נושאי מחקר לתארים מתקדמים

המחלקה להנדסת בניין בקמפוס באר שבע מקיימת מחקרים לתואר שני בשלל תחומים בהנדסת מבנים והנדסה אזרחית. במחלקה ניתן לבצע מחקרים לתואר שני בשיתוף עם מחלקות אחרות. להלן פירוט על נושאי המחקר שניתן לבצע עם חוקרים במחלקה להנדסת בניין:

פיתוח כלים להערכת תפקוד מבני של רכיבי בטון לאחר שריפה

המחקר עוסק בניסיון לפתח כלי שיבצע בדיקות אל-הרס (שאינן דורשות לקיחת דגימת גליל מהבטון לבדיקה הרסנית במעבדה) להערכת מצב הבטון לאחר חימום לטמפרטורות גבוהות. המחקר כולל ניסויים שונים של בדיקות חוזק סטנדרטיות לקוביות בטון לאחר שחוממו לטמפרטורות גבוהות תוך מדידת תכונות פיזיקליות מקבילות. זאת, מתוך הערכה כי מצב הלחות בבטון, סיווגו הוויזואלי או האקוסטי ותכונות נוספות, העשויות להעיד על חוזק הבטון ללא צורך בהרס דגימות.
המחקר בהנחיית ד"ר ידידיה שחר | yedidyashachar@gmail.com

שיטות כליאה של עמודים מבטון בחוזק גבוה לשימוש במבנים רבי-קומות

עמודים מבטון בחוזק גבוה המשמשים לבניית מבנים רבי קומות, מציבים אתגר ביצועי בשמירה על משיכות נאותה, המסופקת בדרך כלל על ידי כליאת חישוקי פלדה. המחקר עוסק בניתוח הכליאה בעמודים אלו על ידי שיטות כליאה חדשניות, בדגש על קיום משיכות נאותה תוך שמירה על עמידות האש של המבנה. כליאה היברידית, הניתנת על ידי פלדה בשילוב סיבי פחמן, הוכחה בניסויים כמשופרת לעומת כליאה קונבנציונלית. המחקר עוסק בפיתוח מודל חישובי לאפיון התנהגות כליאה זו בהתאם לניסויים מהספרות.
המחקר בהנחיית ד"ר ידידיה שחר | yedidyashachar@gmail.com

חומרי בניין מתקדמים דלים באנרגיה

מחקר מעבדתי משולב בכלי מחשוב מתקדמים. המחקר משלב תכנון של חומר הבנייה וניתוח התכונות הפיזיקליות והמכאניות שמתקבלות תוך מתן דגש על האנרגיה האגורה ואורך החיים של האלמנט.
המחקר בהנחיית ד"ר טל ידלין | talya6@sce.ac.il

יעילות אנרגטית של מבנים

המחקר עוסק בפיתוח מודלים הנדסיים (נומריים) לחומרי בנייה ובידוד בסקאלות שונות, ומשלב אופטימיזציה של צריכת אנרגיה במבנים ציבוריים באמצעות סימולציות ואנליזות מעבדה. במסגרת המחקר נבחן את ההשפעות ההדדיות בין תנאי הסביבה, חומרי הבנייה והבידוד, ודפוסי התנהגות של המשתמשים על ביצועי המבנה – במטרה לפתח כלים לאופטימיזציה של צריכת אנרגיה ושיפור היעילות האנרגטית.
המחקר בהנחיית ד"ר מרינה גריגורוביץ' | maringr@sce.ac.il

חקר שילוב חומרים סופגי ראדון בבטון לצורך שיפור איכות אוויר ושמירה על חוזק מכני

מחקר זה עוסק באנליזה ושיפור חומרי בניין המשלבים ביצועים סופגי ראדון, תוך בחינת השפעתם על חוזק המבנה ואיכות אוויר פנים, במטרה להקטין את רמות הראדון בחללים עם אוורור מוגבל (ממ"ד, ממ"ק). במסגרת המחקר מפותחות שיטות חדשניות לשילוב חומרים סופגי ראדון באלמנטי בטון בשלבי תכנון ראשוניים ובתהליכי שדרוג מבנים קיימים.
המחקר בהנחיית ד"ר מרינה גריגורוביץ' | maringr@sce.ac.il

פיתוח מסגרת חישובית מרובת סקאלות (Multi Scale) לניתוח סדקים באלמנטי מבנה באמצעות שילוב שיטות EUC ו-PFFM

