Prof. zw. dr hab. inż. Józef Giergiel dr h.c.multi
K raków , 6 .0 6 ,2 0 16r. 30-408 K rakówul. O drzańska 10/3 j.giergiel@ chello.pl
RECENZJA
rozprawy doktorskiej mgr inż. Anity Pawlak-Jakubowskiej
pt. „Ruchome przekrycia - budowa geometryczna, kinematyka, technologia
wykonania”
P rom otor rozpraw y: dr hab. K rystyna R om aniak, Prof. P K R ecenzję opracow ano n a zlecenie D ziekana W ydziału B u d o w n ictw a
Politechniki Śląskiej w G liw icach
Przy pisaniu recenzji skorzystano z następujących kryteriów: 1. Wybór lematu, teza, cel i zakres rozprawy
2. Teza naukowa i oryginalność rozprawy 3. Metodyka badań i analiza wyników 4. Uwagi ogólne
5. Uwagi szczegółowe 6. Wniosek końcowy
1. Wybór tematu, teza, cel i zakres rozprawy
Poszukiw anie now ych innow acyjnych rozw iązań, oraz u lep szan ie istniejących, w oparciu o n o w o czesn e technologie i m ateriały to zadanie staw ian e od w ieków naukow com w szystkich dziedzin nauki. W szczególny sposób dotyczy to inżynierów , konstruktorów i p rojektantów , którzy w sw oich działaniach, ja k o adepci uczelni technicznych, łączą teo rię z praktyką. C echą charakteryzującą ich działania je s t w iełodyscyplinam ość, w iążąca się z w ykorzystyw aniem w iedzy z różnych działów nauki. W śród konstrukcji w ym agających w spółdziałania specjalistów z w ielu dziedzin znajdują się ru ch o m e zadaszenia. Ich pow stanie to nie tylko zam ysł projektanta (architekta), ale ró w n ież w ied za konstruktora (inżyniera z zakresu budow nictw a), m echanika (in ży n iera z budow y m aszyn), autom atyka (zajm ującego się sterow aniem ), elektryka (pod ejm u jąceg o tem at dostarczenia energii) i w ielu innych. Istnieje zatem p o trzeba p o d ejm o w an ia tem atów łączących w iedzę z kilk u dyscyplin naukow ych. W ten nu rt w p isu je się p rzed staw io n a do recenzji rozpraw a, w której podjęto zagadnienia z zak resu geom etrii, budow nictw a oraz teo rii m echanizm ów . B rak tego ty p u opracow ań w sk azu je na po trzeb y badaw cze i k o n ieczn o ść ich w ykonania w dyscyplinie budow nictw o.
W przedstaw ionej do recenzji pracy sform ułow ano tezę zakładającą, iż m ożliw e je s t w ykonanie ruchom ego dachu, którego przem ieszczenie w iąże się z w ielokrotną zm ianą je g o kształtu. C elem pracy b yła zatem realizacja m odelu tak ieg o zadaszenia, co w ykonano w oparciu o m echanizm y płaskie klasy II. T ezę i cel pracy sform ułow ano w ystarczająco dokładnie, a ich podjęcie je s t pożyteczne w e w spółczesnym budow nictw ie.
W zakresie rozw ażań dotyczących kształtu geom etrycznego znalazły się zarów no zadaszenia stałe ja k i ruchom e. W tem acie technologii w y k onania badania obejm ow ały dachy ruchom e z panelam i sztyw nym i oraz zm iennym i. W obszarze badali dotyczących struktury i kinem atyki zadaszeń znalazły się m echanizm y klasy II.
R ozpraw a doktorska liczy 174 strony, składa się z siedm iu rozdziałów , bibliografii, spisu rysunków i tabel oraz załącznika w p o staci p ły ty CD.
W ro z d z ia le I po w prow adzeniu, podano m otyw ację p o d jęcia tem atu, sform ułow ano tezę i cel pracy, określono zakres rozw ażań oraz przedstaw iono m etodologię użytą w prow adzonych badaniach.
R o z d z ia ł I I pośw ięcony je s t budow ie geom etrycznej przekryć dachow ych. T em at opracow ano oddzielnie dla dachów stałych, osobno dla ruchom ych. W zakresie dachów stałych uaktualniono dotychczasow ą klasyfikację w prow adzając dachy 0 połaciach złożonych. Szczególną uw agę pośw iecono zadaszeniom m em branow ym . O brót i translację przyjęto, ja k o głów ne kryteria p odziału dachów ruchom ych, których analizę ruchu przep ro w ad zo n o osobno dla zadaszeń z panelam i sztyw nym i, osobno z panelam i zm iennym i.
