„A kutatómunka nem egyszemélyes mutatvány!”

Szerkezetek extrém hatásokra történő tervezésével foglalkozik a BME egyik friss Bolyai-ösztöndíjasa. Vigh László Gergely, a Hidak és Szerkezetek Tanszék egyetemi docense.

Az Építőmérnöki Kar oktatója fiatal kora ellenére igen színes és gazdag életpályával büszkélkedhet. Nyolc éve, a Pentele híd kapcsán találkozott először a földrengési méretezéssel, most pedig szakmájában igen fontos mérföldkőhöz ért: a Méretezési koncepciók és innovatív szerkezeti megoldások mérsékelt földrengéses területeken című kutatási programjával idén elnyerte a Bolyai János Kutatási Ösztöndíjat.

A Bolyai-ösztöndíj az utóbbi években a tudományos utánpótlás képzésének egyik legfontosabb eszközévé vált. Az 1998-ban létesített ösztöndíj az alapítók kívánsága szerint „a kiemelkedő kutatási-fejlesztési teljesítmény ösztönzésére és elismerésére” született meg. Célja az is, hogy a lokális jellegű PhD képzés és a nemzeti (akadémiai) szintű tudományosság között hidat építsen. Ebben az évben 564 fiatal, 45 év alatti kutató pályázott, akik közül 169-en részesültek a támogatásban. A BME 11 kutatója örülhetett az ösztöndíjnak:

Babarczi Péter egyetemi adjunktus, Távközlési és Médiainformatikai Tanszék

Benkő Melinda tanszékvezető egyetemi docens, Urbanisztika Tanszék

Dombóvári Zoltán egyetemi adjunktus, Műszaki Mechanikai Tanszék

Dóra Balázs egyetemi docens, Fizika Tanszék

Höfler Lajos Tamás tudományos munkatárs, Szervetlen és Analitikai Kémia Tanszék

Kózelné Székely Edit egyetemi docens, Kémiai és Környezeti Folyamatmérnöki Tanszék

Oláh Julianna tudományos munkatárs, Szervetlen és Analitikai Kémia Tanszék

Pete Gábor egyetemi docens, Matematikai Intézet, Sztochasztika Tanszék

Szieberth Dénes posztdoktor, Szervetlen és Analitikai Kémia Tanszék

Vigh László Gergely egyetemi docens, Hidak és Szerkezetek Tanszék

Wiener Gábor egyetemi docens, Számítástudományi és Információelméleti Tanszék

A kutatási program részben a disszipatív, vagyis nagy energiaelnyelő képességű szerkezettervezésről szól. A nyertes kutató ennek lényegét Paulay Tamás (a disszipatív szerkezettervezés Új-Zélandon élt, 2009-ben elhunyt nemzetközileg elismert atyja – a szerk.) szavait idézve egy egyszerű példa segítségével szemlélteti a bme.hu kérésére: a rideg szerkezetek úgy viselkednek, mint egy porcelán tányér, ami földre ejtve eltörik, azonban műanyagból készítve ugyanez a tányér elnyeli az energiát és nem törik darabokra. Azért természetesen nem ilyen egyszerű a dolog – teszi hozzá a kutató. Tulajdonképpen olyan, nagy alakváltozási képességgel bíró részeket alakítunk ki a szerkezetekben, amelyek képlékennyé válva, törés nélkül elnyelik az energiát. Ezen zónákba koncentráljuk a nagy alakváltozásokat, ezáltal a szerkezet többi része ép marad – magyarázza.

