Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Bionic models in optimal design of flat gridshell surfaces

Gawell Ewelina, Rokicki Wiesław

Journal Biuletyn of Polish Society for Geometry and Engineering Graphics

|

2019

|

Vol. 32

45--53

EN

Contemporary architectural explorations are also concerned with the structural developments of geometric spatial forms. More and more original objects are created or even mapped in reference to nature creations. The reasons for such undertakings are, on the one hand, the need to rationalize structural solutions, while on the other hand the creation of new forms in the context of aesthetics, functions, symbolism, etc. The dynamically developing computer programs that enable multilateral analysis of the proposed solutions in the design process, especially in the aspect of irregular shapes are a significant impulse for the introduction of bionic patterns into architecture. A significant pragmatic change of approach in the design process is the interdisciplinary cooperation of specialists from many fields. As a result, architectural objects in which innovative techniques, materials and technological solutions are tested, often differ from known modern building technologies. The use of bionic models in the search for new aesthetics in architecture requires the shaping of structural elements following the logic of Nature, which determines unconventional, but at the same time rational material solutions optimized towards minimal consumption of materials and energy required to produce them. Such perception of load-bearing structures is not new, but only a continuation of logical thinking from the past, and the development of digital tools supporting designers provides multiple optimization opportunities in synergistic architectural explorations. An important element of an article is own research on optimization of flat gridshell surfaces. The search criterion is the minimum mass and the study compiles selected classic models (regular divisions) and selected bionic models (irregular divisions).

PL

Współczesne poszukiwania w architekturze opierają się na strukturalnym budowaniu geometrycznych form przestrzennych. Coraz więcej oryginalnych obiektów powstaje w nawiązaniu, a nawet odwzorowywaniu tworów spotykanych w naturze. Powody takich działań to z jednej strony potrzeba racjonalizowania rozwiązań strukturalnych, natomiast z drugiej strony kreowania nowych form w kontekście estetyki, funkcji, symboliki, itp. Istotny impuls wprowadzania wzorów bionicznych do architektury stanowią rozwijające się dynamicznie programy komputerowe, które umożliwiają wielostronne analizowanie proponowanych rozwiązań, szczególnie w aspekcie nieregularnych kształtów. Znaczącym, pragmatycznym działaniem jest też zmiana podejścia w procesie projektowania w ukierunkowaniu na interdyscyplinarną współpracę specjalistów z wielu dziedzin. W rezultacie obiekty architektoniczne, w których testowane są nowatorskie rozwiązania techniczno-materiałowe i technologiczne, często różnią się od znanych współczesnych technologii budowania. Wykorzystanie modeli bionicznych w poszukiwaniu nowej estetyki w architekturze wymaga kształtowania elementów konstrukcyjnych zgodnie z logiką Natury, która determinuje niekonwencjonalne, ale jednocześnie racjonalne rozwiązania materiałowe zoptymalizowane z uwagi na minimalne zużycie tworzyw i energii do ich wytworzenia. Takie postrzeganie struktur nośnych nie jest nowym podejściem, a jedynie kontynuacją logicznego myślenia z przeszłości, a rozwój cyfrowych narzędzi wspomagających projektowanie oferuje zwielokrotnione możliwości optymalizacyjne w synergicznych poszukiwaniach architektonicznych. Istotnym elementem artykułu są badania własne dotyczące optymalizacji płaskich struktur prętowych. Kryterium poszukiwań jest minimalna masa, a w badaniu zestawiono wybrane modele klasyczne(o regularnych podziałach) oraz wybrane modele bioniczne (o podziałach nieregularnych).

2

Wskaźniki zmian wytrzymałości na ścinanie w strefach zagrożenia osuwiskowego na obszarze kopalni węgla brunatnego Turów i Bełchatów

Kaczmarczyk R., Tchórzewska S., Stanisz J., Borecka A.