W ro z d z ia ła c h I I I i IV p o d jęto zagadnienie dotyczące konstrukcji i technologii w ykonania zadaszeń ruchom ych. R ozdział III pośw ięcono dachom z panelam i sztyw nym i, rozdział IV zadaszeniom z panelam i zm iennym i. Po om ów ieniu system u przem ieszczenia dachu oraz no rm i w spółczynników bezpieczeństw a, dla każdego rodzaju dachu przedstaw iono szczegółow e inform acje na tem at: paneli dachow ych, m echanizm u napędow ego, konstrukcji w sporczej. P an ele dachow e opracow ano w zakresie ich budow y, m ateriału w ykonania oraz sposobu uszczelnienia 1 odprow adzenia w ody. W ram ach m echanizm ów napędow ych om ów iono: budow ę w ózków jezd n y ch , szyn i torow iska, sposobów ham ow ania i zasilania, kontroli jazd y oraz zabezpieczenia p rzed w iatrem . W przypadku paneli zm iennych szczególną uw agę p ośw ięcono zadaszeniom przem ieszczającym się po linach, a zw łaszcza zbudow anych w system ie k oła row erow ego. W rozdziałach tych zam ieszczono szereg schem atów i rysunków w łasnych w sposób czytelny przybliżających budow ę poszczególnych elem entów zadaszenia.
R o zd z ia ły V i V I dotyczą b ad ań z zakresu struktury i kinem atyki m echanizm ów . W rozdziale V p rzed staw io n o syntezę m echanizm ów klasy II, której w ynikiem był zbiór rozw iązań, p rzeanalizow any następnie pod kątem kinem atyki (przem ieszczeń członów ). A n alizę p rzeprow adzono w ykorzystując p aram etryczne m ożliw ości m odelow ania
w program ie A utoC A D 2014. D o dalszych badań w ybrano te m echanizm y, które spełniały p rzy jęte w arunki brzegow e. O statecznie zbudow ano cztery m odele badaw cze, przy czym trzy z n ic h reprezentują zbiór zadaszeń zbudow anych w oparciu
w ybrany m echanizm klasy II (rozdz.V I). P rzeanalizow ano j e w zakresie kinem atyki w ykorzystując program y A utoC A D oraz Inventor. W przy p ad k u m odeli 1 i 2, otw ierających i zam ykających przestrzeń obiektu, w y znaczono w ielk o ść (procentow ą) otw arcia przestrzeni zależnie od przyjętych w ym iarów poszczeg ó ln y ch paneli. D la m odelu 3, którego ruch nie pow o d u je odsłonięcia p rzek ry w an eg o obszaru, p rzenalizow ano kształty dachu otrzym ane w trakcie je g o przem ieszczenia. D la m odeli 1-3 w yznaczono obszar roboczy poszczególnych paneli oraz zaproponow ano sposób odprow adzenia w ody. M odel 4 to alternatyw ne rozw iązanie istniejącego zadaszenia stadionu W im bledon C enter C ourt w W ielkiej B rytani. Stąd w pierw szej kolejności przedstaw iono analizę rozw iązania w tym obiekcie, a następnie podano w łasną propozycję zadaszenia. D la w szystkich m odeli b adaw czych zbudow ano ich rozw iązania num eryczne w program ie A utodesk In v en to r Professional 2016. P oszczególne elem anty zadaszenia zam odelow ano w sposób analogiczny ja k w zrealizow anych obiektach. N a zakończenie rozdziału V I dokonano oceny rozw iązania przedstaw iając w nioski z prow adzonych bad ań oraz przyjęte ograniczenia. T a część rozpraw y je s t niew ątpliw ym osiągnięciem nau k o w y m A utorki. K ończący rozpraw ę
rozdział VII
je s t podsum ow aniem p racy zaw ierającym : konkluzje o popraw ności postaw ionej tezy, ocenę w kładu do rozw oju w iedzy oraz prezentację k ieru n k ó w dalszych badań.2. Teza naukowa i oryginalność rozprawy
Postaw iona w ro zp raw ie teza naukow a pracy, zak ład ająca m ożliw ość budow y zadaszenia, które zm ienia swój k ształt w ielokrotnie w trakcie przem ieszczenia dachu została udow odniona. Z budow ano bow iem m odele dachów zm ieniających swój kształt w trakcie p rzem ieszczen ia oraz spełniające przyjęte w arunki brzegow e.
M eto d o lo g ia p racy obejm ująca analizę literatury, norm , patentów , realizacji, oraz budow ę m odeli w pro g ram ach A utoC A D , F orm finder, Inventor, zaow ocow ała ko m p lek so w ą inform acją na tem at ruchom ych dachów . A utorka w ykazała się znajom ością w arsztatu badaw czego naukow ca. B ad an ia p rzep ro w ad ziła popraw nie, praw idłow o usto su n k o w u jąc się do trzech aspektów ujętych w ty tu le rozpraw y: geom etrii, technologii, kinem atyki ruchom ych przekryć dachow ych.
