TV programa
 

Horoskopai
 
SEKITE MUS Registruotiems varototojams
Paieška
LIETUVAKOMENTARAIPASAULISKULTŪRAISTORIJALŽ REKOMENDUOJAEKONOMIKASPORTAS
Šeima ir sveikataPrie kavosŽmonėsGimtasis kraštasMokslas ir švietimasTrasaKelionėsKonkursaiNamų pasaulisGamtaAugintiniai
MOKSLAS IR ŠVIETIMAS

Lietuviška gelžbetonio tvirtybė

2014 03 12 6:00
Prof. G.Kaklauskas su savo studentais.

Nuostabaus grožio statinių – Great Belt ir Oresundo tiltų Danijoje ir Švedijoje - betono konstrukcijos pradėjo pleišėti, nors skandinavų projektuotojai, statantys tiltus visame pasaulyje, sudėjo du kartus daugiau armatūros, nei reikia stiprumui garantuoti. Papildomai išleista daugybė milijonų eurų, tačiau plyšių atsivėrė kur kas daugiau ir visiškai ne taip, kaip buvo prognozuota.

Armuoto betono deformacijoms bei pleišėjimui skirti Vilniaus Gedimino technikos universiteto (VGTU) mokslininko prof. Gintario Kaklausko tyrimai. Jų pagrindinė kryptis - kurti inovatyvius modelius, atskleidžiančius sudėtingą armatūros ir betono bei jų sąveikos elgseną.

VGTU Tiltų ir specialiųjų statinių katedros vedėjui prof. G.Kaklauskui už darbų ciklą "Inovatyvūs armuoto betono kompozito fizikinio modeliavimo būdai ir jų taikymas skaitiniuose projektavimo metoduose (1998-2012)" šiemet įteikta Lietuvos mokslo premija. Mokslininkas pradėjo naują Lietuvoje tyrimų kryptį, sukūrė armuoto betono kompozito fizikinio modeliavimo mokyklą. Jo pasiekti mokslo rezultatai įvertinti ir tarptautiniu mastu.

Trys tonos kiekvienam

„Betonas yra plačiausiai naudojama dirbtinė medžiaga pasaulyje. Jos pagaminama apie tris tonas vienam žmogui per metus, ir šis skaičius nuolat auga, - „Lietuvos žinioms“ pasakojo prof. G.Kaklauskas. - Betonas buvo sukurtas XIX amžiaus viduryje ir labai sparčiai paplito. Tačiau ši statybos medžiaga turi trūkumą - mažą tempiamąjį stiprį ir yra trapi. Betono stipris tempiant yra 10-20 kartų mažesnis nei gniuždant. Daugelis statybos konstrukcijų patiria tempimą, todėl į betono konstrukcijas dedama armatūra. Ji perima tempimo įražas, tačiau bendra armuoto betono kompozito elgsena tampa labai sudėtinga. Betonas laikui bėgant traukiasi, armatūra – ne. Betonas taip pat pasižymi valkšnumu: veikamas nuolatinės apkrovos deformuojasi. Plieninė armatūra rūdija, susidarę korozijos produktai ardo betono struktūrą. Prisideda dar ir kitų svarbių veiksnių, todėl eksploatuojamose konstrukcijose atsiranda didelių ir mažų, išilginių ir skersinių, išorinių ir vidinių plyšių. Kiekvienas jų turi didesnę ar mažesnę įtaką bendroms konstrukcijos deformacijoms.“

Pasaulyje visuotinai sutariama, kaip apskaičiuoti statybos konstrukcijų laikomąją galią. Įvairių šalių projektavimo normų principai iš esmės vienodi, tačiau armuoto betono deformacijos ir pleišėjimas, pasak mokslininko, yra tokie sudėtingi procesai, kad įvairiose šalyse inžinieriai projektuoja pastatus taikydami skirtingus, nesuderintus metodus, todėl rezultatai taip pat labai skiriasi.

Jau keli dešimtmečiai greta tradicinių empirinių projektavimo metodų, sukurtų remiantis gausybe eksperimentų, kai buvo išbandyta tūkstančiai armuoto betono sijų ir nustatyti kai kurie jų parametrai, atsirado naujų, kompiuterinių, skaičiavimo analizės būdų. Tačiau vadinamieji skaitiniai (baigtinių elementų) metodai, kaip aiškino tyrėjas, gerai atskleidžia tik plieninių konstrukcijų elgseną. Armuoto betono konstrukcijų skaitinės analizės rezultatai dėl labai sudėtingos šios kompozicinės medžiagos elgsenos dažnai yra netikslūs. Prof. G.Kaklauskas siekė sukurti tokius fizikinius modelius, kurie leistų armuoto betono konstrukcijų elgseną vertinti kuo tiksliau.

VGTU mokslininkas prof. G.Kaklauskas pradėjo naują Lietuvoje tyrimų kryptį, sukūrė armuoto betono kompozito fizikinio modeliavimo mokyklą. /Ritos Stankevičiūtės nuotrauka

Sprendimas ilsintis sode

Mokslininkas prisiminė, kad dar studijuodamas tuometiniame Vilniaus inžineriniame statybos institute (VISI, dabar – VGTU) 1979 metais laimėjo medžiagų atsparumo, turbūt sunkiausio mokslo inžinerijos studentams, olimpiadą Lietuvoje ir buvusioje Sovietų Sąjungoje. Tada ir pajuto, kad ši sritis jam labai artima. Norėtų joje dirbti tiriamąjį darbą. Rašydamas daktaro disertaciją (apgynė 1990 metais), laboratorijoje išbandė didžiules (2,5X2,5 m) betono plokštes, matė, kaip jos sudėtingai pleišėja, ir suprato, kad tradiciniai empiriniai metodai, kuriuos taikė, neatskleidžia labai daug aspektų. Norėjo pasukti pažangesniu skaitinio modeliavimo keliu.

„Tikrai žinojau, ką noriu veikti, tačiau nebuvau tikras dėl konkrečios skaitinio modeliavimo srities. Žiūrėjau, kuri mažiausiai ištirta ir kurioje yra sudėtingiausių problemų, - pasakojo tyrėjas. – Tais laikais dar buvo nelengva gauti darbui personalinį kompiuterį. Nuėjau į Tarptautinių studijų centrą prodekanu ir man toks buvo paskirtas. Pradėjęs spręsti uždavinius, supratau, kad būtent betono pleišėjimas ir deformacijos yra sunkiausiai nagrinėjama sritis ir visai nėra tinkamų fizikinių modelių. Tie, kurie žinomi pasaulyje, dažnai duoda labai netikslius rezultatus. Net tradiciniais empiriniais metodais galima tiksliau apskaičiuoti. Fizikiniai modeliai buvo kuriami taikant tempiamųjų elementų eksperimentinius duomenis, tačiau tai nėra teisinga. Pradėjau ieškoti kito metodo, ir mintis, kaip išspręsti tą uždavinį, cinktelėjo tiesiog ilsintis sode.“

1996 metais mokslininkas, gavęs Fulbrighto stipendiją, stažavosi Ilinojaus Urbana-Champaign universitete, pirmaujančiame JAV civilinės inžinerijos srityje. O 2000 metais pasiūlė naują kur kas universalesnį fizikinių modelių kūrimo būdą. Iš tos srities apgynė habilitacinį darbą. Po metų anglų kalba buvo išleista ir monografija.

Tarp stipriausių pasaulyje

Naujos krypties tyrimus prof. G.Kaklauskas tęsė su doktorantais. Pernai Amerikos civilinės inžinerijos sąjunga (ASCE) jam kartu su kolega (buvusiu doktorantu) Viktoru Gribniaku skyrė prestižinį Moisseiff apdovanojimą už geriausią mokslinį straipsnį, paskelbtą ASCE žunaluose. ASCE yra įtakingiausia pasaulyje statybos inžinerijos mokslo organizacija, vienijanti 140 tūkst. narių ir leidžianti 33 mokslo žurnalus. Lietuvos mokslininkų straipsnis buvo išspausdintas "ASCE Journal of Structural Engineering", bene prestižiškiausiame statybos konstrukcijų žurnale pasaulyje. ASCE komiteto pranešime pabrėžtas išskirtinis tyrėjų indėlis į taikomosios mechanikos mokslą tobulinant armuoto betono konstrukcijas ir analizės metodus.

„Turiu jauną, iniciatyvią, aistringą, komandą ir norėčiau, kad ji būtų viena stipriausių pasaulyje armuoto betono deformavimosi ir pleišėjimo fizikinio modeliavimo tyrimo grupių, - sakė VGTU Tiltų ir specialiųjų statinių katedros vedėjas. - Pastaruoju metu pradėjome plačiai tyrinėti naujos kartos armuoto betono kompozicines medžiagas. Vienas būdų gerinti betono savybes - įdėti plaušo (fibrų). Jau atsiranda betono, turinčio tokį pat stiprį kaip armatūra. Taip pat svarbu, kad konstrukcijos būtų plastiškos: iš trapios medžiagos linkdamos suyra, o iš plastiškos – linksta, atlaikydamos tą pačią apkrovą. Yra įvairių naujų betono rūšių. Pavyzdžiui, savaime sutankėjantis betonas, ir jo, išpilto į klojinį, nereikia vibruoti. Arba betonas, pats "užsigydantis" plyšius. Mūsų grupė įgyvendina vieną projektą, kad į tiltus būtų galima instaliuoti jų būklę stebinčius prietaisus, ir visada žinotume, kokios deformacijos pasireiškia ar įrąžos veikia.“

Prieš porą metų VGTU statybos konstrukcijų tyrėjai įsigijo modernią eksperimentų įrangą. Anksčiau prof. G.Kaklausko vadovaujama grupė daugelį metų tyrimus atliko naudodamiesi mokslinėje literatūroje paskelbtais kitų pasaulio mokslininkų eksperimentiniais rezultatais.

„Tai mums buvo gal ir į naudą, - šypsojosi Lietuvos mokslo premijos laureatas. - Labai įsigilinome į tą sritį teoriškai ir atradome naujų, inovatyvių dalykų. Pasaulyje tyrėjai dažnai apsiriboja eksperimentiniais tyrimais ir niekur toliau nenueina. Dabar, kai turime modernią įrangą, galime ir eksperimentinėje srityje konkuruoti, dar geriau įgyvendinti savo idėjas. Pasaulinė skaitinio modeliavimo žvaigždė prof. Herbertas Mangas, buvęs Austrijos mokslų akademijos prezidentas, mano, kad tokių universalių modelių, kaip aš svajoju, neįmanoma sukurti. Aš tikiu, kad galima. Ir dabar kuriame naujus dalykus, kurie gali pranokti rezultatus, pelniusius įvertinimą. Manau, rezultatų bus dar daug ir didesnių.“

Tarsi juodoji dėžė

Dirbti prof. G.Kaklausko grupėje prašosi ir mokslininkai iš užsienio. Pavyzdžiui, gabus tyrėjas, prieš kelerius metus apgynęs daktaro disertaciją Honkongo universitete, užimančiame 22-ą vietą pasaulio reitinguose, prisiekia dirbsiąs kaip juodas jautis, ir nesvarbu, koks būtų atlyginimas. Tačiau neaišku, kokias biurokratines kliūtis reikėtų įveikti. Kitas dalykas, pasak VGTU Tiltų ir specialiųjų statinių katedros vedėjo, - kiekviena jo vadovaujamos doktorantūros tema galėtų būti bendra su įvairių pasaulio universitetų profesoriais, bet Lietuvoje bendros doktorantūros galimybė labai komplikuota. Kiekvienam doktorantūros projektui galėtų vadovauti ir užsienio universiteto profesorius, tačiau dėl biurokratinių sąlygų toks tarptautinis bendradarbiavimas praktiškai neįmanomas. Trūksta lankstumo. Nors doktorantas, pabuvęs gerame užsienio universitete, įgytų naujų žinių, užsimegztų arba sustiprėtų ryšiai su užsienio kolegomis. Atsirastų bendrų projektų ir mokslinių publikacijų.

Šiuo metu norima įgyvendinti vieną doktorantūros projektą kartu su Hiustono universiteto profesoriumi Abdeljalilu Belarbi, pasaulyje gerai žinomu amerikiečių mokslininku. Pasak prof. G.Kaklausko, VGTU parengia naują jaunų inžinierių kartą, kuri išmano apie betono pleišėjimą ir deformacijas. Tie dalykai jau daugiau nei dešimt metų dėstomi magistrantūros programoje. Daugelyje pasaulio universitetų to nemoko. Inžinieriai projektuoja, bet labai mažai supranta medžiagos elgseną. Armuoto betono pleišėjimas ir deformacijos jiems - tarsi juodoji dėžė.

„Neseniai dalyvavau daktaro disertacijos gynime Danijoje, - prisiminė mokslininkas. - Vienas komisijos narys papasakojo apie įstabaus grožio Great Belt ir Oresundo tiltų Danijoje ir Švedijoje statybą. Skandinavų projektuotojai, tiltus statantys visame pasaulyje, nemokėdami prognozuoti betono konstrukcijų pleišėjimo, sudėjo du kartus daugiau armatūros, nei reikia stiprumui garantuoti. Papildomai išleista daugybė milijonų eurų, tačiau plyšių atsivėrė kur kas daugiau ir visiškai ne taip, kaip buvo prognozuota. Dabar daug tiltų labai liūdnos būklės, tačiau tikiu, kad ateities konstrukcijos bus ilgaamžės, stiprios, lengvos, ugniai atsparios, draugiškos gamtai ir sumanios.“

Patriotiška nuostata

Prof. G.Kaklauskas džiaugiasi pasirinkęs tokią sudėtingą ir reikalingą tyrimų sritį. Darbo užteks visam gyvenimui. Kai dar stažavosi Ilinojaus Urbana-Champaign universitete, sulaukė pasiūlymo likti dėstyti, gyventi JAV. Buvo taip pat kviečiamas dirbti Singapūro universitete. Garantuotas didelis atlyginimas.

„Grįžau, nes man labai trūko Lietuvos, ir manau, kad žingsnis po žingsnio viską galima čia padaryti, jaučiantis laimingam, nei svetur gyvenant kažkokį netikrą, dirbtinį gyvenimą. Esu Lietuvos patriotas: visus agituoju išvažiuoti, pamatyti pasaulį, sužinoti, kaip ten žmonės gyvena, ir grįžti", - sakė tyrėjas, mokslinį darbą dirbęs ir vienoje žymiausių pasaulyje Danijos tiltų bei kitų statybos konstrukcijų projektavimo kompanijoje COWI, ir Aalborgo (Danija), Glamorgano (Jungtinė Karalystė) universitetuose.

Prof. G.Kaklauskas su žmona Gražina užaugino dvi dukteris. G.Kaklauskienė dirba švietimo srityje. Jaunėlė dukra Gintarė studijuoja mediciną. Vyresnioji Ulijona baigė politikus mokslus, tačiau susidomėjo sveikos gyvensenos filosofija. Šiuo metu Italijoje semiasi žinių ir taip pat žada grįžti į Lietuvą.

DALINKIS:
0
0
SPAUSDINTI
MOKSLAS IR ŠVIETIMAS
Rubrikos: Informacija:
AugintiniaiEkonomikaFutbolasGamtaĮkainiai
Gimtasis kraštasIstorijaJurgos virtuvėKelionėsInfoblokai
KomentaraiKonkursaiKovos menaiKrepšinisReklaminiai priedai
KultūraLengvoji atletikaLietuvaLŽ rekomenduojaPrenumerata
Mokslas ir švietimasNamų pasaulisPasaulisPrie kavosKontaktai
SportasŠeima ir sveikataTrasaŽmonėsKarjera
Visos teisės saugomos © 2013-2016 UAB "Lietuvos žinios"