מחקר זה הוא מחקר מדעי בסיסי, העוסק באנליזה נומרית מרובת-סקאלות של תופעות סדיקה באלמנטים מבניים. המחקר מציע לשלב בין שיטות Embedded Unit Cell (EUC) ו־Phase Field Fracture Method (PFFM), המתוארות בהרחבה בספרות המדעית. במסגרת המחקר הסטודנט/ית ת/יבצעו סקר ספרות מקיף ופיתוח קטעי קוד ליישום מסגרת חישובית רחבה ויעילה לניתוח וחיזוי התנהגות סדקים באלמנטים מבניים. הגישה תאפשר ניצול היתרונות הייחודיים של כל שיטה לצורך שיפור הדיוק והאמינות של המודלים לחיזוי תהליכי סדיקה.
המחקר בהנחיית ד"ר מרינה גריגורוביץ' | maringr@sce.ac.il

שילוב ניסוי-חישוב באמצעות סימולציות נומריות באופטימיזציית תערובות בטון בעל חוזק-על

מטרת המחקר היא לפתח גישה אינטגרטיבית המשלבת ניסוי ומידול נומרי לצורך חקר תערובות בטון בעל חוזק גבוה במיוחד. במסגרת המחקר ינותחו השפעות התפלגות גודל הגרגירים והוספת שילוב תערובות כימיות שונות על החוזק המכני, תוך שילוב בין תוצאות ניסוייות לבין מודלים חישוביים מתקדמים (FEM /PFFM/ XFEM). המחקר יכלול: בחינת התנהגות זרימה (Rheology) של התערובות באמצעות ניסויים מבוקרים. בחינת מאפייני החוזק המכני של הדגימות. שילוב תוצאות הניסוי במודלים נומריים וביצוע ולידציה הדדית בין ניסוי לבין סימולציה. גישה זו צפויה לספק כלים חדשניים לאופטימיזציה של תערובות בטון בעלות ביצועים משופרים, ותתרום להבנה טובה יותר של קשרי הגומלין בין תכונות מיקרו-מבניות לבין מאפייני חוזק מאקרוסקופיים.
המחקר בהנחיית ד"ר מרינה גריגורוביץ' | maringr@sce.ac.il וד"ר טל ידלין | talya6@sce.ac.il

מכניקת חומרים גרגריים וחומרי בניין

במחקר נבחנים חומרים גרגריים ואבקתיים מנקודת מבט מכנית, תוך יישום ישיר לעולם חומרי הבניין. חומרים אלה כוללים מגוון רחב של חומרים, החל מאגרגטים, חול וצמנט המשמשים לייצור בטון, ועד חומרים גרגריים אחרים בעלי חשיבות בתהליכי ייצור ופיתוח. המחקר הוא אמפירי ומתבצע בניסויים מעבדתיים שמטרתם להבין את הקשר בין מבנה התערובת ותהליכי הדחיסה לבין התכונות המכניות של החומר המתקבל.
נושא מחקר 1, צפיפות תערובות גרגריות: המחקר עוסק בבחינת הצפיפות של תערובות במצבים שונים (רפוי ודחוס), ובוחן כיצד גודל הגרגרים, התפלגות הגדלים והרכב החומרים משפיעים על הצפיפות הכוללת. הבנה זו תורמת לשיפור תכנון תערובות וליכולת לחזות את תכונות חומרי הבניין.
נושא מחקר 2, דחיסה וחוזק של חומרים גרגריים: במחקר זה נבדקת השפעת פרמטרים שונים בתהליך הדחיסה כמו גודל הגרגרים, קצב הדחיסה ויחס הגובה לקוטר, על החוזק והתכונות המכניות של החומר שנוצר. ידע זה יכול לסייע בהבנת תהליכי ייצור של לוחות ובלוקים לענף הבנייה המיוצרים מתערובות גרגריות דחוסות. תובנות המחקר מאפשרות לפתח חומרים עמידים יותר ולשפר את הביצועים של אלמנטים מבניים לאורך זמן.
המחקר בהנחיית ד"ר דמיטרי פורטניקוב | dmitrpo3@ac.sce.ac.il

פיתוח כלי לקביעת פוטנציאל הידוק של מצעים וקרקעות באמצעות חישה מרחוק

במהלך המחקר מבצעים סדרת בדיקות במעבדה למכניקת קרקע ובמקביל סורקים את הקרקעות באמצעות סנסורים היפר-ספקטראליים מתקדמים. המטרה היא למצוא קשרים אמפיריים באמצעות לימוד מכונה שיאפשרו לנבא את התכונות מכאניות על סמך אותם סנסורים מתקדמים, ובכך לפתח כלי שיהיה מסוגל להעריך את התכונות המכאניות של קרקעות, בדגש על הידוק קרקע, בחישה מרחוק וללא מגע.
המחקר בהנחיית ד"ר דגן בקון מזור | daganba@sce.ac.il

לחזרה לעמוד הנדסת בניין