłów sztywnych na podatne oraz zespolenie belek i rygli ze stropami żelbetowymi. Projekt ten zawiera również dyskusję dotyczącą klasyfikacji węzłów na podstawie ich sztywności obliczeniowej, zaproponowaną w Eurokodzie 3. Całość zakończono wymiarowaniem. Zaprojektowany budynek klasyfikuje się jako wysokościowy (WW). Aby zachować odpowiednią sztywność obiektu, w projekcie założono trzonowo-ramowy system konstrukcyjny z dwoma żelbetowymi trzonami, które przejmują obciążenia poziome od wiatru, ale także obciążenia pionowe. Siły są przenoszone na trzon żelbetowy poprzez konstrukcję stalową budynku. Konstrukcję tę tworzy ustrój przestrzenny, składający się z elementów takich jak rygle i belki, połączonych sztywno ze słupami. Problematycznym elementem stały się żebra usztywniające, stanowiące jeden z głównych części węzła sztywnego, które wymagały ręcznego spawania, co wydłużało czas produkcji. Aby uniknąć dodatkowych kosztów, zdecydowano się na ich całkowitą eliminację, tworząc nowy typ połączenia. Węzeł taki staje się podatny na odkształcenia, nie spełniając kryteriów węzła sztywnego ani węzła przegubowego, co prowadzi do komplikacji stosowanego do tej pory algorytmu projektowania. Niezbędne stało się uwzględnienie wpływu rzeczywistych charakterystyk połączenia na wyniki analizy statycznej. Nowe rozwiązanie, dzięki współpracy płyty żelbetowej z elementami stalowymi, pozwoliło na zmniejszenie wysokości stropu. Po wprowadzeniu zespolenia dodatkowym atutem stało się ujednolicenie rodzaju belek sprowadzającego się do jednego przekroju, co znacznie przyspieszy montaż konstrukcji. Łącznie zaoszczędzono 100 ton stali, a masa stropów spadła o 18%. Zastosowane rozwiązanie umożliwiło zmniejszenie przekroju rygli z IPE 360 na IPE 330, przez co ich masa spadła o 25 ton.
III NAGRODA
Projekt deskowań z wykorzystaniem technologii BIM i biblioteki PERI Library+ do programu REVIT
autor: Mateusz Napiórkowski – Politechnika Wrocławska
dr inż. MAREK SAWICKI, Wydział Budownictwa Lądowego i Wodnego, Katedra Budownictwa Ogólnego, Politechnika Wrocławska
W obecnym, coraz bardziej wirtualnym świecie zastosowanie rozwiązań pozwalających na wspomaganie procedur procesu inwestycyjnego stało się koniecznością i nie ma od tego odwrotu, dlatego zastosowanie narzędzi wspomagania projektowania 3D w doborze deskowań budowlanych jest nowym, ale także niezwykle ciekawym podejściem w praktyce inżynierskiej, co przedstawił autor nagrodzonej pracy. Od dłuższego czasu znane są już proponowane przez dostawców biblioteki i rozszerzenia do oprogramowania, do doboru deskowań, obejmujące fazę importu danych projektowych do formatu ACAD-a, następnie sprawdzenie czy modelowanie w układzie przestrzennym, lecz autor przedstawił nowe podejście obejmujące współpracę w środowisku modelowania BIM-3D, przechodząc na poziom BIM-4D. Przedstawiona na konkurs praca i prezentacja multimedialna pokazały duże możliwości zastosowania dostępnych narzędzi do doboru deskowań, ich optymalizacji, a także symulacji pod kątem czasowym, kosztowym, technologicznym, wynikiem czego są możliwości stworzenia różnego rodzaju harmonogramów. Praca w sposób bardzo dokładny i spójny przestawia tę metodę na konkretnym przykładnie, wraz ze wstępną sekwencją wykonania zadania oraz alternatywnymi rozwiązaniami, co czyni ją interesującym przykładem pokazującym możliwości projektowania deskowań w BIM.
