A korábbi években készült dolgozatok listája itt érhető el.
Oktató: Baranyai Tamás
Lemezmű számítási modellek összehasonlítása
Téma leírása:
Készült egy mechanikai modell a tanszéken mellyel lemezmûvek számíthatók térrácsok analógiájára, vagy akár egy helyettesítõ rácsostartóval. Ez a modell a rácsos tartó ismert csuklós modelljéhez hasonlóan idealizát. Rácsos tartók esetén azért érjük be a csuklós modellel a sarokmerev kapcsolatok figyelembe vétele helyett, mivel az eltérés a két módszer eredménye között jellemzõ mérnöki szerkezetek esetén elenyészõ (és a sarokmerev modell számításigényesebb). A TDK kérdése az hogy ez hasonlóan igaz-e lemezmûvek esetén is.
A vizsgálat több, különbözõ részletességû végeselem-modell felépítését és kiszámítását jelentené, geometriai illetve anyagi paraméterek változtatásával; majd az így kapott eredmények összevetését a megfelelõ idealizáltan számolt lemezmû viselkedésével.
Kiknek javasolt:
Alapszigorlat után.
Fontosabb irodalmak:
[1] link
Oktató: Gáspár Orsolya
Állványerdő
Téma leírása:
Építési állványrendszerek felhasználásával egyre gyakrabban valósítanak meg hosszabb-rövidebb időre tervezett ideiglenes építményeket – ezekben az esetekben az állványrendszer az átmenetiség építészeti kifejezésének eszköze. Szerkezeti szempontból a létrejövő négyzethálós térrácsok merevítése diagonál rudakkal izgalmas feladat. A cél merev, állékony szerkezet létrehozása a lehető legkevesebb elemmel. A rácsháló merevítés a szerkezeti topológia egyik sokat kutatott területe [1,2]. A TDK során a síkbeli feladat egy variációjának [3] térbeli kiterjeszthetőségével foglalkozunk: a cél egy kis, mondjuk 4*4*4-es rács kialakítása, benne egy ’üres’, mondjuk 2*2*2-es kubussal. A feladat elemi úton (modellezéssel is [4]) megközelíthető, de előny, ha a lineáris algebra és a gráfelmélet iránt érdeklődő hallgató választja.
Kiknek javasolt:
Másodév felett.
Fontosabb irodalmak:
[1] link
[2] link
[3] link
[4] link
Geodetikus gömbkupolák ismeretlen története
Téma leírása:
A geodetikus kupolákat többnyire névadójukkal, Richard Buckminster Fuller amerikai polihisztorral kapcsoljuk össze. A geodetikus formákkal, történeti előfordulásukkal részletesen foglalkozott [1,2]. Ezek alapján ismert, hogy az első geodetikus kupolát több mint 25 évvel Fuller előtt építette Walther Bauersfeld Jénában. Ennek igazi történeti jelentősége, hogy Bauersfeld korát (és Fullert is) meghaladó, sokáig fel nem ismert lépéseket tett a geodetikus kupolák hálózatának optimalizálásában. A geodetikus kupolák történetében még mindig vannak sötét foltok, ilyen Ginzburg 1930-as években, orosz nyelven publikált elméleti írása [3]. A TDK témája ennek az anyagnak a feldolgozása, az ehhez kapcsolódó irodalomkutatással. Orosz nyelvismeret és geometriai érdeklődés előny, szerkezeti előképzettséget nem igényel.
Kiknek javasolt:
Akit beszippant a nyomozás, alsóéves hallgatóknak is ideális.
