Dyscyplina, w której pisze Pan pracę jest ściśle związana z obiektami użytkowymi, z jakimi mamy wszyscy do czynienia. Na ile Pana doktorat jest teoretyczny, a na ile praktyczny?
Inżynieria lądowa niewątpliwie jest dyscypliną społecznie odpowiedzialną. Osoby kończące studia związane z budownictwem mają prawo do uzyskania uprawnień do projektowania oraz do kierowania robotami budowlanymi w różnych specjalnościach. Co równie istotne, to że zarówno projektanci, jak i kierownicy robót mają swój bezpośredni udział w tworzeniu obiektów inżynierskich, które służą społeczności zazwyczaj przez dziesiątki lat. Właśnie z tego powodu uważam, że mój doktorat dotyka aspektów zarówno teoretycznych, jak i praktycznych.
Jakie cele badawcze Pan sobie postawił?
Pierwszym celem było stworzenie algorytmu, który pozwoli określić prawdopodobieństwo awarii konstrukcji poddanej oddziaływaniom zmiennym w czasie np. oddziaływanie wiatru. Analizy dynamiczne (zmienne w czasie) nie są popularnie wykonywane w powszechnej praktyce inżynierskiej, pomimo coraz większych mocy obliczeniowych komputerów oraz coraz bardziej zaawansowanych i rozbudowanych możliwości oprogramowania inżynierskiego. Powszechnie wykonuje się obecnie obliczenia, w których obciążenia zmienne w czasie zastępuje się ich statycznym (niezmiennym) równoważnikiem na co zezwalają obecnie obowiązujące wytyczne do projektowania konstrukcji chociaż należy mieć na uwadze, że takie podejście może prowadzić do niezauważenia niepożądanych drgań konstrukcji, które obecnie są coraz bardziej ekonomicznie zaprojektowane, a co za tym idzie, potencjalnie bardziej podatne na wzbudzenia dynamiczne (drgania).
Kolejnym celem, równorzędnym, było wykorzystanie metody perturbacji stochastycznej do prowadzenia ww. analizy, która z założenia wykazuje lepszą efektywność obliczeniową – skraca czas obliczeń przy pożądanym zachowaniu dokładności obliczeń.
Bezpieczeństwo jest kluczowym aspektem budowania wszelkich konstrukcji. Jak Pana badania wpływają na jego poprawę?
Przede wszystkim należy wyjść z założenia, że każdy parametr projektowy obarczony jest pewną tolerancją/błędem/niedokładnością poznawczą. Takimi parametrami mogą być oddziaływania środowiskowe, jak prędkość wiatru, grubość pokrywy śnieżnej na dachu, a także własności materiałowe czy geometryczne konstrukcji, jak grubości profili konstrukcyjnych czy imperfekcje geometryczne (niedokładności wymiarowe elementów). To są przykłady stanowiące wierzchołek góry lodowej, jednakże istotne jest to, że nie wszystkie z tych parametrów projektowych wpływają równie silnie na bezpieczeństwo konstrukcji. Wierzę, że wyniki moich badań, odpowiednio zaaplikowane do każdego rodzaju konstrukcji, pozwalają odpowiedzieć na pytanie, które z wejściowych parametrów projektowych należy bardzo skrupulatnie przemyśleć, wprowadzić do obliczeń oraz przypilnować ich spełnienia na budowie. To jedna strona medalu – drugą jest możliwość wykorzystania wyników badań do szacowania niezawodności konstrukcji istniejących. To z kolei może okazać się pomocne zarówno w przypadku chęci przebudowy, zmiany sposobu użytkowania czy nawet do zwyczajnej chęci prognozy okresu trwałości obiektu.
Na co Pan zwraca uwagę, wschodząc na budowę lub oglądając konstrukcje na świecie?
Niezależnie gdzie wejdę, czy to na budowę, czy na terminal lotniska, stację kolejową czy magazyn handlowy, moja głowa zawsze wędruje w górę. W pierwszej kolejności zawsze obserwuję rozwiązania konstrukcyjne części wsporczej dachu – główne dźwigary, podciągi oraz detale związane z rozwiązaniem pokrycia dachu. Na przykład w przypadku istniejących konstrukcji metalowych mam nawyk sprawdzania czy złącza się nie rozwierają (czy śruby nie są poluzowane). Na placu budowy z kolei zwracam szczególną uwagę na dotrzymywanie kolejności montażu – na przykład czy elementy pierwszorzędowe są odpowiednio stężone elementami zapewniającymi ich stateczność przed układaniem poszycia dachu.
Studia zbliżają się do zakończenia, jednak temat pozostaje ciągle otwarty. Jakie plany naukowo-wdrożeniowe na przyszłość?
Rzeczywiście studia doktorskie dobiegają końca, a wraz z pozyskanymi odpowiedziami, pojawiło się znacznie więcej możliwości. Już teraz widzę, że efekt mojej pracy można dalej rozwijać, tak aby zarówno polepszyć dokładność metody, ale i również rozszerzyć zakres jej stosowalności. Chciałbym również bezpośrednio zaimplementować wyniki swoich badań do przemysłu, a także przeprowadzić pełnoskalowe nieniszczące badania eksperymentalne na nowo wznoszonym obiekcie.
Jak z perspektywy doktoranta biorącego udział w pierwszej rekrutacji do IDS wyglądają możliwości rozwoju młodych naukowców w PŁ?
Śledziłem na bieżąco możliwości, jakie IDS stwarzało zarówno dla doktorantów z pierwszego roku rekrutacji (a więc i dla mnie), jak i dla kandydatów z kolejnych rekrutacji. Przyznać trzeba, że początek kursu doktorskiego nie sprzyjał podróżom zagranicznym przez pandemię COVID-19. Jednakże, obecnie dla nowych kandydatów możliwości jest dużo więcej. Idea związana z odbyciem co najmniej 3-miesięcznego stażu zagranicznego wydaje się warta rozważenia, w szczególności w dobie obecnie nowo powstałych możliwości uzyskania podwójnego dyplomu Joint Degree/Double Degree. Istnieją stypendia i dofinansowania na cel stażu zagranicznego, jak i liczne dofinansowania konferencji oraz prac badawczych. Możliwości na rozwój są niewątpliwe.