RENATA MORDAK, Członek Zarządu, Dyrektor Pionu Transportu Multiconsult Polska
Praca konkursowa to spore zaskoczenie. Projekt odbiega od innych, skupiając się tylko na jednym aspekcie dużej inwestycji, jaką jest projekt i budowa wielokondygnacyjnego budynku. Autor pracy wykonał informatyczny, przestrzenny model deskowania ściennego oraz stropowego dla tego budynku. Deskowanie, mimo iż jest bardzo istotnym etapem wznoszenia konstrukcji, to jednak przez wielu może być postrzegane jako żmudna, nudna oraz – powiedzmy sobie szczerze – mająca niewiele walorów estetycznych konieczność. Natomiast pan Mateusz w czytelny sposób pokazał zalety zastosowania przestrzennego projektu deskowań, który może stanowić cenne źródło informacji zarówno dla samych projektantów, jak i dla wykonawcy oraz inwestora. Ponadto zaletą projektu było wykonanie zadania w kilku uzupełniających się programach. Dzięki temu zabiegowi można uzyskać skończony zbiór danych technicznych, finansowych, czasowych. Jako projektanci w Multiconsult Polska skupiamy się na poszukiwaniu takich rozwiązań technicznych, które generują korzyści dla wszystkich stron procesu inwestycyjnego oraz pozwalają nam w pełni zarządzać informacją o realizowanym przedsięwzięciu. Oceniam tę pracę konkursową bardzo wysoko. Łączy wyzwanie inżynierskie z konkretnym rozwiązaniem, które profesjonalny inżynier może efektywnie stosować w swojej codziennej pracy.
I WYRÓŻNIENIE
Koncepcja budynku mieszkalnego wkomponowanego w zbocze góry
Szymon Kycia – Akademia Górniczo-Hutnicza
prof. dr hab. inż. ZBIGNIEW KLEDYŃSKI, Politechnika Warszawska, Polska Izba Inżynierów Budownictwa
Wyróżniona praca jest koncepcją nietypowo ulokowanego budynku (zbocze wzgórza lub góry). Bardziej szczegółowo rozwinięto w niej zagadnienia konstrukcyjne i architektoniczne; te ostatnie w aspekcie przeznaczenia pomieszczeń oraz warunków ich naturalnego doświetlenia. Autor starał się sprostać aktualnym wymaganiom technicznym dla budynków, co przy jednostronnym, ograniczonym naturalnym doświetleniu nie było łatwe. Wyróżnienie to w mojej ocenie nagroda m.in. za otwarcie w konkursie nowego, ciekawego pola, jakim jest samo w sobie budownictwo mieszkaniowe na terenach o zróżnicowanej rzeźbie terenu oraz dyskusji o tym, jak ono może wyglądać w przyszłości, gdy zwiększą się presje klimatyczne. Doliny otoczone zboczami są często już intensywnie zagospodarowane, a gdy klimat znacząco się ociepli, być może – w poszukiwaniu chłodu, aby ulżyć klimatyzacji – mieszkalnictwo sięgnie pod ziemię, jak dzieje się to już np. w Australii. Praca mogłaby zostać uzupełniona o kolejne ważne rozwiązania niezbędne ze względu na niecodzienną lokalizację budynku. Dotyczy to m.in. izolacji obiektu od strony nawodnionego górotworu, zagospodarowania wód opadowych, obliczeń cieplno-wilgotnościowych, energetycznych itp. Może w następnej edycji konkursu Buildera ktoś podejmie podobne wyzwanie? Nagrody czekają!