Fontosabb irodalmak:
[1] link
[2] link
[3] A.M. Ginzburg, Gridshells over large spans (1936, oroszul)
Menyhárd 120
Téma leírása:
Mi a közös a kőbányai Szent István Tápszergyárban és a Csepeli Szabadkikötőben? Erre a két helyszínre tervezett Menyhárd István, a hazai vasbeton héjépítés egyik ikonikus alakja az 1930-as években torznégyszög héjakat. Ez nemzetközi szinten is kiemelkedő teljesítmény volt, hiszen torznégyszögek membránelméletét mindössze pár évvel korábban publikálta Ferdinand Aimond francia mérnök. Menyhárdon kívül csak Aimond és Olaszországban Giorgo Baroni épített, egymással nagyjából egy időben ilyen szerkezeteket. A francia és olasz példák kutatása és dokumentálása a közelmúltban indult be [1,2], a hiperbolikus héjak korai történetét most rögzítik. Mára mindkét magyar példa megsemmisült. Menyhárd István születésének 2022-ben esedékes 120. évfordulója alkalmas apropót kínál, hogy a fennmaradt másodlagos források (kiindulásnak, [3]) alapján méltó módon dokumentáljuk a hazai héjépítészet két korai emlékét. Sziszifuszi adatgyűjtés (irodalomkutatás, levéltárak, múzeumok, digitális archívumok), 3D rekonstrukció, érdeklődés szerint szerkezeti ellenőrzéssel bővíthető.
Kiknek javasolt:
Elsősorban harmadév (KülTartó után) felett.
Fontosabb irodalmak:
[1] link
[2] link
[3] Erényi I. Menyhárd István. 1990, Akadémiai Kiadó, Budapest.
Oktató: Hegyi Dezső
Ponyva és kötélszerkezetek
Téma leírása:
A ponyva és a kötélszerkezetek az építészet különleges világa: olyan szerkezeteket építünk, ahol a felhasznált szerkezeti elemek erősen meghatározzák a kialakítható formavilágot. TDK dolgozat keretén belül vizsgálni lehet az alakmeghatározás elveit és módszereit, a felhasznált anyagok viselkedését vagy tönkremeneteli folyamatokat.
A dolgozat elkészítéséhez a paraméteres modellezés (pl. RHINO) vagy fizikai modellezés és programozás eszközeit lehet felhasználni. Lehetséges témák: Anyagvizsgálatok: szakítóvizsgálatok és anyagtörvény vizsgálata. Szerkezeti rendszerek: a szerkezet tönremenetele. Ponyvazsalu alkalmazása, betonkenu építés.
Kiknek javasolt:
Másodév és feljebb. A témára azoknak éredemes jelentkezni, akik érdeklődnek a tiszta erőjátékú szerkezetek irány, vonzódnak a merész szerkezeti megoldások iránt.
Programozás és/vagy laborkísérletek.
Fontosabb irodalmak:
[1] Kollár Lajos: Ponyvaszerkezetek
[2] Michael Seidel: Tensil Surface Structures: a Practical Guide to Cable and Membrane Construction
[3] link
[4] link
[5] link
Meglévő épületek vizsgálata, tartószerkezet rekonstrukció
Téma leírása:
Az új építések mellett a meglévő épületek hasznosítása és újrahaszonsítása kiemelt feladata az építészeknek. A fentarthatóság, mint gazdasági szempont előtérbe kerülése fokozni fogja az igényeket ezen a téren.
TDK dolgozat keretén belül a hallgatók megismerkedhetnek korábbi építési technikák jellegzetességeivel, a régi építési anyagok sajátosságaival.
Kiknek javasolt:
Mindenkinek, aki érdeklődik a történeti építészet iránt, és mindenkinek, aki felelősséget érez környezetünk védelme iránt.
Fontosabb irodalmak:
[1] Dulácska Endre: Épületek tartószerkezeteinek diagnosztikája és rekonstrukciója
[2] Pattantyús Á Ádám: Épületrehabilitáció
Oktató: Sajtos István
Térrácsok helyettesítő kontinuum modelljének numerikus vizsgálata
Téma leírása:
Kétrétegű térrácsok előnyösen használhatók nagyfesztávú térlefedésekhez. Ezek számítása gond nélkül végrehajtható véges-elem módszert használó szoftverekkel, azonban a nagyméretű, sok rudat tartalmazó szerkezetek geometriájának megadása időigényes, fáradtságos.