D o oryginalnych bądź now atorskich osiągnięć A utorki rozpraw y należy: o uaktualnienie klasyfikacji geom etrycznej dachów stałych,
© p rzed staw ien ie autorskiej klasyfikacji p rzek ry ć ruchom ych, w której kryterium podziału był w ykonyw any p rzez zadaszenie ruch,
© p rzep ro w ad zen ie p o raz pierw szy kom pleksow ej analizy obiektów z ruchom ym i zadaszeniam i oraz opracow anie w yczerpującej i czytelnej inform acji n a tem at ich budow y,
© p rzed staw ien ie no w y ch rozw iązań p rzek ry ć dachow ych, któ re stanow ią istotny w kład w rozw ój teg o rod zaju zadaszeń,
© zaproponow anie alternatyw nego p rzek ry cia stadionu W im bledon C enter C ourt, k tó re w św ietle p rzed staw io n y ch badań m o że być rozw iązaniem ekonom iczniejszym (tańszym ),
o w ypełnienie luki w zakresie polskich publikacji dotyczących ruchom ych dachów .
3. Metodyka badań i analiza wyników
W badaniach dotyczących m echanizm ów m ożna w yróżnić dw ie podstaw ow e koncepcje:
o badania teoretyczne analizujące w pływ w ybranych param etrów na charakterystyk m echaniczne,
o badania dośw iadczalne, em piryczne, określające poszukiw ane w ielkości.
B adania teoretyczne d ają w yniki pozornie ścisłe, ale obarczone zasadniczym niedostatkiem ja k im je s t idealizacja m odelu w stosunku do rzeczyw istego obiektu badań.
B adania dośw iadczalne dają w yniki dokładniejsze, lecz ograniczone w yłącznie do zakresu i w arunków prow adzonych badań.
W recenzow anej pracy A utorka przestaw iła rozw ażania teoretyczne, poszarzone o budow ę m odeli kom puterow ych, w których w ykorzystano rozw iązan ia stosow ane w istniejących obiektach. Z przeprow adzonej analizy m ożna w nioskow ać o charakterze i zachow aniu się poszczególnych elem entów zadaszenia w m odelach rzeczyw istych.
G łów ną m etodyką p racy by ła analiza literatury (głów nie zagranicznej) dotyczącej ruchom ych zad aszeń p o d kątem ich geom etrii, tech n o lo g ii w ykonania oraz kinem atyki. W zakresie technologii A u to rk a dokonała ponadto przeglądu norm , p aten tó w oraz istniejących realizacji. W iedzę tę w ykorzystała do budow y m odeli będących je j w łasną p ro p o zy cją zadaszeń, w których w ykazała się znajom ością pro g ram ó w kom puterow ych tak ich jak : A utoC A D , Form finder, Inventor.
A naliza w yników p rzed staw io n y ch w rozdziałach V i V I została przep row ad zo n a rzetelnie i w n ikliw ie. N a ich podstaw ie określano w arunki brzegow e, co ostatecznie doprow adziło do w y b o ru najw łaściw szych rozw iązań i budow y m odeli b adaw czych zadaszeń, k tó re w trakcie przem ieszczenia zm ieniają swój kształt w ielokrotnie. N ależy zatem stw ierdzić, że ceł rozpraw y został osiągnięty.
4. Uwagi ogólne
W recenzowanej pracy doktorantka przedstawiła wynik badań naukowych, których efektem końcowym było zaproponowanie nowych rozwiązań ruchomych zadaszeń. W rozdziale III i IV omówiła szczegółowo budowę tych dachów odnosząc się zrealizowanych inwestycji. W większości są to zadaszenia dużych obiektów sportowych. Nasuwa się zatem pytanie dotyczące mniejszych obiektów, czy ruchome przekrycia są identycznie zbudowane jak omówione przez doktorantkę, czy występują różnice?
W pracy doktorantka odnosi się do dwóch polskich obiektów z ruchomym zadaszeniem, amfiteatru Kadzielnia w Kielcach i stadionu Narodowego w Warszawie. Należą one do przekryć membranowych. W świetle zgromadzonej wiedzy, jakie jest zdanie doktorantki na temat możliwości stosowania w Polsce innych rodzajów zadaszeń, przykładowo z panelami sztywnymi.
to są synonimy mające to samo znaczenie, do jakiego rodzaju architektury należą ruchome dachy?
Opracowany przez Doktorantkę model 4, będący alternatywnym przekryciem stadionu W im bledon C enter C ourt je s t je d y n ą propozycją, w której zadaszono duży obiekt, ja k im je s t stadion sportow y. Czy m ożliw e je st w ykonanie podo b n eg o dachu w przypadku m odeli 1 i 2? Jeżeli tak, to ja k byłoby to rozw iązane.
5. Uwagi szczegółowe
1. Rysunek 1.5 - pomylony podpis dotyczący brył powinno być: a) walcowej - prostokątami, b) stożkowej - trójkątami, c) siodłowej - trójkątami
2. Rozdział 3.3.2.2, drugi akapit pod rysunkiem 3.13, trzecie zdanie - na końcu powinna być liczba pojedyncza a nie mnoga „W przypadku gdy panele nasuwają się na siebie, każdy z nich przemieszcza się wzdłuż oddzielnego torowiska.”
3. Rysunek 4.20 - w opisie zamiast „obiekt” powinno być „obiektu”
4. Rozdział 4.3.3.4, pierwszy akapit - jedyne zdanie w tym akapicie powinno być podzielone na dwa. Nowe zdanie powinno zaczynać się od „N astępnie...”
5. Rozdział 4.3.3.4, trzeci akapit, pierwsze zdanie - odwołanie do nieistniejącego rysunku, chodzi raczej o „rys. 4.26”.
6. Rozdział 5.1, akapit i zdanie przed tabelą 5.1 „Określają one obszar roboczy członu biernego 3” - z analizy tabeli 5.1 wynika, że chodzi tu o człon bierny 2.
7. Rysunek 6.1 - niewłaściwie wpisane słowo „napędzającym” .
8. Tabela 6.1 - dlaczego niektóre wyniki są wyróżnione czerwoną ramką.
9. Rozdział 6.4, trzeci akapit, ostatnie zdanie - niepotrzebna spacja między 10 a stopniem; powinna być liczba pojedyncza w zakresie członów napędzających, bo w rozważanym przykładzie jest jeden; brak zmiennej a we wzorze 2 x coslO0.
10. Rozdział 6.4, czwarty akapit ostatnie zdanie - brak zmiennej a we wzorze 4 x cos 10°. 11. Rysunek 6.30 - niewłaściwie wpisane słowo „połączenie”
6. Wniosek końcowy
R ecenzow ana rozpraw a doktorska zaw iera w iele w artościow ych badań i w niosków . Św iadczy to o tym , że D o k to ran tk a po siad a zasób w iedzy z zakresu dyscypliny naukow ej „B udow nictw o” . Potrafi postaw ić tezę naukow ą, udow odnić ją form ułując stosow ne w nioski. W ykazała się dobrym w arsztatem naukow ym , w ykorzystując w ied zę z trzech odrębnych dziedzin (geom etrii, budow nictw a, teorii m echanizm ów i m aszyn) do zeb ran ia i w eryfikacji w sposób uporządkow any inform acji na tem at ruchom ych zadaszeń. Z budow ała na tej podstaw ie w łasne koncepcje zadaszeń, w ykorzystując stosow ne program y kom puterow e.
Ze w zg lęd u n a brak opracow ań w ję zy k u polskim , dotyczących ruchom ych dachów , ro zp raw a je s t cennym kom pendium w iedzy (dotychczas rozproszonej) n a tem at tej form y zadaszeń. P rzedstaw ione w p racy w yw ody są ja sn e i popraw ne, zaopatrzone licznym i schem atam i i rysunkam i (będącym i opracow aniam i autorskim i), przybliżającym i om aw iane zagadnienia.
W ażnym uzupełnieniem pracy są dołączone m ateriały w p lik u elektronicznym w postaci p ły ty CD. U m o żliw ia to prześledzeni zarejestrow anych sym ulacji ruchu zb u d o w an y ch m odeli.
N a szczególne podkreślenie zasługuje w yjątkow y w kład p racy D oktorantki, zw iązany z koniecznością opracow ania tem atu z punktu w idzenia trzech dziadzin nauki.
B iorąc po d uw agę całość rozpraw y stw ierdzam , że A u to rk a p o d jęła istotny tem at now oczesnej problem atyki naukow ej zw iązanej z budow nictw em . Z astosow ane m etody i uzyskane w yniki badań są osiągnięciem D oktorantki. U w ażam , że rozpraw a D oktorska m gr inż. A nity Paw lak-Jakubow skiej pt. „R uchom e p rzek ry cia - budow a geom etryczna, kinem atyka, technologia w ykonania” spełnia w arunki określone W R ozporządzeniu M inistra N au k i i Szkolnictw a W yższego z dnia 10.11.2015r. w spraw ie szczegółow ego trybu i w arunków przep ro w ad zan ia czynności w przew odzie doktorskim , w postępow aniu habilitacyjnym oraz w postępow aniu o nadanie tytułu profesora, i m oże być dopuszczona do publicznej obrony.