II WYRÓŻNIENIE
Wstępny dobór rozwiązań technicznych dla budowy metra w warunkach geotechnicznych miasta Kraków
autorzy: Mikołaj Jemielniak, Jan Chmieliński – Akademia Górniczo-Hutnicza
dr inż. MAREK SAWICKI, Wydział Budownictwa Lądowego i Wodnego, Katedra Budownictwa Ogólnego, Politechnika Wrocławska
Problemy komunikacyjne wielu aglomeracji miejskich były inspiracją do stworzenia projektu nt. opracowania wstępnej koncepcji budowy metra w Krakowie. Autorzy pracy w interesujący sposób podeszli do przedmiotowej problematyki, analizując aspekty podziemne i naziemne związane z wymienioną lokalizacją. Przedstawiona prezentacja pokazała znaczny potencjał projektu autorów, wiedzę wykraczającą poza ramowy program studiów, a także otwartość w przyjmowaniu nowych koncepcji. W wysoko zurbanizowanych aglomeracjach miejskich, o bogatej infrastrukturze podziemnej i naziemnej, budowa metra jest bardzo trudnym wyzwaniem dla projektantów oraz wykonawców, co autorzy w przedstawianych materiałach wykazali, dodatkowo proponując część rozwiązań wraz ze wskazaniem konkretnych technologii. Wart podkreślenia jest fakt dobrego interdyscyplinarnego przygotowania autorów w wielu obszarach wiedzy związanych z tego typu obiektami, .in.. geologią, mechaniką gruntów, technologią wykonywania tuneli podziemnych czy modelowaniem konstrukcji. Mnogość przedstawionych rozwiązań oraz elementy obliczeniowe uwzględnione w pracy pokazują, jak czasochłonne i angażujące byłoby przedsięwzięcie związane z budową metra, jednak przy wciąż zwiększającej się liczbie mieszkańców jego budowa może się okazać nieunikniona, co w prezentacji celnie nakreślili autorzy.
III WYRÓŻNIENIE
Projekt koncepcyjny dworca autobusowego na 8 stanowisk wraz ze wstępnymi obliczeniami statycznymi.
autor: Szymon Grodowicz – Politechnika Krakowska
PIOTR OLGIERD KORYCKI, Pełnomocnik Zarządu ds. Wdrożeń, Pruszyński
Praca bardzo solidna, wykorzystująca między innymi technologię BIM (bardzo cenny wsad). Kompleksowe podejście do tematu. Spojrzenie na wyzwanie z różnych perspektyw – nie tylko typowe czysto inżynierskie podejście do zagadnienia, ale także z nutą architektoniczną – szczególnie ocena dotycząca funkcjonalności. Solidny wsad analizy obliczeniowej. Autor pracy to z pewnością przyszły inżynier, który będzie w stanie w najmniejszych drobiazgach patrzeć na każde zawodowe wyzwanie, na każdy techniczny problem do rozwiązania. Praca zdecydowanie godna otrzymanego wyróżnienia.
Dr hab. inż. ROMAN MARCINKOWSKI, prof. uczelni, Politechnika Warszawska
Wyróżniona praca stanowi złożone opracowanie projektowe wykonane w technologii BIM z użyciem programów Autodesk Revit i Robot. Jego przedmiotem jest budynek, a także infrastruktura zewnętrzna dworca autobusowego. Przedstawiona architektura oraz konstrukcja dworca autobusowego zostały poparte oryginalnymi analizami. Na szczególną uwagę zasługują analizy ciągów komunikacyjnych na terenie dworca, prowadzące do opracowania funkcjonalności przestrzennej obiektu oraz analizy złożonej konstrukcji żelbetowej, wymagające stosowania przemyślanych technik projektowania inżynierskiego. Autor pracy konkursowej pokazał praktyczne aspekty procesu projektowania, identyfikując przy tym niedostatki wykorzystywanych programów komputerowych. W każdym bowiem procesie projektowania występują problemy dotyczące modelowania obiektu i konstrukcji w celu efektywnego zastosowania dedykowanych programów komputerowych. Łączenie projektowania architektonicznego z analizą funkcjonalną obiektu i projektowaniem konstrukcji było głównym wyzwaniem inżynierskim autora pracy konkursowej. Autor wykazał się inwencją, wiedzą i umiejętnościami w projektowaniu obiektu budowlanego.