A sík térrácsok vizsgálhatók lemezként is, ehhez azonban ismerni kell a térrácsot helyettesítő, folytonos lemezmodell merevségi jellemzőit. Ez utóbbit a térrács geometriája és rudjainak jellemzői határozzák meg és nem feltétlenül izotróp a helyettesítő lemez.
A kutatás célja:
a) A csuklósan kapcsolatú térrácsok ismert, analitikusan meghatározott kontinuum jellemzőinek numerikus ellenőrzése.
b) Új rácstípusok kontinuum jellemzőinek numerikus és analitikus meghatározása.
c) A merev kapcsolatú térrácsok kontinuum jellemzőinek numerikus meghatározása.
Kiknek javasolt:
Javaslom annak, akit érdekelnek a tartószerkezetek és azok numerikus vizsgálata, és szeret programozni vagy szeretné azt megtanulni.
Fontosabb irodalmak:
[1] Kollár L.-Hegedűs I.: Analysis and design of space frames by continuum methods. Elsevier, Amsterdam, 1985.
Körív tengelyű rudak szilárdságtani problémái
Téma leírása:
A körív tengelyű rudak feszültségszámítása eltér az egyenes tengelyű rudakétól amiatt, hogy a rúd kezdeti görbülete befolyásolja a feszültség értékét és az eloszlását is. Még rugalmas anyag esetén is nemlineáris a feszültségeloszlás , és ennek az az eredménye, hogy állandó nyúlás nem csak normálerőt, hanem hajlítónyomatékot is okoz.
A kutatás célja:
a) A síkbeli körív tengelyű rudak rugalmasságtanának megismerése és tovább gondolása képlékeny anyagmodellre. A képlékeny csukló kialakulási folyamatának meghatározása, és a körív tengelyű rudak képlékeny ellenállásának számítása.
b) A körív tengelyű véges-elem elemtípus kidolgozása és alkalmazása síkbeli ívek vizsgálatára.
Kiknek javasolt:
Javaslom annak, akit érdekelnek a tartószerkezetek és azok numerikus vizsgálata, és szeret programozni vagy szeretné azt megtanulni.
Fontosabb irodalmak:
[1] Timoshenko, S.: Strength of Materials. Van Nostrand, Princeton, 1957.
Falazott dongaboltozatok nyomásfelületének vizsgálata
Téma leírása:
A falazott dongaboltozatok csak nyomás segítségével képesek a terheiket egyensúlyozni, mivel húzás hatására bereped(hetnek). A boltívekkel analóg módon, ahol a nyomásvonalat használjuk a boltív ellenőrzéséhez, a dongaboltozatot nyomásfelület segítségével vizsgálhatjuk.
A kutatás célja:
a) Az irodalomban található nyomásfelület összehasonlító módszerek megismerése és összehasonlítása.
b) Egy hatékony nyomásfelületmodel használatával annak a vizsgálata, hogyan befolyásolja a dongaboltozat méretei és vastagsága, boltozat igénybevételeit, teherbírását, figyelembe véve például a Román stílusban használt térarányokat és azok változását.
Kiknek javasolt:
Javaslom annak, akit érdekelnek a történeti tartószerkezetek és azok numerikus vizsgálata, és szeret programozni vagy szeretné azt megtanulni.
Fontosabb irodalmak:
[1] ed. S. Adriaenssens et.al.: Shell structures for architercture. Form finding and optimization. Routledge, 2014.
Oktató: Ther Tamás
Billegõ szerkezetek vizsgálata Fizikai Motor Szimulációval
Téma leírása:
A billegõ (rocking) szerkezetek vizsgálata régóta a kutatás homlokterében álló téma. Az egyetlen merev, billegõ elem mozgásának felírását számos kutató elvégezte. A mozgás ugyanakkor igen összetett, leginkább a peremfeltételek érzékenysége és az ütközés jelensége miatt.A TDK téma feldolgozása során a "Blender" nevû, nyílt forráskódú programmal ismerkedhet meg a hallgató. A program egy olyan 3D szerkesztõ program, amelyben beépített Fizikai Motor (Physics Engine Simulation) teszi lehetõvé, hogy az összeállított modell mozgásait animálni lehessen.A kutatás egyik fõ kérdése, hogy a komlex numerikus modellekkel már megoldott feladatokhoz képest a Blender "real-time" szimulációja mennyire ad helyes közelítést.