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

|

2016

|

nr 94

161--172

PL

W artykule omówiono wyniki badań wytrzymałości na ścinanie dla 215 prób pobranych z utworów obejmujących strefy zagrożeń osuwiskowych w górotworze złóż węgla brunatnego Turów i Bełchatów. Opisano związki pomiędzy budową geologiczną nadkładu, genezą, cechami geologiczno-inżynierskimi oraz czynnikami wpływającymi na powstawanie lub rozwój osuwisk. Scharakteryzowano procesy zachodzące w ośrodku gruntowym mające wpływ na zmianę parametrów wytrzymałościowych w górotworze. Omówiono metody wyznaczania wartości obliczeniowej według normy PN-B-03020:1981 oraz Eurokod 7 (PN-EN 1997-1:2008P). Przedstawiono zalety i ograniczenia zastosowania „normowych” metod oznaczania parametrów wytrzymałości na ścinanie do analiz stateczności skarp i zboczy w warunkach skomplikowanej budowy geologicznej. Badania testowe wykonano dla 11 różnych powierzchni osłabień strukturalnych, oznaczając parametry wytrzymałości pierwotnej, rezydualnej oraz po zawodnieniu powierzchni poślizgu. Porównując wyniki zmian parametrów, autorzy zaproponowali współczynniki korekcyjne: wskaźnik zmian kąta tarcia wewnętrznego (λɸ , λɸ w) oraz wskaźnik zmian spójności (λ c , λ cw). Wyniki badań wskazują, że wskaźniki zmiany parametrów wytrzymałościowych są wyraźnie zróżnicowane dla kąta tarcia wewnętrznego i spójności. W próbkach pobranych z powierzchni nienaruszonych zmniejszenie oporów ścinania było w znacznej mierze wynikiem redukcji spójności. Na powierzchniach o naruszonej strukturze tendencje zmian parametrów wytrzymałościowych nie są tak wyraźne i zależą od wielu różnych czynników. Analiza wyników potwierdziła, że w strefach zagrożeń osuwiskowych obserwuje się znaczne zmniejszenie parametrów wytrzymałościowych względem parametrów uzyskanych z badań laboratoryjnych nawet po uwzględnieniu ich redukcji do wartości obliczeniowych. Proponowane rozwiązanie, zdaniem autorów, pozwoli na lepsze odzwierciedlenie rzeczywistych warunków geologiczno-inżynierskich, co będzie prowadzić do bezpiecznego projektowania geologiczno-inżynierskiego oraz geotechnicznego.

EN

The article presents results of shear strength tests for 215 samples collected from formations including landslide hazard zones of the Turów and Bełchatów brown coal mine. The relationships between the geological structure of the overlay, genesis, geological-engineering properties, and factors influencing the formation of the landslide have been described. The processes occurring in the ground, influencing change of strength parameters have been characterized. Methods of determining the design value according to PN-B-03020:1981 and Eurocode 7 (PN-EN 1997-1:2008P), have been discussed. Advantages and limitations of using standard methods of determining shear strength parameters for the analysis of slope stability in the complicated geological conditions have been presented. Tests have been realized for 11 various areas of structural weakenings, determining the peak strength, residual strength, and after water accumulation in the slide surface. In comparing the results of parameters change, the authors have proposed the following correction coefficients: index of friction angle change (λɸ , λɸ w) and index of cohesion changes (λ c , λ cw). The indices of change of strength parameters are distinctly diversified for the friction angle and cohesion. The limitation of shear stress resulted mostly from reduction of cohesion in the samples collected from intact surfaces. The trends of strength parameters changes are not as clear and depend on many different factors in terms of the surfaces of disturbance structure. The analysis of results has confirmed that in the landslide hazard areas the significant reduction of strength parameters in relation to parameters obtained in the laboratory tests is observed, even after taking their reduction to the design values into consideration. In the authors’ opinion, the proposed solution allows for a better representation of the actual geological engineering and geotechnical conditions, leading to safe designing.

3

On Surface Geometry Inspired by Natural Systems in Current Architecture

Nowak A., Rokicki W

Journal Biuletyn of Polish Society for Geometry and Engineering Graphics

|

2016

|

Vol. 29

41--51

EN

The contemporary architecture is increasingly inspired by the evolution of the biomimetic design. The architectural form is not only limited to aesthetics and designs found in nature, but it also embraced with natural forming principles, which enable the design of complex, optimized spatial structures in various respects. The trends in the development of the architectural design including the elements of bionics lead to the search for optimal ways which would eliminate unnecessary geometry. Digital tools play an important role in this process. The application of the algorithms and computer programs for modeling of threedimensional space structures leads to the formation of specialized digital tools, on account of which it is possible to generate optimized irregular spatial forms [1]. Reproducing the construction of structures and their analyses of biological processes are possible by improving generative design methods, which allow to deepen the knowledge of shaping elements in the natural world [2]. The design based on the principles of natural formation of structures requires that the processes be understood and described withe the use appropriate mathematical models. The use of mathematical models that attempt to describe forms from the world of nature, in particular morphogenetic patterns. Among the morphogenetic aspects described by mathematical models occurring in nature, the most noteworthy are the Voronoi diagrams, the Fibonacci sequence and homologous transformations, which are increasingly used as methods of discretization of space in shaping structural surface.