A szerkezettervezés ilyen módját magas szeizmicitású területeken, külföldön már régóta alkalmazzák. Vigh Gergely azzal foglalkozik, hogyan lehet a módszert hazánkhoz hasonló, mérsékelt intenzitású földrengéseknek kitett területeken is alkalmazni. Téves közhiedelem, hogy e szerkezetek használatának csak ott van értelme, ahol nagyon nagy földrengések vannak – mutat rá a szakember, hozzáfűzve, hogy a disszipatív szerkezettervezés rendkívül dinamikusan fejlődő tudományág. Folyamatosan készülnek az ilyen elven alapuló szerkezeti rendszerek, ám ezt a szabványok, köztük az új európai szerkezettervezési szabvány képtelen követni. A kutatási programom egyik fele éppen a mindennapi gyakorlatban bevezetésre váró innovatív szerkezeti megoldásokat hátráltató szabványossági hiányosságokhoz kapcsolódik – számol be a kutató. Vigh Gergely olyan eljárások kidolgozását, illetve adaptálását tűzte ki célul, amelyek segítenek e szerkezeti rendszerek értékelésében, európai és hazai bevezetésében, a mindennapi gyakorlatba való minél gyorsabb átültetésében. A Műegyetem szakembere tagja az Európai Acélszövetség földrengéssel foglalkozó szakbizottságának is, ahol többek között az európai szabványrevíziókhoz nyújt szakmai segítséget, és itthon is részt vesz a szabványügyi testület munkájában.

Vigh László Gergely kutatási programjának másik része a magyarországi szerkezetekkel foglalkozik. Ennek keretében vizsgálja, mi történik meglévő szerkezeteinkkel, amikor bekövetkezik egy, a szeizmológusok által valószínűsített földrengés. A legtöbb szerkezetünket eredetileg nem méretezték földrengésre, sőt, még a mai tervezői gyakorlat is gyakran megkérdőjelezi ennek szükségességét – fejti ki a fiatal kutató. Arra hivatkoznak – folytatja Vigh Gergely –, hogy nálunk nincsenek komoly földrengések, amelyek jelentős épület- vagy hídkárokat okoznának. Tény, hogy az idén már két 4-esnél nagyobb erősségű földrengés volt, és ezek valóban csak kisebb károkat okoztak, de a – nem is feltétlenül régi – magyar történelem több, hazai viszonylatban jelentős, 5,5-6,2 magnitúdójú földrengésről számol be: ilyen az 1956-os dunaharaszti, az 1911-es kecskeméti vagy az 1763-as komáromi földrengések. Új szerkezeteink tervezésekor a nemrégiben bevezetett európai szabványok szerint már kötelező a földrengésre történő méretezés, amely a hagyományos tervezői gyakorlat alapján végrehajtva gyakorta okozhatja szerkezeteink drágulását – magyarázza a szakember. Emiatt a meglévő szerkezetek mellett az új szerkezetek költséghatékony, disszipatív szerkezeti kialakításokat alkalmazó tervezési koncepciójával foglalkozik kutatásában. Figyelemreméltó, hogy mivel a földrengésre és a robbanásra méretezés elvei hasonlóak, az alkalmazás egyéb területeken is hasznos lehet.

Kutatási tevékenységét ecsetelve Vigh Gergely a hatékonyan működő csapatmunkát emeli ki. Mind oktatói, mind kutatói tevékenységében erre összpontosít. A kutatómunka nem „one man show”, próbálom már egészen korán bevonni a hallgatókat – vallja. A Bolyai ösztöndíjam mögött is ott van a közös munka – fogalmaz az egyetemi docens. Egy kutatóműhelyben kiemelkedő szerep jut a doktoranduszoknak, de fontosak a TDK-munkák, az MSc- és BSc-szakdolgozatok is – üzeni az építőmérnök hallgatóknak.

Vigh László Gergely három TDK dolgozatot készítő hallgatója is szerepelt az idei OTDK-n. Közülük Kemenczés András és Simon József acéllemezes szerkezetekről szóló dolgozatukkal (Bordákkal merevített, nyomott lemezek optimális bordaméretének vizsgálata nemlineáris analízis alapján) első helyezést értek el a Műszaki Tudományok Szekció Műszaki mechanika, matematika, fizika, mérnöki szerkezetek tagozatában.

A 2009-ben indult építőmérnöki MSc képzésben külön tárgyként szerepel a szeizmikus méretezés, ahol természetesen a mindennapi tervezői feladatokra fókuszálunk – mondja a fiatal oktató, hozzátéve, hogy egy-egy előadás erejéig azért megjelennek a legkorszerűbb megoldások is. Keresettek a földrengéshez értő szakemberek, hiszen ez speciális feladatot jelent; erre kiváló példa az M0 Háros híd szerkezetrekonstrukciója – jelzi a további lehetséges motivációt a téma iránt érdeklődő hallgatóknak Vigh Gergely. Ő maga is a Pentele híd, majd a Megyeri híd építése kapcsán kezdett foglalkozni a témával, ezek voltak az első dunai hidak, amelyeket már földrengésre méreteztek. Nagyon érdekelt, és látszódott, hogy rengeteg a feladat, ugyanakkor kevés a szakember Magyarországon. De a nemzetközi színtéren is számos kutatásra nyílik lehetőség – foglalja össze a tapasztalatokat a fiatal kutató, aki 2007-ben Korányi-ösztöndíjat nyert a Stanford University-re. Meghatározó ösztöndíj volt ez: a John A. Blume Earthquake Engineering Centerben Gregory Deierlein professzor irányítása alatt ismerkedtem meg a disszipatív szerkezettervezés rejtelmeivel – árulta el. Korábban egyetemistaként, majd doktoranduszként Japánban is eltöltött három évet: az Osakai Egyetemen alumínium hídpályaszerkezetekkel foglalkozott. Az ott szerzett ismereteiből azóta is sokat profitál, hiszen nagyrészt ebből született a diplomamunkája, majd doktori disszertációjának jelentős része. Tanszéki munkái közül kiemelte még a híd próbaterheléseket, szélerőművek tervezését és a gyalogoshidak dinamikai vizsgálatát. Ez utóbbi szintén viszonylag új terület, hiszen eddig csak két megépült magyarországi hídon (szolnoki Tiszavirág-híd és a csömöri gyalogoshíd) tudtak ilyen vizsgálatokat végezni. Mint mondja, ezek a példák jól mutatják, hogy az ipari megkeresések gyakran átfedésben vannak a kutató saját tudományos céljaival vagy érdeklődésével, és a folyamatok egymást erősítik, sőt, az ipari megkeresések indukálják az újabb kutatási feladatokat. Vigh Gergely a szegedi lézerközpont építésében, az ELI projektben is közreműködik: a földrengésvizsgálaton kívül a rezgésvédelmi rendszer független vizsgálatáért is felelős.

Építőmérnök édesapám inspirált a szakmaválasztás során, majd Dunai és Kollár tanár urak indítottak el ezen a területen, nagyon sokat köszönhetek nekik – mondja a friss Bolyai-ösztöndíjas (Dunai László, a kar jelenlegi dékánja, a Hidak és Szerkezetek Tanszék tanszékvezető egyetemi tanára. Kollár László a Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék egyetemi tanára – a szerk.). A kutató példaértékűnek tartja Dunai László iskolateremtő és tudományos kutatóműhely-szervező munkáját és koncepcióját, amelyről az Építőmérnöki Kart július 1-jétől vezető professzor is beszélt korábban a bme.hu-nak. (A kar élén történő dékánváltáskor készített vezetői interjú itt olvasható.)

A lehető legjobbkor jött a Bolyai – mondja végül a friss ösztöndíjas, hiszen összegezni tudtam, mit csináltam eddig, miből hová lehet jutni, mindebből pedig lesz egy rendszer, amit szisztematikusan tovább tudok vinni – osztja meg gondolatait a fiatal kutató, aki eddigi munkája elismerésének is tartja a kutatási ösztöndíjat. Vigh Gergely reméli, hogy a kutatási program végére reális közelségbe kerül az MTA doktori cím. Mindenképpen itt képzelem el a jövőmet a Műegyetemen – hangsúlyozza. Szeretném, ha körülöttem is megerősödne a kutatóműhely jellegű tevékenység, és minél aktívabbak lennének a hallgatók – teszi hozzá a Hidak és Szerkezetek Tanszék egyetemi docense.

Fotó: Philip János