TEZA DE ABILITARE Calculul structurilor pentru construcii la aciunea focului

Conf. dr. ing. Raul Dan ZAHARIA

Facultatea de Construcii

Universitatea Politehnica Timioara

REZUMAT

Teza de fa prezint o parte din activitatea de cercetare a candidatului n perioada ulterioar

susinerii tezei de doctorat n februarie 2000 n cadrul Universitii Politehnica din Timioara. Realizrile prezentate selectiv sunt relevante din punct de vedere al originalitii i importantei, i vin s ofere premisele favorabile unei dezvoltrii independente a carierei didactice i de cercetare viitoare.

Prezentarea activitii de cercetare i a principalelor realizri din perioada post-doctorat, este axat n principal pe direcia tematic: "Calculul structurilor pentru construcii la aciunea focului". O direcie secundar, ce trebuie considerat, este legat de: "Proiectarea asistat de ncercri experimentale".

Implicarea candidatul n principala direcie tematica legat de "calculul structurilor pentru construcii la aciunea focului " a nceput n anul 2000, ulterior susinerii tezei de doctorat, prin obinerea unui grant de cercetare, pe perioada de un an, oferit de ctre Serviciile Primului Ministru al Belgiei pentru Afaceri tiinifice, Tehnice i Culturale. Activitatea de cercetarea, din cadrul acestui grant, a fost condus de ctre profesorul Jean Marc Franssen de la Universitatea din Liege, Belgia, un pionier la nivel mondial in domeniul calculului la foc al structurilor pentru construcii, recunoscut datorita contribuiilor sale decisive cu privire la acest subiect, de data relativ recenta. Programul de cercetare s-a axat pe urmrirea comportrii la aciunea focului a structurilor nalte pentru depozitare. Descrierea programului se gsete n partea B, seciunea 2.5.1 "Analiza rezistentei la foc a structurilor nalte de depozitare".

Relevanta realizrilor tiinifice n domeniul "Calculului structurilor la aciunea focului" a adus recunoaterea activitii pe plan naional i internaional. Aceasta este susinut de o serie de publicaii tiinifice, cele mai importante fiind realizate n colaborare cu cercettori europeni consacrai, dar i de participarea candidatului, in calitate de membru n dou comitete tehnice europene.

Un aspect relevant ce subliniaz recunoaterea internaionala a activitii candidatului, este prezenta acestuia n Comitetele tiinifice ale singurelor dou Conferine Internaionale dedicate exclusiv analizei structurale a construciilor la aciunea focului.

Candidatul a participat la dou aciuni europene de tip COST, care studiaz comportamentul la foc a structurilor. Pentru aciunea COST C26, candidatul a fost membru al primului grup de lucru, intitulat "Determinarea rezistentei la foc a construciilor". n cadrul acestuia, candidatul a fost responsabil de subiectul de cercetare "Foc dup cutremur". Cele mai importante contribuii ale candidatului n acest domeniu sunt prezentate n seciunea 2.5.2 "Analiza structurilor n situaii extreme - foc dup cutremur". n programul COST IFER, dedicat n ntregime aspectelor legate de proiectarea structurilor la aciunea focului, candidatul este co-chairman al grupului de lucru 2 i membru n Comitetul Managerial. Candidatul a fost unul dintre cei cinci membri care au elaborat i prezentat spre aprobare Biroului COST, primul proiect de propunere al acestei aciuni. Un subiect important n acest program COST este validarea modelelor numerice pentru calculul avansat al structurilor la aciunea focului. O parte din activitatea candidatului pe acest subiect este prezentata n partea B, seciunea 2.3 "Validarea modelelor avansate de calcul pentru proiectarea la aciunea focului".

Candidatul a fost responsabil, din partea Universitii Politehnica din Timioara, pentru trei proiecte europene a cror tematic principal este n concordanta cu prima direcie tematica. Toate aceste proiecte, cu partenerii europeni, att universiti, centre de cercetare ct i companii

industriale, au fost coordonate la nivel european de ctre un puternic partener industrial, ArcelorMittal Luxembourg. Responsabil de aceste proiecte a fost dr. ing. Olivier Vassart, ef al Departamentului de Cercetare - Dezvoltare din cadrul Arcelor-Mittal, i profesor invitat al Universitii Catolice din Louvain, unul dintre cercettorii europeni consacrai n domeniul calculului la aciunea focului. Ca urmare a acestei cooperri, candidatul a publicat mpreuna cu Olivier Vassart cteva lucrri legate de rezistenta la foc a planeelor compuse otel-beton. O parte a activitii legat de acest subiect este prezentata n partea B, seciunea 2.4 "Noi recomandri pentru proiectarea la aciunea focului".

In Romnia, punerea n aplicare a principiilor de proiectare foc este nc un proces n derulare. Cu toate acestea, n ultimul deceniu, candidatul a determinat prin calcul, pentru cteva cldiri construite n Romnia, rezistenta la foc a elementelor structurale. Aceste calcule au constituit o premier absoluta n Romnia i, pn la acest moment, nu exist alte cazuri de proiectare similare. O parte din aceast activitate este prezentat n partea B, seciunea 2.2 "Aplicarea metodelor moderne de calcul la foc n Romnia".

