Projekti / Programi
Razvoj, modeliranje in optimiranje objektov in procesov v gradbeništvu in prometu
01. januar 2009
- 31. december 2012
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 2.01.00 |
Tehnika |
Gradbeništvo |
|
| 2.19.00 |
Tehnika |
Promet |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| T2 |
Tehnološke vede |
T2 |
| Koda |
Veda |
Področje |
| 2.01 |
Tehniške in tehnološke vede |
Gradbeništvo |
Razvoj, modeliranje, optimiranje, gradbeništvo, promet, informatika, konstrukcija, objekt, gradnja, prometna infrastruktura, nelinearno programiranje, NLP, mešano-celištevilsko nelinearno programiranje, MINLP
Raziskovalci (20)
Organizacije (1)
Povzetek
Namen predlaganega raziskovalnega programa je razvoj, modeliranje in optimiranje objektov in procesov v gradbeništvu in prometu. Optimiranje izvajamo z nelinearnim programiranjem (NLP) in z mešano-celoštevilskim nelinearnim programiranjem (MINLP). Z NLP izvajamo zvezno optimiranje objektov, z MINLP pa vršimo kombinirano zvezno-diskretno optimiranje, kar v nadaljevanju daje bistveno boljše rezultate. Smiselno raziskava poteka na dveh različnih področjih: gradbeništvo (T 002) in promet (T 003).
Razvijamo metode, strategije in računalniške programe za modeliranje in optimiranje objektov in procesov v gradbeništvu in prometu. Na eni strani razvijamo optimizacijske metode, predvsem strategije za učinkovito optimiranje velikih realnih sistemov, na drugi strani pa modeliramo optimizacijske modele konstrukcij, objektov, prometne infrastrukture, gradnje objektov in prometnih tokov.
Na področju gradbeništva razvijamo optimizacijske modele nekaterih tipskih najčešče grajenih paličnih, okvirnih in mostnih konstrukcij iz jekla, armiranega betona, lesa in sovprežnega/kompozitnega materiala. Optimiranje izvajamo v smeri minimiranja mase ali proizvodnih stroškov konstrukcij. Optimiramo tudi proces gradnje objektov. Gradbeni objekti so na ta način optimirani v celoti od strehe do temeljev. V računskem procesu so sočasno zračunani: topologija konstrukcije (optimalno število in razpored konstrukcijskih elementov), materiali, oblika, standardne ter zaokrožene dimenzije.
Optimiranje procesa gradnje in vzdrževanja prometne infrastrukture ter optimiranje delovanja prometnega sistema zraven zgoraj omenjenih metod zahteva uporabo večkriterijalne sinteze, ki omogoča upoštevanje kriterijev, ki jih ni moč številčno ovrednotiti. Ob tem je poseben poudarek posvečen uvedbi in vrednotenju ukrepov nacionalne in evropske prometne politike na optimiranje sistema ob sprotnem upoštevanju kriterijev in načel trajnostnega razvoja in ekonomike delovanja prometnega sistema.
Gradbena informatika ima pri prej opisanih aktivnostih izrazito integrativno vlogo. V gradbeništvu ima uporaba računalnikov dolgo tradicijo. Toda zaradi uporabe računalnikov v okviru nespremenjenih ali starih organizacijskih shem informacijska tehnologija v gradbeništvu ne prinaša takšnega napredka, kot bi ga lahko. Raziskovalci iz področja informatike zato razvijamo nove organizacijske sheme, s katerimi bo mogoče optimirati konstrukcije, objekte, proces gradnje in prometno infrastrukturo ter maksimalno izrabiti potenciale novih informacijskih tehnologij.
Pomen za razvoj znanosti
Raziskovalni program, ki je potekal v obdobju 2009-2012, je pomembno prispeval razvoju znanosti na področjih metod za učinkovito modeliranje in optimiranje konstrukcij (jeklenih in lesenih paličnih nosilcev, različnih sovprežnih stropnih sistemov in jeklenih večetažnih okvirjev), metod ojačevanja in modeliranja panelnih sten ter na področjih gradbene informatike in prometa, kar je razvidno iz znanstvene uspešnosti članov programske skupine.
Pomen za razvoj Slovenije
Zaradi bistveno povečanih emisij toplogrednih plinov postaja v zadnjem času vse aktualnejša okoljska problematika. V sklopu programske skupine smo tako razvili model optimalnih energijsko učinkovitih montažnih leseno-steklenih objektov s povečanim deležem ustreznih zasteklitev na južni fasadi. Najpomembnejše izsledke obširnih parametričnih raziskav smo uspešno implementirali v praksi pri snovanju naročenih projektov za potrebe proizvajalcev montažnih enodružinskih hiš (projekta za podjetja Lumar IG in Marles hiše) ter potrebe občinskih uprav pri snovanju večnamenskih in javnih objektov (projekta za občini Destrnik in Podlehnik). Prav tako smo tovrstne izsledke s ciljem ozaveščanja strokovne in splošne javnosti predstavili na treh mednarodnih posvetih z naslovom »Energijska učinkovitost v arhitekturi in gradbeništvu«, na katere smo povabili najeminentnejše tovrstne strokovnjake iz tujine s ciljem implementirati njihove izkušnje v slovenskem prostoru. Ob začetku raziskovalnega programa so se, tako kot drugod, tudi v Sloveniji pričele pojavljati prve ideje o izvedbi alternativnih tipov krožnih križišč. Ideja krožnega križišča s spiralnim potekom krožnega vozišča (krajše ''turbo'' krožnega križišča) se je izjemno hitro (praktično v treh letih od nastanka prvega takega križišča v svetu) prenesla tudi v slovenski prostor. Pri razvoju oz. prilagajanju tega tipa krožnega križišča slovenskim razmeram, so vodilno vlogo imeli člani programske skupine. Danes imamo v Sloveniji izvedenih že enajst primerov tega tipa krožnega križišča in smo še pred dvema letoma bili edina država (razen Nizozemske), ki smo imeli ta tip krožnih križišč. Ves čas raziskovalnega programa pa je potekal tudi razvoj drugih alternativnih tipov krožnih križišč. Eden od njih (''flower roundabout'') je bil patentiran v času trajanja projekta, prijava patentne prijave za drugega (''target roundabout'') pa je v zaključni fazi.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Letno poročilo
2009,
2010,
2011,
zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Letno poročilo
2009,
2010,
2011,
zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