PL

Współczesna architektura coraz częściej jest inspirowana kształtowaniem biomimetycznym. Forma obiektów architektonicznych nie ogranicza się jedynie do estetyki i wzorów spotykanych w Naturze, ale sposób jej kształtowania odwzorowuje naturalne procesy formotwórcze, umożliwiając projektowanie skomplikowanych, optymalizowanych pod różnymi względami struktur przestrzennych. Współczesne tendencje w zakresie kształtowania architektury z uwzględnieniem elementów projektowania bionicznego prowadzą m.in. do poszukiwania optymalnych form, w których zostaje eliminowana zbędna geometria. Istotną rolę w tym procesie odgrywają narzędzia cyfrowe. Zastosowanie algorytmów i programów komputerowych stanowi o modelowaniu trójwymiarowych struktur przestrzennych i prowadzi do powstania specjalistycznych narzędzi cyfrowych przy pomocy których możliwe staje się generowanie nieregularnych i optymalnych form przestrzennych [1]. W tworzeniu nowej formy obiektów architektonicznych w kształtowania powierzchni strukturalnej coraz częściej stosowane są metody dyskretyzacji powierzchni. Odtwarzanie budowy struktur oraz analiza procesów biologicznych możliwe są dzięki doskonaleniu generatywnych metod projektowania, pozwalających na zgłębianie wiedzy na temat technologii kształtowania elementów ze świata przyrody [2]. Projektowanie oparte na zasadach kształtowania naturalnych struktur wymaga zrozumienia zachodzących procesów i opisania ich za pomocą odpowiednich modeli matematycznych. Zastosowanie modeli matematycznych stwarza możliwość opisywania form ze świata Natury, a w szczególności wzorców formotwórczych. Wśród aspektów formotwórczych zachodzących w przyrodzie opisywanych za pomocą modeli matematycznych na szczególną uwagę zasługują m.in. diagramy Woronoja, ciąg Fibonacciego, czy przekształcenia homologiczne.

4

Czynniki wpływające na parametry wytrzymałości na ścinanie w strefach zagrożeń osuwiskowych na przykładzie odkrywek węgla brunatnego

Borecka A., Kaczmarczyk R.

Geologia / Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie

|

2008

|

T. 34, z. 4

709-719

PL

Obserwowany w ostatnich latach rozwój możliwości obliczeniowych programów do oceny stateczności oraz liczne wyniki badań laboratoryjnych pozwalają na coraz doskonalsze symulowanie zachowania się górotworu. Niemniej problem osuwisk wciąż nie jest w pełni rozwiązany, nadal bowiem dochodzi do ich powstawania. Analiza stateczności zboczy wymaga uwzględnienia szeregu czynników związanych ze stopniem skomplikowania budowy geologicznej i parametrami gruntów. Nadal jednym z najistotniejszych zagadnień pozostaje dobór miarodajnych parametrów obliczeniowych, szczególnie w strefach o złożonej budowie geologicznej. W artykule omówiono czynniki wpływające na parametry wytrzymałości na ścinanie w strefach zagrożeń osuwiskowych, na podstawie wyników badań i obserwacji prowadzonych w kopalniach węgla brunatnego "Turów" i "Bełchatów". Ruchy masowe gruntów zarejestrowane w kopalniach odkrywkowych z uwagi na charakter eksploatacji, odsłonięcie skarp, bieżące monitorowanie i możliwości techniczne kopalni umożliwiają obserwację zjawisk towarzyszących procesom zachodzących na powierzchniach poślizgu. Istnieje możliwość wykorzystania części wyników do oceny stateczności skarp również w miejscach, gdzie obserwacje tych zjawisk są znacznie utrudnione, dotyczy to np. osuwisk karpackich.

EN

The recently observed development into possibilities of calculation programs for calculations of stability and numerous results of laboratory investigations help to obtain a more and more perfect simulation of rockmass behaviour. Nevertheless, a problem of landslides has not been fully solved as they still originate. The analysis of slope stability requires consideration of a number of factors connected with a degree of complexity of geological structure and parameters of soils. One of the most essential problems is still a choice of reliable calculating parameters, especially in the zones of complicated geological structure. In the paper factors influencing shear strength parameters in the zones of landslide threats have been discussed while basing on the results of investigations and observations in the brown coal mines "Turów" and "Bełchatów". Mass movements of soils in open pit mines due to their exploitation, outcrop of slops, current monitoring and technical possibilities of mines help to observe in a relatively easy way certain phenomena accompanying the processes occurring on the surfaces of a landslides. There exists a possibility of applying some results for the evolution of slope stability also in the places where observations of phenomena occurring on the slide surfaces are considerably more complicated, e.g. in the Carpathian landslides.

5

Powierzchnie strukturalne w górotworze złóż węgla brunatnego, ich charakterystyka i właściwości fizyko-mechaniczne

Kaczmarczyk R., Rybicki S.

Górnictwo i Geoinżynieria

|

2007

|

R. 31, z. 3/1

237-245

PL

Obserwacje prowadzone na terenie odkrywkowych kopalń węgla brunatnego wskazują na istnienie w górotworze pewnych charakterystycznych powierzchni, po których najczęściej dochodzi do powstawania osuwisk. Są to zazwyczaj powierzchnie osłabień strukturalnych, powstałe w wyniku procesów sedymentacyjnych, erozyjnych, tektonicznych, glacitektonicznych lub antropogenicznych. W artykule opisano typy powierzchni strukturalnych występujących w kopalniach węgla brunatnego oraz scharakteryzowano czynniki determinujące wartości oporów ścinania na powierzchniach strukturalnych.

EN

Field observations of geological profile of the overburden soils of lignite deposits Turów and Bełchatów shows some structural surfaces used as a slip surfaces of many landslides. They are usually surfaces of loosing structure of soil came to the existance after sedimentary, tectonic and erosion processes. In the article types of these surfaces, their structural character and some geotechnical properties are described.