Optymalizacja prętowych powłok walcowych za pomocą metody analogii potencjału energetycznego

• Autorzy: Sadowski Kajetan

Warianty tytułu

EN

Optimization of barrel vault surfaces using energetic potential method

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przestrzenne konstrukcje prętowe nazywane często strukturami przestrzennymi znalazły szerokie zastosowa nie w świecie, szczególnie zaś w przekryciach obiektów o dużych rozpiętościach. Projektowanie obiektów w których znajdują zastosowanie prętowe struktury przestrzenne o skomplikowanej geometrii jej często poprzedzane licznymi badaniami teoretycznymi i modelowymi. Jednym z etapów projektowania, istotnym z punktu widzenia optymalizacji geometrycznej struktury jest wybór odpowiedniej metody wyznaczania jej morfologii. Opisując zjawiska zachodzące w naturze oraz sposób ich adaptacji do procesu projektowania architektoniczno-konstrukcyjnego autor przedstawia wyniki zastosowania metody analogii potencjałów energetycznych. Inspirację opracowania tej metody stanowi prawo Coulomba - przyjmując, że węzły dowolnej siatki przestrzennej są ładunkami elektrycznymi o ściśle określonych wartościach można otrzymać układ geometryczny w którym wszystkie elementy wzajemnie na siebie oddziałują. Ładunki przyjmą pozycje w przestrzenni dla których suma wzajemnych oddziaływań między nimi będzie najmniejsza. Będzie to układ najkorzystniejszy energetycznie. W niniejszej pracy przedstawiono rezultaty optymalizacji wykonanych z pomocą modeli i symulacji cyfrowych opracowanych przez autora, poddanych następnie uproszczonym analizom statycznym. Wyniki pokazano za pomocą zaproponowanych przez autora wskaźników efektywności.

EN

Spatial structures are one of the most popular structural systems used to cover large spaces. Arrangement of the bars and nodes has a big influence on the distribution of forces inside the structure. Author was developing the method of dividing a surface which was called the energetic potential method. It is based on a natural process we know as the Coulomb Law. Using it we can create a self-optimizing structure where all of its nodes, mutually repulsing, are finally located in a similar distance to one another. Thanks to special computer program written by Author it was possible to generate a lot of struc tures with unique topology and after that could do a static analysis of them. After those it was found that some structures have a better ratio than popular structures so Author suppose that the method can have practical application in future.

Słowa kluczowe

PL

przestrzenne konstrukcje prętowe; optymalizacja; powłoki walcowe

EN

space structures; optimization; barrel vaults

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Lubelskiej ; Polska Akademia Nauk, Oddział w Lublinie
• Czasopismo: Teka Komisji Architektury, Urbanistyki i Studiów Krajobrazowych
• Rocznik: 2016
• Tom: T. 12, nr 4
• Strony: 61--67
• Opis fizyczny: Bibliogr. 4 poz., ryc., tab.

Twórcy

autor

Sadowski Kajetan

• Zakład konstrukcji i budownictwa ogólnego, Wydział Architektury Politechniki Wrocławskiej

Bibliografia

• [1] Berezin A.A., 1985, An unexpected result in classical electrostatics. Nature , 315/1985, 104
• [2] Edmundson J.R., 1992, The distribution of point charges on the surface of a sphere . ActaCryst, A48/1992, 60-69
• [3] Nurmela K.J., 1997, Minimum-Energy Point Charge Configuration on a Curcular Disk. University of Technology, Digital Systems Laboratory, Series A: Research Reports nr 43, Helsinki, 1997.
• [4] Sadowski K., 2004, Electric charges behaviour analogy applied to structural optymization of flat and barrel v ulted grids. X Lightweight structures in civil engineering. Local seminar of IASS Polish Chapter , Micro-Publisher ‘Jan Obrębski’ Wydawnictwo Naukowe, 2004, 217-2