Badania

Centrum Budownictwa Ochronnego (CBO) prowadzi kompleksowe badania w zakresie projektowania, oceny i zwiększania odporności konstrukcji na oddziaływania ekstremalne – w tym wybuchowe, balistyczne, dynamiczne i środowiskowe. Nasza działalność obejmuje zarówno badania laboratoryjne materiałów i elementów konstrukcyjnych, diagnostykę istniejących obiektów, jak i zaawansowane modelowanie numeryczne oraz symulacje komputerowe w środowisku BIM.

Rozwijamy innowacyjne materiały i technologie ochronne, opracowujemy autorskie procedury obliczeniowe oraz systemy klasyfikacji obiektów ochronnych, schronów i budowli podwójnego przeznaczenia. Dzięki temu możliwe jest przewidywanie zachowania konstrukcji w ekstremalnych warunkach oraz opracowywanie skutecznych metod ich wzmacniania.

Efekty naszych badań wspierają zarówno administrację publiczną i sektor obronny, jak i przemysł budowlany, przyczyniając się do zwiększenia bezpieczeństwa ludzi oraz odporności infrastruktury krytycznej. Centrum działa na styku nauki i praktyki inżynierskiej, tworząc nowoczesne, sprawdzone i bezpieczne rozwiązania konstrukcyjne dla obiektów o znaczeniu strategicznym, cywilnym i ochronnym.

Centrum Budownictwa Ochronnego prowadzi kompleksowe badania nad zachowaniem konstrukcji budowlanych pod wpływem obciążeń dynamicznych, balistycznych i wybuchowych. Celem prac jest określenie odporności, prognozowanie uszkodzeń oraz opracowanie metod zwiększania bezpieczeństwa obiektów budownictwa ochronnego w tym schronów i ukryć, miejsc doraźnego schronienia, obiektów strategicznych i podwójnego zastosowania oraz infrastruktury krytycznej.

Zakres badań obejmuje:

  • analizę reakcji wszelkich konstrukcji budowlanych na fale uderzeniowe i oddziaływania impulsowe,
  • modelowanie rozchodzenia się fal detonacyjnych w powietrzu, wodzie, gruncie i konstrukcjach budowlanych,
  • testy odporności materiałów i elementów w warunkach kontrolowanego wybuchu i ostrzału,
  • opracowanie metod wzmacniania konstrukcji z wykorzystaniem kompozytów, osłon i warstw tłumiących,
  • ocenę skutków lokalnych i globalnych zniszczeń konstrukcji.

W ramach tej działalności Centrum rozwija i wykorzystuje zaawansowane modele numeryczne do analizy zachowania konstrukcji ochronnych w tym schronów i ukryć, miejsc doraźnego schronienia, obiektów strategicznych i podwójnego zastosowania oraz infrastruktury krytycznej w ekstremalnych warunkach obciążeń.

Prace obejmują:

  • modelowanie interakcji fala–grunt–konstrukcja przy użyciu metod MES, SPH i AEM,
  • symulacje wpływu detonacji, uderzeń, drgań i wstrząsów sejsmicznych,
  • analizę nieliniowych zjawisk dynamicznych i zniszczeniowych,
  • optymalizację geometrii i materiałów konstrukcji budowlanych,
  • wizualizację wyników w środowisku BIM.

Dzięki zaawansowanym symulacjom komputerowym możliwe jest przewidywanie zachowania konstrukcji jeszcze na etapie projektu, co znacząco zwiększa efektywność i bezpieczeństwo rozwiązań ochronnych.

Centrum prowadzi badania nad opracowaniem i doskonaleniem materiałów o zwiększonej odporności na oddziaływania ekstremalne, w tym uderzenia, ciśnienie, temperaturę i penetrację.

Zakres prac obejmuje:

  • testy laboratoryjne kompozytów, betonów wysokowytrzymałych i materiałów hybrydowych,
  • ocenę właściwości tłumiących i amortyzujących,
  • opracowanie powłok ochronnych i barier balistycznych,
  • badania odporności ogniowej i termicznej,
  • wdrażanie technologii wzmocnień konstrukcyjnych oraz osłon pasywnych.

Rozwijane materiały znajdują zastosowanie w budownictwie obronnym, cywilnym i strategicznym, w konstrukcjach ochronnych w tym schronów i ukryć, miejsc doraźnego schronienia, obiektów strategicznych i podwójnego zastosowania oraz infrastruktury krytycznej, a także w projektach modernizacyjnych tych obiektów.

Centrum Budownictwa Ochronnego prowadzi kompleksowe badania w zakresie diagnostyki, oceny i monitorowania stanu technicznego obiektów budowlanych — zarówno cywilnych, jak i o znaczeniu ochronnym. Naszym celem jest identyfikacja uszkodzeń, określenie przyczyn degradacji oraz wskazanie skutecznych metod naprawy i wzmacniania konstrukcji.

Działalność w tym obszarze obejmuje:

  • ocenę stanu technicznego konstrukcji żelbetowych, drewnianych, stalowych, murowych i kompozytowych i in.,
  • badania nieniszczące (NDT) i półniszczące (SDT) elementów konstrukcyjnych przy użyciu nowoczesnych czujników, skanerów 3D oraz metod ultradźwiękowych i radiograficznych,
  • analizę deformacji, przemieszczeń i pęknięć w elementach konstrukcji,
  • monitoring długoterminowy stanu technicznego obiektów przy użyciu systemów pomiarowych i czujników tensometrycznych,
  • modelowanie numeryczne zachowania konstrukcji w warunkach eksploatacyjnych i ekstremalnych,
  • opracowywanie ekspertyz technicznych, raportów i zaleceń naprawczych,
  • ocenę odporności konstrukcji na czynniki dynamiczne, środowiskowe i eksploatacyjne.

Badania realizowane są dla:

  • obiektów budowlanych o przeznaczeniu cywilnym i przemysłowym,
  • konstrukcji strategicznych i elementów infrastruktury krytycznej,
  • schronów, ukryć i miejsc doraźnego schronienia,
  • budynków zabytkowych i modernizowanych.

Wyniki prac diagnostycznych stanowią podstawę do podejmowania racjonalnych decyzji projektowych, naprawczych i inwestycyjnych, a także służą do opracowania modeli cyfrowych (Digital Twin) umożliwiających bieżącą analizę i prognozowanie stanu obiektu.

Centrum Budownictwa Ochronnego prowadzi prace badawcze i eksperckie w zakresie identyfikacji, klasyfikacji i oceny obiektów ochronnych, miejsc doraźnego schronienia oraz budowli o podwójnym przeznaczeniu – zarówno istniejących, projektowanych, jak i potencjalnych. Działania te mają na celu stworzenie jednolitego systemu oceny odporności i przydatności obiektów do celów ochrony ludności, obronności oraz utrzymania ciągłości funkcjonowania infrastruktury krytycznej.

Zakres prac obejmuje:

  • inwentaryzację i analizę przestrzenną obiektów budowlanych i podziemnych możliwych do wykorzystania w celach ochronnych,
  • klasyfikację budowli według poziomu odporności na obciążenia wybuchowe, balistyczne i środowiskowe,
  • ocenę dostępności, pojemności i stanu technicznego miejsc doraźnego schronienia,
  • ocenę potencjału adaptacyjnego istniejących obiektów cywilnych do pełnienia funkcji ochronnych lub zapasowych,
  • opracowanie kryteriów kwalifikacyjnych dla obiektów podwójnego przeznaczenia – użytkowych w czasie pokoju, a ochronnych w sytuacjach kryzysowych,
  • opracowywanie raportów klasyfikacyjnych i rekomendacji modernizacyjnych.

Efektem realizowanych prac jest systematyzacja i mapowanie zasobów ochronnych kraju, umożliwiające ich efektywne wykorzystanie w sytuacjach zagrożenia. Działania te wspierają procesy planistyczne administracji publicznej oraz służb odpowiedzialnych za bezpieczeństwo i obronę terytorialną.

Centrum Budownictwa Ochronnego opracowuje i rozwija autorskie metody numeryczne, procedury symulacyjne oraz oprogramowanie inżynierskie służące do analizy odporności konstrukcji na oddziaływania ekstremalne — w tym wybuchowe, balistyczne, dynamiczne i uderzeniowe.

Działalność obejmuje kompleksowe modelowanie zjawisk zachodzących podczas oddziaływania czynników niszczących na obiekty budowlane, ochronne i strategiczne, z wykorzystaniem zarówno komercyjnych środowisk obliczeniowych, jak i autorskich narzędzi analitycznych i symulacyjnych.

Zakres prac obejmuje:

  • opracowywanie, weryfikację i walidację autorskich modeli numerycznych, odzwierciedlających procesy deformacji, pękania, zniszczenia i utraty nośności materiałów konstrukcyjnych,
  • symulacje 3D oddziaływań wybuchowych i balistycznych na konstrukcje żelbetowe,drewniane, stalowe, kompozytowe i gruntowe,
  • procedury wyznaczania obciążeń od zagruzowania konstrukcji wynikających z destrukcji elementów nośnych i powłokowych,
  • modelowanie wnikania odłamków, bomb i pocisków w różne typy osłon oraz podłoży gruntowych, z uwzględnieniem zjawisk perforacji, erozji i utraty energii kinetycznej,
  • analizę propagacji fal uderzeniowych i interakcji konstrukcja–grunt,
  • automatyzację obliczeń i rozwój własnych algorytmów optymalizacyjnych, wspomagających projektowanie elementów o podwyższonej odporności,
  • opracowanie dedykowanych procedur symulacyjnych służących do oceny zagrożeń i weryfikacji odporności konstrukcji w warunkach rzeczywistych.

Opracowane metody i procedury są wykorzystywane w projektowaniu, ocenie i modernizacji obiektów ochronnych, infrastruktury krytycznej i budowli podwójnego przeznaczenia, a także w tworzeniu krajowych wytycznych technicznych dotyczących odporności konstrukcji na obciążenia ekstremalne i uderzeniowe.