Kiknek javasolt:
Másodév és feljebb
Programozás, Blender modell építése, irodalomkutatás, esetleg laborkísérletek.
Fontosabb irodalmak:
[1] link
[2] link
Oszlopok 3D billegése - laborkísérletek
Téma leírása:
Történeti falazott tégla és kõ szerkezeteink igen érzékenyek a földrengési hatásra. Szerte a világban sok ezer templom és középület épült az évszázadok során oszlopokkal vagy boltozatokat hordó ívekkel. Ezek közül számos épület megsérült akár közepes földrengések miatt.Földrengés során ezen szerkezeteken a repedések, illetve az alkotó elemek közötti hézagok megnyílnak és záródnak, amely a szerkezet mozgásában jóval nagyobb szerepet játszik, mint a szerkezet rugalmas alakváltozása. Ezt a viselkedést nevezzük billegõ mozgásnak.A billegõ mozgású szerkezetek vizsgálata már számos innovatív szerkezeti alkalmazáshoz vezetett, amelyek jellemzõen földrengési-szigetelési megoldások: billegõ keretek, billegõ merevítõ falak, billegni képes hídpillérek. Ezen elemek alkalmazásának elõnye, hogy az épület földrengési terhét csökkenti, miközben egy önközpontosító merevítést biztosít, vagyis a szerkezet a földrengést követõen ismét függõleges helyzetbe tér vissza.
A kutatás során kísérleti úton azt vizsgáljuk, hogy az egyes eltérõ keresztmetszetû oszlopok (négyzet, téglalap, sokszög) milyen módon közelíthetõk síkbeli mozgással, illetve, hogy a síkbeli mozgással való közelítés mekkora hibát eredményez az oszlop felborulásával kapcsolatban.
Kiknek javasolt:
Másodév és feljebb
Laborkísérletek: mérõeszközök használata (X-IMU, HD kamera), kísérleti sorozatok elvégzése, adatok kiértékelése
Fontosabb irodalmak:
[1] link
[2] link
Oktató: Várkonyi Péter
Ki építse a kerítést?
Téma leírása:
Magyarországon az OTÉK szabáályozza azt, hogy két telek közt kinek kell megépítenie a kerítést. A szabályozás egyértelmûen alkalmazható szabályos, négyzethálós telekstruktúra esetén, de nem ad egyértelmû eligazítást organikus telekosztások esetén. A TDK kutatás célja egyszerû matematikai modellek keresése, amelyek segítségével átlátható és a lehetõ legtöbb helyzetben egyértelmûen alkalmazható szabályozás hozható létre.
Kiknek javasolt:
Alsóbb éves hallgatónak ideális
Nem igényel tartószerkezeti ismereteket
A feladat matematikai modellalkotást, kísérletezést és esetleg programozást igényel.
Fontosabb irodalmak:
Calatrava után - szabadon
Téma leírása:
A nyomott, hajlításmentes ívszerkezetek alakját meghatározzák a rájuk ható terhek. Ugyanakkor kiegészítõ szerkezetek alkalmazásával egy nyomásvonaltól eltérõ rúdszerkezet is hajlításmentessé tehetõ. Calatrava Sevilla-i hídja szép példája annak, hogy az egyenes szakaszokból álló híd a húrozásnak köszönhetõen nyomatékmentessé válik. A TDK kutatás keretében arra keressük a választ, hogy egy esztétikai vagy egyéb szempontok szerint szabadon formált rúdszerkezet hogyan tehetõ hajlításmentessé húrozás segítségével.Fénykép: Mary Ann Sullivan.
Kiknek javasolt:
Szilárdságtant végzett hallgatóknak ajánlom
Alapfokú programozást igényel (de ez megtanulható, segíteni tudok)
Fontosabb irodalmak:
A Duna, Budapest motorja
Téma leírása:
A projekt célja a folyóvíz hajtóerejét felhasználó építmények / szerkezet építészeti és mûszaki koncepciójának kidolgozása, amely Budapest vonzerejét növelhetné. Kép forrása: A Magyar Hajózás Képes Története
Kiknek javasolt:
Interdiszciplináris feladat: építészet, gépészet, tartószerkezetek
Csapatmunkára nagyon alkalmas
Fontosabb irodalmak:
Kinyitható habszerkezetek
Téma leírása:
Az építõipari innováció mérföldköve a PUR hab, mely a flakonból való kinyomás után mintegy 50-100-szorosára növeli a térfogatát. A kutatás során a habosodó mûanyagoknak ezt a tulajdonságát kihasználva szeretnénk kis helyen tárolható, kinyitható tartószerkezeteket létrehozni. A TDK munka célja valódi szerkezet létrehozása, mechanikai tulajdonságainak vizsgálata, és a habszerkezetek összehasonlítása más összecsukható tartószerkezetek [1] teljesítményjellemzõivel. Távlati cél az ûreszközökben való felhasználás lehetõségeinek feltérképezése. Kép forrása: https://dowac.custhelp.com/app/answers/detail/a_id/5724
Kiknek javasolt:
Építés, konstruálás, laborkísérlet bárkinek aki szeretne nagyot alkotni.
Fontosabb irodalmak:
[1] link
Kis elemkbõl épült torony összeomlása
Téma leírása:
Diákok és mérnök hallgatók körében népszerû konstruálási feladat kis faelemkbõl (Jengga, Kapla, KEVA, stb.) nagy tornyokat tervezni és megépíteni. A legmagasabb torony rekordját a Guinness rekordok könyve is rögzíti. Az építési projektek leglátványsabb része a torony ledöntése, melyre általában nagyszámú közönség kiváncsi.
A TDK kutatás célja annak vizsgálata, hogy az összedõlés során milyen védõtávolságot igényel a nézõk biztonsága. Gyakorlati tapasztalatok azt mutatják, hogy a távolság meglepõen kicsi a torony magasságához képest. Javasolt módszerek: toronyépítõ és - döntõ kísérletek elvégzése és videók elemzése, ezek alapján közelítõ képlet kidolgozása, opcionálisan elméleti magyarázat kidolgozása vagy számítógépes szimulációk vizsgálata.
Kiknek javasolt:
Bárkinek, aki szeret építeni - csapatmunkára is nagyon alkalmas
Fontosabb irodalmak:
Oktató: Vetõ Dániel
Boltívek oldalnyomása
Téma leírása:
Boltívek esetén kulcsfontosságú, hogy az oldalnyomást valamilyen megtámasztó szerkezet felvegye. Az oldalnyomás függ a boltívre ható terhelés nagyságától, megoszlásától, illetve az ív geometriájától. Azonban az is belátható, hogy a számításainkban használt modellek feltételezései, közelítései is nyilvánvalóan hatással vannak a számított oldalnyomásra. Megfogalmazható a kérdés: milyen modellt célszerû felvenni, hogy a fellépõ vízszintes támaszerõre (azaz az oldalnyomásra) vonatkozóan megbízható eredményt kapjunk. Tudunk-e adott boltív esetén felsõ becslést adni az oldalnyomásra? A téma feldolgozásakor az a fõ cél, hogy egyszerû eszközök révén sikerüljön megérteni, hogy a boltozatok által kifejtett oldalnyomásra milyen körülmények vannak hatással. Kép forrása: http://themasonryarch.com
Kiknek javasolt:
Statika tantárgy után ajánlott
Fontosabb irodalmak: