3D betonnyomtatott horizontális szerkezetek parametrikus vizsgálata numerikus és kísérleti módszerekkel
Az elmúlt években a 3D betonnyomtatás jelentős figyelmet kapott a kutatók körében, ugyanis számos, jelenleg is széles körben alkalmazott építési folyamat automatizálására képes. Napjainkban a technológia korlátait elsősorban a nyomtatott anyag sajátosságai jelentik, amelynek korai – friss beton – tulajdonságai az építési sebességet nagyban befolyásolják. A mechanikai tulajdonságok részletes elemzésével igazolható az építés közbeni állapotra való megfelelőség, még komplex geometriájú elemek esetén is. Ennek következtében érdemes vizsgálni az innovatív technológia alkalmazhatóságát horizontális szerkezetek esetén is.
Kutatásom célja az elsődlegesen nyomó igénybevételekre tervezett, üreges födémelemek létrehozása, amelyek parametrizált tulajdonságokkal rendelkeznek, így könnyen alkalmazkodnak különböző projektspecifikus követelményekhez. Ennek megfelelően az elemek akkor is állékonyak maradnak, ha a függőlegestől eltérő irányban egymásra épülő rétegekből állnak.
A frissen nyomtatott elemek építhetősége számos tényezőtől függ, amelyek komplex rendszert alkotnak, ezért időfüggő numerikus szimulációkat alkalmaztam a rendszer teljeskörű elemzésére. Eltérő modellek vizsgálata érdekében olyan input fájlokat hoztam létre, amelyek már tartalmazzák a szükséges geometriai és anyagtani paramétereket. Ezt követően a valós nyomtatásokat végeztem robotkaros gép segítségével, nem síkbeli nyomtatási technikát alkalmazva, majd összehasonlítottam a numerikus és kísérleti eredményeket építhetőség szempontjából.
Munkám során a 3D betonnyomtatás új aspektusban történő alkalmazási lehetőségeit vizsgálom, amelyhez Rhino szoftver Grasshopper moduljának segítségével optimalizálom a geometriai paramétereket. Mindez mérföldkövet jelent az épületek betonnyomtatási technológiával történő megvalósításának szempontjából, beleértve a horizontális szerkezeteket is. Magasabb kihasználtságot és gazdaságosabb folyamatokat biztosít, ha a vertikális alkalmazás mellett a horizontális elemek is ilyen technológiával készülnek. Az új megközelítés további előnye, hogy a betonnyomtatással épülő szerkezetek megvalósítása a jelenleginél is gyorsabb lehet, valamint nagyobb geometriai szabadságot biztosít, amennyiben igazolható a szerkezeti megfelelőség.
szerző
-
Szögi Tamás
Építmény-informatikai mérnöki
mesterképzés (MA/MSc)
konzulensek
-
Dr. Sólyom Sándor
Egyetemi adjuktus, Építőanyagok és Magasépítés Tanszék -
Dr. Kapitány Kristóf
Adjunktus, Fotogrammetria és Térinformatika Tanszék