Activitile de cercetare dirijate n sprijinul implementrii unor noi recomandri de proiectare au constituit o alta preocupare a candidatului i sunt descrise n partea B, seciunea 2.4 "Noi recomandri pentru proiectarea structurilor la aciunea focului".

Cooperarea cu profesorul Jean Marc Franssen de la Universitatea Liege a continuat si dup ncheierea programului de cercetare obinut de candidat n anii 2000-2001. O parte a acestei colaborri s-a concretizat prin activiti de cercetare, efectuate n colaborare cu echipa coordonata la Universitatea din Liege de prof. Jean Marc Franssen, pe diverse teme detaliate n partea B, seciunea 2 "Calcul structurilor la aciunea focului". Pe de alta parte, candidatul a publicat mpreuna cu Jean Marc Franssen dou cri. Prima carte (2006) a fost o premier mondial n domeniul proiectrii structurilor metalice la aciunea focului, constituindu-se att ca un suport al normei europene EN1993-1-2, dar i ca un veritabil ghid de proiectare i iniiere a inginerilor constructori n calculul la aciunea focului. A doua carte (2009), a reprezentat o ediie mbuntit i extins a celei dinti i a inclus i reglementari de proiectare a structurilor la foc prevzute n normele americane. Celalalt autor al acestei cri este profesorul Venkatesh Kodur, de la Universitatea de Stat din Michigan, unul dintre cercettorii i profesorii de top n calculul structurilor la aciunea focului din Statele Unite ale Americii. Relevana acestor cri i impactul lor la nivel internaional sunt dovedite de numrul mare de citri n lucrri din conferine i reviste de specialitate (din care patru n reviste cu factor de impact relativ, relevante n contextul tezei de abilitare).

Dezvoltarea facilitilor experimentale ale laboratorului departamentului CMMC din cadrul Universitii Politehnica din Timioara a fost, ncepnd cu 1994, una dintre preocuprile permanente ale candidatului. Activitile relevante ale candidatului din perioada post-doctorat n direcia "Proiectarea asistata de ncercri experimentale" sunt prezentate n partea B, seciunea 3 a tezei de abilitare.

Candidatul a participat la trei granturi de o importanta majora, n care laboratorul CMMC a fost modernizat substanial prin achiziionarea de echipamente noi (n dou ca membru n echipa de management i ntr-unul n calitate de director). n cadrul unui grant de tip "Capaciti", al crui director a fost candidatul, pe lng achiziionarea de echipamente noi, laboratorul existent al departamentului CMMC din cadrul Universitatii Politehnica din Timioara a fost extins cu un corp nou de cldire. Acest corp gzduiete un stand experimental pentru ncercri statice, dinamice i pseudo-dinamic la scara reala a cldirilor i a elementelor structurale, unic n Romnia i n Europa de Est (i unul din puinele din Europa). O descriere a noului stand experimental din cadru laboratorului Departamentului CMMC este prezentat n partea B, seciunea 3.3.

Candidatul a aplicat pentru acest grant ca urmare a experienei acumulate n domeniul ncercrilor experimentale a construciilor la scara reala n regim pseudo-dinamic, dobndite pe perioada a doi ani, n timpul unui grant de cercetare obinut la Laboratorul pentru Evaluarea Comportamentului Structural al Comisiei Europene - ELSA, parte a Centrul Comun de Cercetare

- JRC, situat n Ispra, Italia. Acest laborator are n dotare cel mai mare stand de testare pseudo-dinamic a structurilor la scara real din Europa. Aceast activitate este prezentat n Partea B, seciunea 3.2 "ncercarea in regim pseudo-dinamic la scara reala a unei cldiri cu structura din beton armat, cu planeu dal".

Planul de dezvoltare viitoare a candidatului din punct de vedere tiinific, profesional i academic cuprinde subiecte legate n principal de direcia tematic: "Calculul structurilor pentru construcii la aciunea focului". Chiar dac direcia principal de dezvoltare va fi n continuare legata de calcul la foc, experiena i activitatea din cadrul celei de-a doua direcii "Proiectarea asistata de ncercri experimentale" va permite candidatului sa dezvolte si in aceast direcie, n special prin achiziionarea de noi dotri echipamente n cadrul laboratorului Departamentului CMMC.

Pe prim plan, n aceast direcie, este dezvoltarea capacitilor laboratorului departamentului CMMC prin achiziia a unui sistem electric de nclzire local a elementelor structurale. Aceasta ar permite testarea experimentala a unei structuri la scara real, nclzita pana la un anumit nivel de temperatur i apoi solicitata la ncrcrile externe (n cadrul standului nou creat in extinderea laboratorului). Aceasta facilitate experimentala ar fi unica n Romnia.

Planul de dezvoltare al carierei cuprinde, pe termen scurt i mediu, cteva direcii de cercetare bazate pe preocuprile actuale ale candidatului in domeniul primei direcii tematice, si anume: