Przegląd uproszczonych normowych metod uwzględniania efektów II rzędu w smukłych słupach żelbetowych
Open Access (Artykuł w pliku PDF)
citation/cytuj: Zmyślony D., Bywalski Cz., Wróblewski R. Review of simplified code-based methods for the consideration of second-order effects in slender RC columns. Materiały Budowlane. 2025. Volume 637. Issue 09. Pages 168-175. DOI: 10.15199/33.2025.09.22
mgr inż. Dawid Zmyślony, Politechnika Wrocławska, Wydział Budownictwa Lądowego i Wodnego
ORCID: 0009-0004-4447-6972
dr inż. Czesław Bywalski, Politechnika Wrocławska, Wydział Budownictwa Lądowego i Wodnego
ORCID: 0000-0003-0460-9000
dr hab. inż. Roman Wróblewski, Politechnika Wrocławska, Wydział Budownictwa Lądowego i Wodnego
ORCID: 0000-0001-9472-2853
Correspondence address: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.
DOI: 10.15199/33.2025.09.22
Review paper / Artykuł przeglądowy
Abstract. A comparison of engineering methods for the determination of second order moments in columns is made. Similarities, differences and limitations of the methods are presented together with an example of a column calculation taking into account changes in column slenderness and compressive force. The analyses showed very large discrepancies in the obtained results depending on the methodsused and indicated the possibility of overestimating second-order moments due to the formulation of the methods and the simplifications used.
Keywords: second-order effects; simplified methods; column; reinforced concrete; comparative analysis.
Streszczenie. Przeprowadzono porównanie inżynierskich metod wyznaczania momentów II rzędu w słupach żelbetowych. Przedstawiono podobieństwa, różnice i ograniczenia prezentowanych metod wraz z przykładem obliczeń słupa, uwzględniającym zmiany jego smukłości i siły ściskającej. Analizy wykazały bardzo duże rozbieżności uzyskanych wyników w zależności od zastosowanej metody oraz wskazały na możliwość przeszacowania momentów II rzędu, wynikającą z konstrukcji metod i stosowanych uproszczeń.
Słowa kluczowe: efekty drugiego rzędu; metody uproszczone; slup; żelbet; analiza porównawcza.
Literature
[1] PN-EN 1992-1-1:2008: Eurokod 2: Projektowanie konstrukcji z betonu. Część 1-1: Reguły ogólne i reguły dla budynków. Warszawa: Polski Komitet Normalizacyjny; 2008.
[2] Building code requirements for structural concrete (ACI 318-19) and commentary. Farmington Hills, MI: American Concrete Institute; 2019.
[3] GB 50010: Code for Design of Concrete Structures. Beijing, China:Ministry of Housing and Urban-Rural Development of the People’s Republic of China; 2010.
[4] NZS 3101.1:2006 Concrete structures standard. Wellington, New Zealand: Standards New Zealand; 2006.
[5] Code of Practice for Structural Use of Concrete 2013 (2020 Edition). Hong Kong: Buildings Department; 2020.
[6] Koziński K. Nośność i odkształcalność dwukierunkowo mimośrodowo ściskanych smukłych słupów żelbetowych z betonów wysokiej wytrzymałości. Rozprawa doktorska. Politechnika Krakowska, 2011.
[7] Pędziwiatr J, Musiał M. Second-order effects in horizontally loaded reinforced concrete columns. Studia Geotechnica et Mechanica 2023; https://doi. org/10.2478/sgem-2023-0022.
[8] Knauff M, Klempka K. Effective lengths of reinforced concrete columns in single-storey frame structures in the light of the eurocode. Technical Sciences 2009. https://doi.org/10.2478/v10022-009-0007-6.
[9] Pędziwiatr J. Projektowanie słupów żelbetowych. 1st ed. Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN; 2020.
[10] PN-B-03264:2002 Konstrukcje betonowe, żelbetowe i sprężone. Obliczenia statyczne i projektowanie. Warszawa. Polski Komitet Normalizacyjny, 2002.
[11] Knauff M. Obliczanie konstrukcji żelbetowych według Eurokodu 2. 3rd ed. Wydawnictwo Naukowe PWN; 2018.
[12] de Araújo JM. Comparative study of the simplified methods of Eurocode 2 for second order analysis of slender reinforced concrete columns. Journal of Building Engineering 2017; https://doi.org/10.1016/j.jobe. 2017.10.003.
[13] Koziński K, Winnicki A. Experimental research and analysis of load capacity and deformability of slender high strength concrete columns in biaxial bending. Eng Struct 2016; 107: 47–65. https://doi. org/10.1016/j. engstruct. 2015.10.025.
[14] CEB-FIPModel Code 1990: Design Code. Lausanne, Switzerland: Comité Euro-International du Béton; 1991.
Received: 05.05.2025 / Artykuł wpłynął do redakcji: 05.05.2025 r.
Revised: 08.07.2025 / Otrzymano poprawiony po recenzjach: 08.07.2025 r.
Published: 19.09.2025 / Opublikowano: 19.09.2025 r.
Materiały Budowlane 09/2025, strona 168-175 (spis treści >>)
Ocena wpływu cech gruntu na powstawanie pęknięć i ich prognozowanie z wykorzystaniem uczenia maszynowego
Open Access (Artykuł w pliku PDF)
citation/cytuj: Wyborski P. Assessment of the impact of soil characteristics on crack formation and their prediction using machine learning. Materiały Budowlane. 2025. Volume 637. Issue 09. Pages 160-167. DOI: 10.15199/33.2025.09.21
mgr inż. Piotr Wyborski, Politechnika Wrocławska, Wydział Budownictwa Lądowego i Wodnego
ORCID: 0000-0003-1831-8300
Correspondence address: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.
DOI: 10.15199/33.2025.09.21
Review paper / Artykuł przeglądowy
Abstract. The aim of the article was to develop a model identifying soil characteristics and environmental factors that determine its susceptibility to cracking. Additionally, a predictive algorithm was developed to forecast the intensity of soil cracking. The random forest method was used, based on 261 cases. The most significant variables influencing crack intensity were found to be soil moisture, specific density, and soil sample size. The developed algorithm demonstrated high predictive accuracy.
Keywords: soil cracking; soil desiccation; random forest; machine learning in geotechnics.
Streszczenie. W artykule zaprezentowano model identyfikujący cechy gruntu oraz właściwości środowiskowe decydujące o jego podatności na pękanie. Dodatkowo opracowano algorytm predykcyjny służący do prognozowania intensywności pęknięć gruntu. Wykorzystano metodę lasu losowego na bazie 261 przypadków. Najistotniejszymi zmiennymi wpływającymi na intensywność pęknięć okazały się: wilgotność gruntu, gęstość właściwa i wymiary próbki. Opracowany algorytm charakteryzuje się bardzo dużą dokładnością.
Słowa kluczowe: pęknięcia gruntu; wysychanie gruntu; las losowy; uczenie maszynowe w geotechnice.
Literature
[1] Tang CS, Shi B, Cui YJ, Liu C, Gu K. Desiccation cracking behavior of polypropylene fiber-reinforced clayey soil. Canadian Geotechnical Journal. 2012;49; https://doi.org/10.1139/t2012-067.
[2] Tang CS, Zhu C, Cheng Q, Zeng H, Xu JJ, Tian BG, Shi B. Desiccation cracking of soils: A review of investigation approaches, underlying mechanisms, and influencing factors. Elsevier B.V. 2021; https://doi.org/10.1016/j. earscirev.2021.103586.
[3] Trabelsi H, Jamei M, Zenzri H, Olivella S. Crack patterns in clayey soils: Experiments and modeling. Int J Numer Anal Methods Geomech. 2012;36; https://doi.org/10.1002/nag.1060.
[4] Tang CS, Shi B, Liu C, Zhao L, Wang B. Influencing factors of geometrical structure of surface shrinkage cracks in clayey soils. Eng Geol. 2008;101; https://doi.org/10.1016/j.enggeo.2008.05.005.
[5] Cui YJ, Tang CS, Tang AM. Investigation of soil desiccation cracking using an environmental chamber. Rivista Italiana di Geotecnica, 2014;48.
[6] Li JH, Lu Z, Guo LB, Zhang LM. Experimental study on soil-water characteristic curve for silty clay with desiccation cracks. Eng Geol. 2017;218; https://doi.org/10.1016/j.enggeo.2017.01.004.
[7] Tang CS, Zhu C, Leng T, Shi B, Cheng Q, Zeng H. Three-dimensional characterization of desiccation cracking behavior of compacted clayey soil using X-ray computed tomography. Eng Geol. 2019;255; https://doi. org/10.1016/j.enggeo.2019.04.014.
[8] Tang CS, Cui YJ, Tang AM, Shi B, Liu C. Quantification and Characterization of Temperature Effect on Desiccation Crack Network in Soil. 2013; doi:10.1061/9780784412787.076.
[9] Tollenaar RN, van Paassen LA, Jommi C. Observations on the desiccation and cracking of clay layers. Eng Geol. 2017;230, https://doi. org/10.1061/9780784412787.076.
[10] Lomeling D, Kenyi MC, Lodiong MA, Kenyi MS, Silvestro GM, Yieb JLL. Characterizing Dessication Cracking of a Remolded Clay (Eutric Vertisol) Using the Fractal Dimension Approach. Open Journal of Soil Science. 2016;06; https://doi.org/10.4236/ojss.2016.64008.
[11] Luo Z, Wang S, Ou Q, Hamka MQ, Li X, Xu C, Ding X. Multi-effect investigation on desiccation crack evolution and mechanical behavior of swelling clay. Acta Geotech. 2023;18; https://doi.org/10.1007/s11440-023- 01910-8.
Received: 17.04.2025 / Artykuł wpłynął do redakcji: 17.04.2025 r.
Revised: 04.06.2025 / Otrzymano poprawiony po recenzjach: 04.06.2025 r.
Published: 19.09.2025 / Opublikowano: 19.09.2025 r.
Materiały Budowlane 09/2025, strona 160-167 (spis treści >>)
Odbudowa obiektów po klęskach żywiołowych – bariery prawne i propozycje zmian
Open Access (Artykuł w pliku PDF)
citation/cytuj: Szybiński J. Reconstruction after natural disasters – legal barriers and reform proposals. Materiały Budowlane. 2025. Volume 637. Issue 09. Pages 152-159. DOI: 10.15199/33.2025.09.20
dr inż. Józef Szybiński, Politechnika Wrocławska; Wydział Budownictwa Lądowego i Wodnego
ORCID: 0000-0002-1356-5823
Correspondence address: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.
DOI: 10.15199/33.2025.09.20
Case study / Studium przypadku
Abstract. The article examines legal regulations that hinder the reconstruction of buildings damaged by natural disasters. It identifies key legal and administrative barriers indicates directions for legislative changes aimed at simplifying procedures and increasing the flexibility of the legal system in crisis situations.
Keywords: reconstruction; natural disasters; building law; legal barriers; legislative changes.
Streszczenie. W artykule omówiono ograniczenia wynikające z obowiązujących przepisów prawa, które utrudniają odbudowę obiektów zniszczonych wskutek klęsk żywiołowych. Zidentyfikowano kluczowe bariery formalnoprawne oraz wskazano kierunki zmian legislacyjnych mających na celu uproszczenie procedur i zwiększenie elastyczności systemu prawnego w sytuacjach kryzysowych.
Słowa kluczowe: odbudowa; klęski żywiołowe; prawo budowlane; bariery prawne; zmiany legislacyjne.
Literature
[1] Building Law Act of 7 July 1994 [in Polish] (Law Gazette 2025, item 418). Minister of Infrastructure Order of 12 April 2002 concerning design guidelines which buildings and their location should comply with [in Polish] (L.G. 2022, it. 1225 with later amendments).
[2] Biedroń I., Bogdańska-Warmuz R. Flood of 2010 – analysis of flood losses and damage in Poland [in Polish]. Gospodarka Wodna 2012, 4, pp. 147-153.
[3] Kietliński W. Construction and rebuilding of construction objects in areas endangered by flood [in Polish]. Przegląd budowlany 2011, 11, pp. 56-58.
[4] State of Elemental Disaster Act of 18 April 2002 [in Polish] (L.G. 2025, it. 112).
[5] Crisis Management Act of 26 April 2007 [in Polish] (L.G. 2023, it. 122 with later amendments).
[6] The Act of 11 August 2001 concerning special principles of reconstructing, repairing and demolishing construction objects destroyed or damaged by the action of an element [in Polish] (L.G. 2024, it. 1190 with later amendments).
[7] Minister of Infrastructure Order of 24 June 2022 concerning building codes relating to public roads [in Polish] (L.G. 2022, it. 1518 with later amendments).
Received: 12.05.2025 / Artykuł wpłynął do redakcji: 12.05.2025 r.
Revised: 07.07.2025 / Otrzymano poprawiony po recenzjach: 07.07.2025 r.
Published: 19.09.2025 / Opublikowano: 19.09.2025 r.
Materiały Budowlane 09/2025, strona 152-159 (spis treści >>)
Liniowa korelacja przekroczenia kosztu i terminu realizacji budynków wielorodzinnych
Open Access (Artykuł w pliku PDF)
citation/cytuj: Stachoń T. Linear correlation between cost and schedule overruns in the execution of multifamily buildings. Materiały Budowlane. 2025. Volume 637. Issue 09. Pages 145-151. DOI: 10.15199/33.2025.09.19
mgr inż. Tomasz Stachoń, Politechnika Wrocławska, Wydział Budownictwa Lądowego i Wodnego
ORCID: 0000-0002-1220-0494
Correspondence address: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.
DOI: 10.15199/33.2025.09.19
Scientific reports / Doniesienie naukowe
Abstract. The article presents a correlation analysis between cost overrun and schedule overrun in the execution of multifamily residential buildings, using the Pearson correlation coefficient. The study was based on processed data obtained from 14 construction residential projects carried out between 2006 and 2021. The results revealed a weak negative correlation, indicating no statistically significant linear relationship between the examined variables, in which the cost variable corresponds in 70% to the value of built-in building materials.
Keywords: cost overrun; time overrun; Pearson’s correlation.
Streszczenie. Artykuł przedstawia analizę korelacji pomiędzy przekroczeniem kosztu i terminu realizacji budynków wielorodzinnych z zastosowaniem współczynnika korelacji Pearsona. Przedmiotem badania były przetworzone dane uzyskane z czternastu przedsięwzięć mieszkaniowych, realizowanych w latach 2006–2021. Wyniki wykazały słabą ujemną korelację, wskazującą na brak istotnej zależności liniowej między badanymi cechami, w której zmienna kosztu odpowiada w 70% nakładom wbudowanych materiałów budowlanych.
Słowa kluczowe: przekroczenie kosztu; przekroczenie terminu; korelacja Pearsona.
Literature
[1] Gruszczynski M, Kuszewski T, Podgórska M. Econometrics and operations research. 1st. ed. Warsaw: Wydawnictwo Naukowe PWN. 2009.
[2] Szóstak M, Stachoń T, Konior J. Course of Cumulative Cost Curve (CCCC) as a Method of CAPEX Prediction in Selected Construction Projects. Applied Sciences. 2024; https://doi. org/10.3390/app14135597.
[3] Makesh S, Mathivanan M. Analysis on causes of delay in building construction. International Journal of Innovative Technology and Exploring Engineering. 2019;7: 335-41.
[4] Rachid Z, Toufik B, Mohammed B. Causes of schedule delays in construction projects in Algeria. International Journal of Construction Management. 2019; https://doi.org/10.1080/15623599.2018.1435234.
[5] Kowalski J, Polonski M, Lendo-Siwicka M, Trach R, Wrzesinski G. Method of assessing the risk of implementing railway investments in terms of the cost of their implementation. Sustainability (Switzerland). 2021; https://doi. org/10.3390/su132313085.
[6] Flyvbjerg B, Skamris Holm MK, Buhl SøL. What causes cost overrun in transport infrastructure projects? Transp Rev. 2004; https://doi.org/1 0.1080/0144164032000080494a.
[7] Cantarelli CC, Molin EJE, Van Wee B, Flyvbjerg B. Characteristics of cost overruns for Dutch transport infrastructure projects and the importance of the decision to build and project phases. Transp. Policy (Oxf). 2012; https://doi. org/10.1016/j.tranpol.2012.04.001.
[8] Miranda Sarmento J, Renneboog L. Cost Overruns in Public Sector Investment Projects. Public Works Management and Policy. 2017; https://doi. org/10.1177/1087724X16668357.
[9] Senouci A, Ismail A, Eldin N. Time Delay and Cost Overrun in Qatari Public Construction Projects Procedia Engineering. 2016; https://doi. org/10.1016/j.proeng.2016.11.632.
[10] Senouci AB, Mubarak SA. Multiobjective optimization model for scheduling of construction projects under extreme weather. Journal of Civil Engineering and Management. 2016; https://doi.org/10.3846/13923730.201 4.897968.
[11] Hoffman GJ, Thal AE, Webb TS, Weir JD. Estimating Performance Time for Construction Projects. Journal of Management in Engineering. 2007; https://doi.org/10.1061/(as-ce)0742-597x(2007)23:4(193).
[12] Konior J, Szóstak M. Course of planned, actual and earned cost curves of diverse construction investments. International Journal of Construction Management. 2023; https://doi.org/10.1 080/15623599.2021.1942769.
[13] Szóstak M. Planning the time and cost of implementing construction projects using an example of residential buildings. Archives of Civil Engineering. 2021; https://doi.org/10.24425/ ace.2021.138497.
[14] Szóstak M. Best fit of cumulative cost curves at the planning and performed stages of construction projects. Buildings. 2023; https://doi. org/10.3390/buildings13010013.
[15] Ngwenya L, Aigbavboa C, Thwala W. Critical success factors for improved organizational performance. International Conference on Construction in the 21st Century. 2019; https://www.researchgate.net/publication/ 335831229_Critical_Success_Factors_for_Improved_Organizational_ Perormance.
[16] Naji K, Gunduz M, Salat F. Assessment of preconstruction factors in sustainable project management performance. Engineering, Construction and Architectural Management. 2021; https://doi.org/10.1108/ECAM-05- 2020-0333.
[17] Zhang W, Yuan G, Xue R, Han Y, Taylor JE. Mitigating common method bias in construction engineering and management research. J Constr Eng Manag. 2022; https://doi.org/10.1061/ (ASCE)CO.1943-7862.0002364.
[18] Zhao T. Correlation and causation in construction claims. Journal of Legal Affairs and Dispute Resolution in Engineering and Construction. 2023; https://doi.org/10.1061/JLADAH.LADR-979.
[19] Lowe DJ, Emsley MW, Harding A. Relationships between total construction cost and project strategic, site related and building definition variables. Journal of Financial Management of Property and Construction. 2006; https://doi. org/10.1108/13664380680001087.
[20] Tran D, Bypaneni S. Impact of correlation on cost-risk analysis for construction highway projects. Construction research congress 2016: Old and new construction technologies converge in historic San juan – proceedings of the 2016 Construction Research Congress, CRC 2016. 2016; https://doi. org/10.1061/9780784479827.068.
[21] Koch C, Shayboun M. Sorting things out? Machine learning in complex construction project. Proceedings of the European Conference on Computing in Construction. 2019; https://doi. org/10.35490/EC3.2019.161.
[22] Sekar G, Viswanathan K, Sambasivan M. Effects of project-related and organizational-related factors on five dimensions of project performance: a study across the construction sectors in Malaysia. EMJ – Engineering Management Journal. 2018; https://doi.org/10.1080/10429247.20 18.1485000.
[23] Polonski M, Pruszynski K, Pisarska E, Bogusz W. Managing the construction investment process. 2nd ed. Warsaw: SGGW Publishing House. 2018. available: Dec. 16, 2024; https:// katalogi.bn.org.pl/permalink/48OMNIS_ NLO-.P/1aot9i7/alma9910882923005606.
[24] Krysicki W, Bartos J, Dyczka W, Królikowska K, Wasilewski M. Probability calculus and mathematical statistics in tasks. Warsaw: Wydawnictwo Naukowe PWN, 2004.
Received: 14.04.2025 / Artykuł wpłynął do redakcji: 17.04.2025 r.
Revised: 04.06.2025 / Otrzymano poprawiony po recenzjach: 04.06.2025 r.
Published: 19.09.2025 / Opublikowano: 19.09.2025 r.
Materiały Budowlane 09/2025, strona 145-151 (spis treści >>)
Ocena lokalnej zmienności parametrów mechanicznych materiału skalnego na przykładzie budowy tunelu drogowego drążonego we fliszu karpackim
Open Access (Artykuł w pliku PDF)
citation/cytuj: Różański A., Bodak B., Masłowski M., Pachnicz M., Lewandowski G. Assessment of the local variability of mechanical parameters of rock material based on the construction of a road tunnel drilled in the Carpathian flysch. Materiały Budowlane. 2025. Volume 637. Issue 09. Pages 136-144. DOI: 10.15199/33.2025.09.18
dr hab. inż. Adrian Różański, Politechnika Wrocławska Wydział Budownictwa Lądowego i Wodnego
ORCID: 0000-0003-3150-6429
mgr inż. Bartłomiej Bodak, Politechnika Wrocławska Wydział Budownictwa Lądowego i Wodnego
ORCID: 0009-0003-0162-9492
mgr inż. Mikołaj Masłowski, Politechnika Wrocławska Wydział Budownictwa Lądowego i Wodnego
ORCID: 0009-0006-2656-7058
mgr inż. Michał Pachnicz, Politechnika Wrocławska Wydział Budownictwa Lądowego i Wodnego
ORCID: 0000-0002-7274-0580
mgr inż. Grzegorz Lewandowski, Mirbud S.A.
Correspondence address: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.
DOI: 10.15199/33.2025.09.18
Case study / Studium przypadku
Abstract. The aim of the study was to analyze the local variability of the Carpathian flysch using computer microtomography and nanoindentation. Significant differences in the mechanical and physical properties of the material were demonstrated, confirming the need to assess the microstructure of the rock material for accurate estimation of the prevailing geological conditions. The presented approach to research ultimately improves the safety and efficiency of tunneling work.
Keywords: microtomography; nanoindentation; microstructure; Carpathian flysch.
Streszczenie. Celem badania była analiza lokalnej zmienności fliszu karpackiego za pomocą mikrotomografii komputerowej i nanoindentacji. Wykazano duże różnice we właściwościach mechanicznych i fizycznych badanego materiału, co potwierdza potrzebę oceny mikrostruktury materiału skalnego do prawidłowego oszacowania panujących warunków geologicznych. Przedstawione podejście do badań umożliwia poprawę bezpieczeństwa i efektywności prowadzenia prac podczas drążenia tunelu.
Słowa kluczowe: mikrotomografia; nanoindentacja; mikrostruktura; flisz karpacki.
Literature
[1] Tajduś K, Tajduś A, Cała M. Geomechanika w budownictwie podziemnym. Projektowanie i budowa tuneli. 2012.
[2] Chen F, Wang L, Zhang W. Reliability assessment on stability of tunnelling perpendicularly beneath an existing tunnel considering spatial variabilities of rock mass properties. Tunn Undergr Space Technol. 2019; doi:10.1016/j.tust.2019.03.013.
[3] Beer A. Bestimmung der Absorption des rothen Lichts in farbigen Flüssigkeiten. Ann Phys. 1852; doi:10.1002/andp.18521620505.
[4] Feldkamp LA, Davis LC, Kress JW. Practical cone-beam algorithm. JOSA A. 1984; doi:10.1364/JOSAA.1.000612.
[5] Constantinides G, Chandran KR, Ulm FJ, Van Vliet KJ. Grid indentation analysis of composite microstructure and mechanics: Principles and validation. Mater Sci Eng A. 2006;430:189–202.
[6] Ulm FJ, Vandamme M, Bobko C, Alberto Ortega J, Tai K, Ortiz C. Statistical indentation techniques for hydrated nanocomposites: concrete, bone, and shale. J Am Ceram Soc. 2007;90:2677–2692.
[7] Sneddon IN. The relation between load and penetration in the axisymmetric boussinesq problem for a punch of arbitrary profile. Int J Eng Sci. 1965; doi: 10.1016/0020-7225(65)90019-4.
Received: 07.04.2025 / Artykuł wpłynął do redakcji: 07.04.2025 r.
Revised: 30.06.2025 / Otrzymano poprawiony po recenzjach: 30.06.2025 r.
Published: 19.09.2025 / Opublikowano: 19.09.2025 r.
Materiały Budowlane 09/2025, strona 136-144 (spis treści >>)
Zrównoważony rozwój w budownictwie – beton konopny w technologii druku 3D
Open Access (Artykuł w pliku PDF)
citation/cytuj: Piechówka-Mielnik M., Bednarz Ł., Krupa M., Wojciechowska G., Dolińska N. Basic aspects of reducing the embodied carbon footprint of a building. Materiały Budowlane. 2025. Volume 637. Issue 09. Pages 129-135. DOI: 10.15199/33.2025.09.17
dr inż. Magdalena Piechówka-Mielnik, Politechnika Wrocławska, Wydział Budownictwa Lądowego i Wodnego
ORCD 0000-0003-1172-9238
dr hab. inż. Łukasz Bednarz, prof. uczelni, Politechnika Wrocławska, Wydział Budownictwa Lądowego i Wodnego
ORCD 0000-0002-1245-6027
dr hab. inż. arch. Michał Krupa, prof. uczelni, Politechnika Krakowska, Wydział Architektury
ORCID 0000-0002-2199-0598
mgr inż. arch. Gabriela Wojciechowska, Szkoła Doktorska Politechniki Wrocławskiej
ORCID 0000-0001-7041-5373
mgr inż. Noëlla Dolińska, Szkoła Doktorska Politechniki Wrocławskiej
ORCID 0009-0007-7163-0375
Correspondence address: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.
DOI: 10.15199/33.2025.09.17
Original research paper / Oryginalny artykuł naukowy
Abstract. The paper presents applications of 3D concrete printing technology and reinforcement of mixtures with hemp fibers. It discusses the requirements for 3D printable concretes, fiber properties, and their impact on the rheology and mechanical parameters of mixtures. The results of studies on cement mixtures with fiber addition are presented, considering the effect of the w/c ratio on consistency and print quality. Combining 3D printing with natural fibers supports sustainable construction.
Keywords: 3D printing; concrete; cement composites; hemp fibers; rheological properties; sustainable construction.
Streszczenie. W artykule przedstawiono zastosowanie technologii druku 3D betonu i zbrojenia mieszanek włóknami konopnymi. Omówiono wymagania dotyczące betonów do druku 3D, właściwości włókien oraz ich wpływ na reologię i parametry mechaniczne mieszanek, a także wyniki badań mieszanek cementowych z dodatkiem włókien, uwzględniając wpływ współczynnika w/c na konsystencję i jakość wydruku. Połączenie druku 3D z naturalnymi włóknami wspiera zrównoważone budownictwo.
Słowa kluczowe: druk 3D; beton; kompozyty cementowe; włókna konopne; właściwości reologiczne; zrównoważone budownictwo.
Literature
[1] Le TT, Austin SA, Lim S, Buswell RA, Gibb AGF, Thorpe T. Mix design fresh properties for high-performance printing concrete. Mater Struct. 2021;45:1221–1232.
[2] Placzek G, Schwerdtner P. A global snapshot of 3D-printed buildings: uncovering robotic-oriented fabrication strategies. Buildings. 2024;14:3410. https://doi.org/10.3390/buildings14113410.
[3] Heidelberg Materials. Größtes 3D-gedrucktes Gebäude Europas. https:// www.heidelbergmaterials.de/de/media/baufachpresse/groesstes-3d-gedrucktes- gebaeude-europas [accessed: 28 Apr. 2025].
[4] Lim S, Buswell RA, Le TT, Austin SA, Gibb AGF, Thorpe T. Developments in construction-scale additive manufacturing processes. Automat Constr. 2012;21:262–268.
[5] Buswell RA, Leal de Silva WR, Jones SZ, Dirrenberger J. 3D printing using concrete extrusion: a roadmap for research. Cem Concr Res. 2018;112:37–49. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2018.05.006.
[6] Le TT, Austin SA, Lim S, Buswell RA, Law R, Gibb AGF, Thorpe T. Hardened properties of high-performance printing concrete. Cem Concr Res. 2012;42:558–566.
[7] Ma GW, Wang L, Ju Y. State-of-the-art of 3D printing technology of cementitious material – an emerging technique for construction. Sci China Technol Sci. 2018;61:475–495. https://doi.org/10.1007/s11431-016-9077-7.
[8] Sokołowski P, Kossakowski P. Kompozyt wapienno-konopny – materiał ekologiczny. Zesz Nauk Pol Częst Bud. 2019;1:230–234. https://doi. org/10.17512/znb.2019.1.36.
[9] Yemesegen EB, Memari AM. A review of experimental studies on cob, hempcrete, and bamboo components and the call for transition towards sustainable home building with 3D printing. Constr Build Mater. 2023;339:132603. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2023.132603.
[10] Gołębieski M. Kompozyty konopno-wapienne (hempcrete). Materiały Budowlane 2016;7:91–94. https://doi.org/10.15199/33.2016.07.29.
[11] Gołębieski M, Pietruszka B. Efektywność energetyczna budynków wykonanych w technologii kompozytów wapienno-konopnych. Materiały Budowlane 2023;1:38–41. https://doi.org/10.15199/33.2023.01.09.
[12] Yadav M, Saini A. Opportunities and challenges of hempcrete as a building material for construction: an overview. Mater Today Proc. 2022;65:2021– 2028. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2022.05.576.
[13] Arnold J, Smith DA. 3D printed polylactic acid – hemp fiber composites: mechanical, thermal, and microcomputed tomography data. Data Brief. 2021;39:107534. https://doi.org/10.1016/j.dib.2021.107534.
[14] Beg MDH, Pickering KL, Akindoyo JO, Gauss C. Recyclable hemp hurd fibre-reinforced PLA composites for 3D printing. J Mater Res Technol. 2024;33:4439–4447. https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2024.10.082.
[15] Sultan R, Skrifvars M, Khalili P. 3D printing of polypropylene reinforced with hemp fibers: mechanical, water absorption and morphological properties. Heliyon. 2024;10:e26617. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2024. e26617.
[16] Valin Fernandez M, Monsalves Rodriguez MA, Medina Muñoz CA, Palacio DA, Oñate Soto AG, Valin Rivera JL, Valenzuela Diaz FR. Cationized hemp fiber to improve the interfacial adhesion in PLA composite. Polymers. 2025;17:652. https://doi.org/10.3390/polym17050652.
Received: 18.03.2025 / Artykuł wpłynął do redakcji: 18.03.2025 r.
Revised: 13.05.2025 / Otrzymano poprawiony po recenzjach: 13.05.2025 r.
Published: 19.09.2025 / Opublikowano: 19.09.2025 r.
Materiały Budowlane 09/2025, strona 129-135 (spis treści >>)
Podstawowe aspekty redukcji wbudowanego śladu węglowego budynku
Open Access (Artykuł w pliku PDF)
citation/cytuj: Nowak Ł. Basic aspects of reducing the embodied carbon footprint of a building. Materiały Budowlane. 2025. Volume 637. Issue 09. Pages 122-128. DOI: 10.15199/33.2025.09.16
dr inż. Łukasz Nowak, Politechnika Wrocławska, Wydział Budownictwa Lądowego i Wodnego
ORCID: 0000-0002-7732-640X
Correspondence address: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.
DOI: 10.15199/33.2025.09.16
Paper review / Artykuł przeglądowy
Abstract: Striving for climate neutrality is currently a key task in all sectors of the economy, including the construction sector. As a result, it is necessary to analyze the building, already at the design stage, in terms of both operational and embodied CO2 emissions. The selection of structural and material solutions, adopted design criteria or the method of conducting works on the construction site have a significant impact on the built‑in carbon footprint of the building. The article presents basic information on how to assess the carbon footprint of a building, the impact of the materials used and selected elements of the building envelope on the built‑in CO2 emission and ways to find solutions for its reduction.
Keywords: CO2 emission; embodied building carbon footprint; climate neutrality.
Streszczenie: Dążenie do neutralności klimatycznej jest obecnie kluczowym zadaniem we wszystkich sektorach gospodarki, w tym w sektorze budownictwa. Następstwem tego jest konieczność analizy budynku, już na etapie projektu, pod kątem emisji CO2 zarówno tej eksploatacyjnej, jak i tej wbudowanej. Dobór rozwiązań konstrukcyjnych i materiałowych, przyjętych kryteriów projektowych czy sposób prowadzenia prac na budowie ma istotny wpływ na wbudowany ślad węglowy budynku. Artykuł przedstawia podstawowe informacje w zakresie sposobu oceny śladu węglowego budynku, wpływu użytych materiałów i wybranych elementów obudowy budynku na wbudowaną emisję CO2 oraz sposoby poszukiwania rozwiązań w zakresie jej redukcji.
Słowa kluczowe: emisja CO2; wbudowany ślad węglowy budynku; neutralność klimatyczna.
Literatura
[1] https://climate.copernicus.eu/copernicus‑2024‑first‑year‑exceed‑15degc‑above‑pre‑industrial‑level (dostęp 29.03.2025 r.)
[2] https://naukaoklimacie.pl/wykres‑na‑dzis/ czy‑juz‑przekroczylismy‑prog‑poltora‑stopnia (dostęp 29.03.2025 r.)
[3] United Nations Environment Programme (2020). 2020 Global Status Report for Buildings and Construction: Towards a Zero‑emission, Efficient and Resilient Buildings and Construction Sector. Nairobi
[4] https://inzynierbudownictwa.pl/slad‑weglowy‑w‑budownictwie/( dostęp 1.04.2025 r.)
[5] https://www.iea.org/articles/the‑challenge‑of‑reaching‑zero‑emissions‑in‑heavy‑industry (dostęp 30.03.2025 r.)
[6] Obwieszczenie Marszałka Sejmu Rzeczypospolitej Polskiej z 21 marca 2024 r. w sprawie ogłoszenia jednolitego tekstu ustawy – Prawo budowlane, Dz. U. 2024, poz. 725.
[7] Koper M. Przegląd metodyk i standardów obliczania śladu węglowego budynków, Inżynier Budownictwa, 2025; (1):62–65.
[8] PN‑EN 15978:2012 Zrównoważone obiekty budowlane. Ocena środowiskowych właściwości użytkowych budynków. Metoda obliczania.
[9] RICS Professional Standard, Whole life carbon assessment for the built environment, Global 2nd edition, Version 3, September 2023 (dokument PDF)
[10] Circular Ecology, The Inventory of Carbon and Energy (ICE) Database, Educational, v4.0, Dec 202, https://circularecology.com/embodied‑carbon‑footprint‑database. html (dostęp 29.04.2025 r.)
[11] Platforma FoCA, Oblicz ślad węglowy budynku w zakresie faz A1‑A3 https://foca.plgbc.org.pl, (dostęp 30.04.2025 r.).
[12] Arnold W. A short guide to carbon offsetting, The Structural Engineer Vol. 99, 7, 16‒17, 2021; https://doi.org/10.56330/LAUS8964
[13] https://www.snohetta.com/projects/powerhouse‑kjorbo (dostęp 1.04.2025 r.)
[14] https://www.architecture2030.org/2030_challenges/embodied/(dostęp 29.03.2025 r.)
[15] https://oneclicklca.com/en/resources/articles/embodied‑carbon‑vs‑operational‑carbon (dostęp 30.04.2025).
Received: 23.04.2025 / Artykuł wpłynął do redakcji: 23.04.2025 r.
Revised: 23.04.2025 / Otrzymano poprawiony po recenzjach: 23.04.2025 r.
Published: 19.09.2025 / Opublikowano: 19.09.2025 r.
Materiały Budowlane 09/2025, strona 122-128 (spis treści >>)
Określanie warunku zniszczenia muru na podstawie granicznych właściwości materiałów składowych
Open Access (Artykuł w pliku PDF)
citation/cytuj: Myszor M., Szabowicz H., Kawa M. Estimating the ultimate limit state of masonry structures from component‑level criteria. Materiały Budowlane. 2025. Volume 637. Issue 09. Pages 115-121. DOI: 10.15199/33.2025.09.15
mgr inż. Mariusz Myszor, Politechnika Wrocławska, Wydział Budownictwa Lądowego i Wodnego
ORCID: 0009-0005-3968-941X
mgr inż. Hubert Szabowicz, Politechnika Wrocławska, Wydział Budownictwa Lądowego i Wodnego
ORCID: 0000-0002-7551-3770
dr hab. inż. Marek Kawa, prof. uczelni, Politechnika Wrocławska, Wydział Budownictwa Lądowego i Wodnego
ORCID: 0000-0001-5033-9959
Correspondence address: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.
DOI: 10.15199/33.2025.09.15
Scientific report / Doniesienie naukowe
Abstract. The article presents the application of Finite Element Limit Analysis (FELA) for assessing the strength of masonry structures. The limit state is determined using both upper and lower bound estimates. The analyses are restricted to a two‑dimensional plane stress problem. The results are presented as limit surfaces corresponding to various orientations of the principal stress axes relative to the masonry material directions. The study shows that the proposed approach to the macroscopic formulation of a masonry strength criterion is computationally efficient compared to conventional Finite Element Method (FEM) simulations. Moreover, it can be effectively employed for defining failure criteria in other classes of composite materials.
Keywords: limit analysis; strength homogenization; masonry; composite; periodic cell.
Streszczenie. W artykule zaprezentowano wykorzystanie analizy granicznej z dyskretyzacją elementami skończonymi do wyznaczania wytrzymałości konstrukcji murowej. Stan graniczny określono w postaci oszacowań: górnego i dolnego. Analizy ograniczono do zadania 2D w płaskim stanie naprężenia. Wyniki zostały zaprezentowane w postaci powierzchni granicznych w przypadku różnych kątów odchylenia osi naprężeń głównych od kierunków materiałowych muru. Wykazano, że zaproponowane podejście do sformułowania makroskopowego kryterium wytrzymałości muru jest efektywne obliczeniowo w porównaniu z analizą metodą elementów skończonych (MES) i może być z powodzeniem stosowane do tego celu.
Słowa kluczowe: analiza graniczna; homogenizacja wytrzymałości; mur; kompozyt; komórka periodyczności.
Literature
[1] Shieh‑Beygi B, Pietruszczak S. Numerical analysis of structural masonry: mesoscale approach. Computers & Structures. 2008;86 (21–22): 1958–1973. https://doi.org/10.1016/j.compstruc.2008.05.007
[2] Ma G, Hao H, Lu Y. Homogenization of masonry using numerical simulations. Journal of Engineering Mechanics. 2001;127 (5): 421–431; https:// doi.org/10.1061/(ASCE) 0733‒9399 (2001)127:5 (421)
[3] Andreaus U. Failure criteria for masonry panels under in‑plane loading. Journal of Structural Engineering. 1996;122 (1): 37–46; https://doi. org/10.1061/(ASCE) 0733‒9445 (1996)122:1 (37)
[4] Syrmakezis CA, Asteris PG. Masonry failure criterion under biaxial stress state. Journal of Materials in Civil Engineering. 2001;13 (1): 58–64; https:// doi.org/10.1061/(ASCE) 0899‒1561 (2001)13:1 (58)
[5] Kawa M. Failure criterion for brick masonry: A micro‑mechanics approach. Studia Geotechnica et Mechanica. 2014;36 (3): 37–48; https://doi.org/10.2478/ sgem‑2014‒ 0025
[6] Anthoine A. Derivation of the in‑plane elastic characteristics of masonry through homogenization theory. International Journal of Solids and Structures. 1995;32 (2): 137–163; https://doi.org/10.1016/0020‒7683 (94)00140‑R
[7] Verruijt A. Soil Mechanics. 2001.
[8] Lyamin AV, Sloan SW. Lower bound limit analysis using non‑linear programming. International Journal for Numerical Methods in Engineering. 2002;55 (5): 573–611. https://doi.org/10.1002/nme.511
[9] Makrodimopoulos A, Martin CM. Upper bound limit analysis using discontinuous quadratic displacement fields. Communications in Numerical Methods in Engineering. 2008;24 (11): 911–927. https://doi.org/10.1002/cnm.998
[10] Ciria Suárez H. Computation of upper and lower bounds in limit analysis using second‑order cone programming and mesh adaptivity
[doctoral dissertation]. Cambridge (MA): Massachusetts Institute of Technology; 2004.
[11] Krabbenhoft K, Lyamin AV, Hjiaj M, Sloan SW. A new discontinuous upper bound limit analysis formulation. International Journal for Numerical Methods in Engineering. 2005;63 (7): 1069–1088. https://doi.org/10.1002/nme.1314
[12] Szabowicz H, Kawa M, Puła W. Efficient and conservative estimation reliability analysis of strip footing on spatially variable c‑ϕ soil using random finite element limit analysis. Studia Geotechnica et Mechanica. 2025;1:19. https://doi.org/10.2478/sgem‑2025‒ 0002
[13] Krabbenhøft K, Lyamin AV, Sloan SW. Formulation and solution of some plasticity problems as conic programs. International Journal of Solids and Structures. 2007;44 (5): 1533–1549. https://doi.org/10.1016/j.ijsolstr.2006.06.036
Received: 12.05.2025 / Artykuł wpłynął do redakcji: 12.05.2025 r.
Revised: 07.07.2025 / Otrzymano poprawiony po recenzjach: 07.07.2025 r.
Published: 19.09.2025 / Opublikowano: 19.09.2025 r.
Materiały Budowlane 09/2025, strona 115-121 (spis treści >>)
Start 
