• dynamika i propagacja fal w ośrodkach mikroniejednorod-nych.

• modelowanie kompozytów,

• metody komputerowe w inżynierii lądowej,

• modelowanie numeryczne płyt i powłok,

• analiza obrazu. 

Wyposażenie pracowni komputerowej Katedry umożliwia przeprowadzanie obliczeń numerycznych zarówno na potrzeby badań naukowych, jak i działalności dydaktycznej. W ramach prac prowadzonych nad wizją komputerową opracowano metodę rozpoznawania kształtu obiektu na podstawie jego obrazu i pewnych dodatkowych informacji. Metodę tę zastosowano do modelowania geometrii mikroniejednorodnych struktur materialnych. Umożliwia ona wyznaczanie elementu reprezentatywnego dla pewnych kompozytów o strukturze nieperiodycznej. Katedra współpracuje z Katedrą Mechaniki Uniwersytetu Lwowskiego, Katedrą Wytrzymałości Materiałów Uniwersytetu Nowgorodzkiego oraz z Wydziałem Mechanicznym Uniwersytetu Nowoorleańskiego.

• mechaniki kompozytów, które mieszczą się w szeroko rozumianej metodzie homogenizacji materiałów niejednorodnych o strukturze periodycznej, w ujęciu deterministycznym, jak również losowym; obejmują one przede wszystkim zagadnienie oszacowania właściwości efektywnych takich materiałów w zakresie liniowym i nieliniowym, sprężystym i niesprężystym, w problemach równowagi, quasi-statycznej ewolucji, stateczności, dynamiki i propagacji fal,

• metody elementów skończonych, w której jest rozwijany naprężeniowy model metody elementów skończonych oraz wynikające stąd oszacowania a posteriori błędu rozwiązania przybliżonego; opracowano programy umożliwiające rozwiązywanie zagadnień typu sprężystego, sprężysto-plastycznego i lepko-plastycznego, zagadnienia mechaniki materiałów kompozytowych wraz z dwustronnym oszacowaniem efektywnych modułów, czy też modelowania przepływu materiału sypkiego w silosie; szczególnie rozwinięto metodę punktów materialnych, która w ostatnim czasie jest przedmiotem intensywnych badań z uwagi na ich szeroką przydatność w modelowaniu zagadnień inżynierskich,
• mechaniki pękania, gdzie są prowadzone badania płyt anizotropowych, trójwymiarowych inkluzji i szczelin, interakcji między szczelinami wewnętrznymi i zewnętrznymi pod działaniem rozmaitych obciążeń mechanicznych i termicznych, 
• realizowania eksperymentów numerycznych z wykorzystaniem sztucznej sieci neuronowej, mające na celu jej zastosowanie do modelowania zjawisk fizycznych występujących w materiałach i konstrukcjach budowlanych, 
• mechaniki stochastycznej, gdzie wykorzystując metodę elementów skończonych otrzymuje się efektywne moduły ośrodków periodycznych, 
• zagadnień dynamicznych, gdzie są prowadzone badania doświadczalne drgań obiektów budowlanych oraz analiza procesów filtracji fali akustycznej w kompozycie.

Katedra brała udział w programie TEMPUS JEP Nr 07065-94 w temacie "lmprovement of Higher Education and Training on Computational Environmental Engineering in Poland" koordynowanym przez prof. Eugenio Onate, Centro International de Metodos Numericos en Ingeneria, Barcelona, Hiszpania. Umowa obejmowała okres od 01.09.1994 r. do 31.08.1997 r. Katedra zorganizowała w roku 1997 w Warszawie "lntensive Course on Durability Studies of Environmental Protection Struc-tures". Katedra współpracuje z Ecole Nationale Superieure d'Hydraulique et de Mecanique de Grenoble i z zespołem Uniwersytetu Padewskiego - Dipartimento di Costruzioni e Trasporti, w zakresie teorii homogenizacji dla ośrodków quasi-periodycznych. geometrycznie nieliniowych. Prowadzono wspólne badania w Korea Advanced Institute of Science and Technology (koordynator prof. Youn Sung Kie). Dotyczyły one zastosowania naprężeniowego ujęcia metody elementów skończonych w zagadnieniach teorii plastyczności oraz zastosowania metody "particle-in-cell" do dynamicznych zagadnień skończonych odkształceń materiałów sypkich (przepływ materiału w silosie). W laboratorium dydaktycznym Katedry Mechaniki Materiałów są prowadzone zajęcia z wytrzymałości materiałów dla wszystkich kierunków studiów wydziału. Dotyczy to zarówno badań materiałów (wytrzymałość, twardość), jak i badań modelowych różnych wybranych elementów konstrukcji, takich jak ramy, łuki, powłoki itp. Wyposażenie główne do badań dynamicznych to stacjonarny i przenośny zestaw pomiarowy do rejestracji przebiegów składowych przyśpieszeń drgań. Układ pomiarowy SAD15 składa się z czujników piezoelektrycznych (różnych w zależności od potrzeb), wzmacniaczy, rejestratorów przebiegów oraz urządzenia do przetwarzania danych. Dokładność pomiarowa układu wynosi 0,5 cm/s2. Zostało opracowane specjalistyczne oprogramowanie umożliwiające szczegółową analizę wyników badań. Wykorzystując te systemy pomiarowe katedra dokonała około 80 ekspertyz i opinii dla łódzkich zakładów przemysłowych i administracji budynków mieszkalnych, głównie z zakresu wpływu oddziaływań drgań na budynki i ludzi, badań diagnostycznych mostów, wiaduktów i innych konstrukcji powierzchniowych. Katedra wykorzystuje specjalistyczny system do pomiaru ugięć konstrukcji, wyposażony w zestaw 12 czujników przemieszczeniowych o dużych bazach pomiarowych (do 5 m), pozwalający mierzyć i rejestrować ugięcia z dokładnością do 0,1 mm i powtarzalnością co kilka sekund.
Strona domowa katedry: www.kmm.p.lodz.pl

Katedra Fizyki Budowli i Materiałów Budowlanych (K-62) składa się z dwóch zespołów: Fizyki Budowli i Materiałów Budowlanych oraz Budownictwa Ogólnego i Konstrukcji Drewnianych. W zespole Fizyki Budowli i Materiałów Budowlanych są prowadzone prace badawcze związane z fizyką materiałów i konstrukcji budowlanych, akustyką budowlaną i fizyką miasta w aspekcie teoretycznym i eksperymentalnym. Główne kierunki to: sprzężone zagadnienia wymiany masy i energii, przejścia fazowe, absorpcja promieniowania nisko- i wysokotemperaturowego, akumulatory energii cieplnej, energooszczędne przegrody warstwowe, wpływ zabudowy na warunki akustyczne i wietrzne makroobszarów miejskich i pozamiejskich, przegrody inteligentne. Prowadzone są także badania z zakresu inżynierii materiałów budowlanych dotyczące modyfikacji materiałów budowlanych i kompozytów materiałowych: gipsowych, cementowych i ceramicznych oraz badania nad wykorzystaniem odpadów przemysłowych do celów budowlanych. W ramach tego zespołu funkcjonuje 9 pracowni. Zespół Budownictwa Ogólnego i Konstrukcji Drewnianych prowadzi prace badawcze nad rozwojem i unowocześnieniem konstrukcji drewnianych w budownictwie. Opracowano oryginalny łącznik mechaniczny - dwustronną wkładkę kolczastą -szczególnie przydatny w prefabrykacji konstrukcji drewnianych. Prace badawcze dotyczą między innymi nośności, odkształcalności, podatności, możliwości wykorzystania łączników mechanicznych, złożonych podkładów kolejowych, zespolonych elementów drewniano-betonowych, szkieletowego budownictwa małokubaturowego z drewna. Drugi kierunek działalności stanowi doskonalenie rozwiązań w budownictwie ogólnym: budownictwa jednorodzinnego w systemie ramki cienkościennej, konstrukcji dachowych z drewna i materiałów drewnopochodnych, eksploatacji substancji budowlanej (wzmocnienia, przebudowy, docieplenia i remonty budynków). Laboratorium Badawcze Katedry Fizyki Budowli i Materiałów Budowlanych wykonuje badania materiałów wykończeniowych, takich jak: kleje do glazury i terakoty, styropianu, tynków wewnętrznych i zewnętrznych, systemów dociepleń, mas samopoziomujących, zapraw budowlanych, cienkościennych zapraw murarskich, kitów oraz farb do zastosowań wewnątrz i na zewnątrz budynków. Laboratorium jest rzeczywistym członkiem Klubu Polskich Laboratoriów Badawczych POLLAB, działającego przy PCBC. Współpracuje z Instytutem Techniki Budowlanej, Instytutem Medycyny Pracy w Lodzi, Katedrą Barwników oraz Instytutem Technologii Fermentacji i Mikrobiologii oraz Laboratorium Instytutu Fizyki Politechniki Łódzkiej. Laboratorium wykonuje badania około 130 cech fizykomechanicznych materiałów budowlanych. Katedra Fizyki Budowli i Materiałów Budowlanych współpracuje z ośrodkami krajowymi i zagranicznymi, a w szczególności z Instytutem Podstawowych Problemów Techniki PAN, Instytutem Techniki Budowlanej, Instytutem Technologii Drewna, COBR Przemysłu Stolarki Budowlanej, Instytutem Wysokich Ciśnień PAN w Warszawie. W latach siedemdziesiątych nawiązano współpracę z Instytutem Fizyki Uniwersytetu Technicznego w Budapeszcie, Uniwersytetem Technicznym w Bratysławie, w latach osiemdziesiątych z Uniwersytetem Technicznym w Stuttgarcie, a w latach dziewięćdziesiątych z Strathdyde University w Glasgow - w zakresie zagadnień sprzężonych procesów wymiany masy i energii w materiałach i przegrodach budowlanych. Utrzymywane są kontakty z Uniwersytetami w Karlsruhe, Essen i Wuppertal. W 1993 r. została nawiązana współpraca z uczelniami włoskimi: Uniwersytetem Technicznym w L'Aquila i Padwie. Również od roku 1994 utrzymywane są kontakty naukowe z Uniwersytetem Technicznym w Dreźnie oraz w Lund (Szwecja). Ścisła współpraca nawiązana została z Uniwersytetem Technicznym Caledonian w Glasgow.

Katedra Budownictwa Betonowego (K-65) prowadzi tematy naukowe, ściśle powiązane z badaniami i doświadczeniami. dotyczące:

• redystrybucji sił w ustrojach statycznie niewyznaczalnych (ustroje ramowe, belki ciągłe) z betonu zwykłego i BWW,

• wpływu zbrojenia rozproszonego (włókno polipropylenowe. włókna stalowe) na sztywność i nośność przekrojów zginanych z betonu zwykłego i BWW,

• zachowania się pod obciążeniem elementów ze zbrojeniem z włókien węglowych, aramidowych i szklanych,

• technologii oraz właściwości mechanicznych i reologicznych betonów samozagęszczających się. Laboratorium Katedry dysponuje halą z suwnicą mostową o udźwigu 50 kN, płytą wielkich sił, wydzieloną częścią technologiczną, komorą klimatyzacyjną i warsztatem mechanicznym. Prace badawcze w zakresie cech fizycznych i wytrzymałościowych obejmują:

• badania materiałów (kruszywo, cement, beton, drewno, stal).

• badania wyrobów (betonowe, ceramiczne),

• badania elementów i konstrukcji żelbetowych, sprężonych, stalowych i drewnianych. 

Zmiana norm (normalizacja europejska) oraz rozwój metod i technik pomiarów wymusiły w ostatnich latach głęboką modernizację wyposażenia sprzętowego laboratorium. Zakupiono trzy prasy hydrauliczne o zakresie do 50, 300 i 3000 kN, sterowane komputerowo i przeznaczone do wytrzymałościowych badań cementu i betonu. Zmodernizowano maszynę wytrzymałościową o zakresie do 400 kN , wyposażając ją w cyfrowy układ sterujący i ekstensometr mechaniczny firmy Zwick.

 

Zmodernizowano komorę klimatyzacyjną (kubatura 80 m3), dzięki czemu możliwe jest prowadzenie badań z zachowaniem stałych warunków termicznych (z dokładnością ą2°C) i wilgotnościowych (z dokładnością ą3% wilgotności względnej).

 

Laboratorium jest znane w kraju przede wszystkim z prac badawczych poświęconych teorii żelbetu, dotyczących:

• monolitycznych węzłów żelbetowych ram portalowych,

• jednoprzęsłowych tarcz ze wspornikami,

• monolitycznych ram portalowych obciążonych siłami pionowymi i poziomymi,

• elementów płyta-słup,

• modelu stropu płytowo-słupowego poddanego działaniu obciążeń krótko- i długotrwałych,

• płaskich i przestrzennych węzłów monolitycznych ustrojów prętowych,

• węzłów płytowo-ściennych,

• słupów jedno- i dwukierunkowo mimośrodowo ściskanych,

• elementów prętowych (belek, słupów, ram) z betonu wysokiej wytrzymałości.

W roku 1995 Zespół pracowników naukowych Katedry uzyskał wyróżnienie specjalne Ministra Gospodarki Przestrzennej i Budownictwa za cykl siedmiu zeszytów w serii "Badania doświadczalne elementów i konstrukcji betonowych", publikowanych w wydawnictwie katedralnym. W ramach tego cyklu dotychczas ukazało się 8 zeszytów, dwa następne są przygotowywane do druku (badania belek wzmocnionych taśmami CFRP oraz elementów skręcanych).