Data dodania 27.05.2021 - 07:46
Kategorie aktualności

W swojej pracy doskonale łączy wiedzę teoretyczną z doświadczeniem zdobytym na placu budowy. A to wykorzystuje w swoich badaniach, których celem jest ustalenie niezawodności konstrukcji tj. hale, maszty. Mgr inż. Rafał Bredow jest laureatem m.in. Nagrody im. prof. Kuczyńskiego za najlepszą pracę dyplomową wykonaną na kierunku budownictwo i kontynuuje kształcenie w Interdyscyplinarnej Szkole Doktorskiej PŁ.

Image

Jest Pan doskonałym przykładem studenta łączącego kształcenie ze zdobywaniem doświadczenia w przemyśle. Jak Pan ocenia korzyści płynące z takiego rozwiązania?

Niewątpliwie dostrzegam tu dwustronne korzyści. Ciągła aktywność i rozwój zawodowy są źródłem inspiracji dla obierania nowych działań badawczych. Stwarza ona również możliwość mniej lub bardziej bezpośredniej implementacji wyników badań co dodatkowo motywuje mnie do dalszych prac badawczych.

Jak Pana cele badawcze wpisują się w światowe doniesienia na temat badań konstrukcji?

Po dziś dzień badanie in situ konstrukcji budowlanych takich jak wielkopowierzchniowe hale stanowi rzadkość. Istotne więc z mojego punktu widzenia jest nabycie umiejętności bardzo celnego szacowania zjawisk dynamicznych konstrukcji z wykorzystaniem wspomagania komputerowego. Jednym z moich celów badawczych jest opracowanie sposobu implementacji Uogólnionej Metody Perturbacji Stochastycznej w dynamice wybranych konstrukcji stalowych, aby otrzymywane rezultaty zapewniały porównywalną dokładność określania niezawodności konstrukcji w stosunku do innych metod probabilistycznych, które wymagają zdecydowanie większego nakładu mocy obliczeniowej komputera, a więc są przez to mniej przystępne.

Image
Rafał Bredow, PŁ

Równoległym celem jest przeprowadzenie też analizy wrażliwości dynamicznej niezawodności wybranych konstrukcji stalowych względem badanych parametrów projektowych traktowanych jako losowe. Realizując powyższe cele, planuję udać się na kilkumiesięczny staż naukowy do Uniwersytetu w Mesynie, gdzie miałbym okazję poznać inne narzędzia służące stochastycznej mechanice konstrukcji. Planuję również wziąć udział w konkursie realizowanym przez Narodową Agencję Wymiany Akademickiej (NAWA) w ramach edycji programu stypendialnego im. Bekkera, co pomoże mi zrealizować plan badawczy przewidziany do realizacji w jednostce zagranicznej.

Jakimi konstrukcjami Pan się zajmuje?

Przedmiotem moich obecnych badań są konstrukcje stalowe takie jak maszt z odciągami, hala stalowa z przekrojami o zmiennej sztywności. Planowana jest również analiza wieży kratowej. Są to niewątpliwie konstrukcje powszechnie spotykane, jedne w telekomunikacji, a inne pod postacią powierzchni magazynowych, centrów logistycznych i innych. Ich cechą wspólną jest relatywna smukłość i tym samym lekkość, jednak oczekuje się od nich niezmienności geometrycznej z uwagi na konieczność spełnienia swoich podstawowych funkcji. Ciekawe chociażby z tego punktu widzenia jest rozpatrywanie zmienno-czasowych bodźców środowiskowych takich jak wspomniany dynamicznie działający wiatr.

W działalności zawodowej nie ograniczam się jednak tylko do projektowania konstrukcji stalowych bowiem powszechnie występują one w parze z elementami z betonu zbrojonego prętami stalowymi (elementy żelbetowe). Przykładem są choćby żelbetowe stopy fundamentowe stanowiące oparcie słupów stalowych. Powszechne również w projektowaniu, a dalej w realizacji są obiekty magazynowe czy też logistyczne o konstrukcji hybrydowej, a więc o słupach żelbetowych i stalowej konstrukcji dachu. Konstrukcje halowe realizuje się w takiej formie z uwagi na wymogi bezpieczeństwa pożarowego.

Dlaczego tak ważne jest uwzględnienie zmian czynników w czasie?

Łatwo odnaleźć materiały wideo przedstawiające awarię przęsła mostu z uwagi na oddziaływanie wiatru o częstości bliskiej częstości drgań własnych przęsła. Kolejnym przykładem, który przychodzi mi na myśl jest też sytuacja, w której trybuna stadionu wprawiona zostaje w drgania periodycznym ruchem lub skakaniem publiczności. Przytoczone tu przykłady należą do niewątpliwych ekstremów, tym niemniej jednak bodźców wprawiających ustroje konstrukcyjne w drgania jest wiele. Co więcej efekty powtarzalnego wzbudzenia konstrukcji mogą powodować również powolne procesy degradacji konstrukcji prowadząc do jej zmęczenia i awarii. Analizy dynamiczne są bardziej złożone i trudniejsze w implementacji, stąd w praktyce często obciążenia działające dynamicznie na konstrukcję sprowadza się do pewnego statycznego ekwiwalentu (obciążenia quasi-statycznego). Jednym z zagrożeń takiego podejścia obliczeniowego jest wówczas ryzyko niezidentyfikowania zjawiska wzbudzenia konstrukcji, która w rzeczywistości narażona będzie na obciążenie dynamiczne o częstości bliskiej częstości drgań własnych konstrukcji (lub jej pewnej wielokrotności) przez co oszacowany projektowo stan odkształcenia i naprężenia może nie odzwierciedlać rzeczywistych warunków pracy konstrukcji.

Image
zdjęcie z montażu konstrukcji, arch. prywatne R. Bredowa

Które wyzwanie zawodowe ocenia Pan dotychczas za najważniejsze?

Jednym z pierwszych zadań, które zdecydowanie do tej pory utożsamiam z dużym wyzwaniem był montaż przestrzennego ustroju kratownicowego składającego się z trzech segmentów, biegnącego nad ulicą (na czas montażu wyłączoną z ruchu). Każdy z nich charakteryzował się wymiarami poprzecznymi co najmniej 6,5 m x 5,8 m (szer. x wys.), a największy, o długości 36,0 m podnoszony w całości w miejsce docelowego montażu ważył ponad 64 000 kg. Łączna długość ustroju wynosiła 84,0 m a masa całkowita przekraczała 176 000 kg. Konstrukcja zamontowana została w miejscu docelowym poprzez trzy podniesienia, każde z innego ustawienia dźwigu.

Które czynniki trzeba uwzględnić przed budową konstrukcji?

Jedną z nadrzędnych cech konstrukcji budowlanych jest spełnianie swoich funkcji użytkowych w projektowanym czasie użytkowania przy odpowiednim poziomie bezpieczeństwa/pewności. Aby ustrój konstrukcyjny zapewniał właściwy poziom bezpieczeństwa, pod uwagę brać należy wiele czynników, często bardzo zależnych od rodzaju konstrukcji. Z pewnością jednak właściwe rozpoznanie parametrów gruntowych, lokalizacja obiektu z uwagi na współrzędne geograficzne, orografia terenu, właściwości mechaniczne materiału konstrukcyjnego czy też czynniki wywołujące degradację materiału takie, jak procesy korozji są parametrami koniecznymi do rozważenia przy projektowaniu.

Czy każda konstrukcja może powstać w dowolnym miejscu?

Uważam, że jednym z ciekawszych wyzwań dla inżyniera jest próba umiejscowienia konstrukcji w lokalizacji, w której nikt wcześniej nie podjął się próby jej wzniesienia lub też rodzaju konstrukcji noszącej miano unikatowej z uwagi na swoją formę/kształt czy też funkcję. Współczesne metody i narzędzia wspomagające komputerowe modelowanie konstrukcji, a także wspomagające tworzenie ich modeli matematycznych, pozwalają stale podejmować takie próby.

Image
mgr inż. Rafał Bredow, absolwent budownictwa

Podziwiam unikatowe rozwiązania techniczne i unikatowe konstrukcje w ogóle. Często stają się one wizytówką miasta, regionu lub nawet kraju. Naturalnie w procesie inwestycyjno-budowlanym brane są również pod uwagę czynniki ekonomiczne, stanowiące jeden z istotniejszych składników podejmowanych decyzji w obszarze większości zamierzeń budowlanych.

Dlaczego warto być naukowcem?

Wierzę w to, że rozwój naukowy daje mi możliwości bycia z każdym dniem coraz lepszym inżynierem. Mam możliwość sprawdzania i implementacji nowych pomysłów oraz rezultatów badań w zawodowych realiach. Ciągła aktywność zawodowa z kolei pobudza moją ciekawość i dostarcza nowych wyzwań wartych dokładniejszego zgłębienia. Mógłbym powiedzieć, że z mojego punktu widzenia warto być naukowcem by zachować równowagę, nie popaść w rutynę i ciągle się doskonalić w swoim fachu.