Original title:
Membrány nad kruhovým a eliptickým půdorysem
Translated title:
Prestressed membranes above circular and elliptical plan
Authors:
Juchelková, Pavlína ; Hájek,, Petr (referee) ; Bažant, Zdeněk (referee) ; Fillo,, L´udovít (referee) ; Stráský, Jiří (advisor) Document type: Doctoral theses
Language:
cze Publisher:
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta stavební Abstract:
[cze][eng]
Disertační práce se zabývá visutými lanovými konstrukcemi nad kruhovým a eliptickým půdorysem. Metodika výpočtu je navržena pomocí studijní konstrukce mezikruží o vnějším průměru 70 m. Konstrukce je tvořena předpjatou membránou z lehkého konstrukčního betonu, která je nesena a předepnuta radiálně vedenými lany mezi vnějším a vnitřním obvodovým prstencem. Pomocí studijní konstrukce je popsáno konstrukční uspořádání a postup výstavby. Rovněž je vysvětleno statické působení konstrukce a jsou popsány pojmy jako samokotvený systém nebo výchozí stav. Poté je provedeno podrobné vyhodnocení statické analýzy konstrukce. Hlavním cílem disertační práce je navrhnout zastřešení tribun fotbalového stadionu, a to ve dvou variantách – nad kruhovým a eliptickým půdorysem, které je tvořeno předpjatou membránou vycházející z řešení studijního mezikruží. Kruhová varianta je přímou aplikací studijního mezikruží s příslušným zvětšením rozměrů konstrukce vzhledem k nutné ploše zastřešení. Zastřešení nad eliptickým půdorysem pak vzniklo modifikací obvodových prstenců na elipsy. Protože jsou radiální lana kotvena do poddajných obvodových, půdorysně zakřivených, nosníků a konstrukce tvoří tzv. samokotvený systém, vodorovné složky kotevních sil z lan zatěžují obvodové nosníky v radiálním směru. Proto je nutné navrhnout konstrukci tak, aby nedocházelo k nežádoucímu globálnímu ohybovému namáhání zakřivených nosníků v jejich rovině. Za účelem eliminace ohybového namáhání je provedena studie optimálního zatížení elipsy, na základě které jsou formulovány dva základní požadavky na konstrukční uspořádání eliptického zastřešení. Aby byla prokázána nutnost dodržení těchto požadavků, je provedeno srovnání optimálního konstrukčního uspořádání s nevhodně navrženým. Na závěr je opět provedeno podrobné vyhodnocení statické analýzy obou variant zastřešení.
This doctoral thesis deals with suspension cable roof structures above a circular and elliptical plan. The methodology of analysis is based on a basic annular cable roof structure of an external diameter of 70 m. The roof structure is designed as a prestressed membrane from the precast panels made from lightweight structural concrete which are supported with the bearing and prestressing tendons that are radially led between the two peripheral rings. The structural arrangement and the process of construction are described. The static system is specified and the terms like self-anchored system or equilibrium state are also defined. Finally, the results of static analysis are discussed in detail. The main aim of the doctoral thesis is to design a roofing of football stadium terraces using the structures of a basic annular cable roof; and present two alternatives – above circular and elliptical plan. The circular alternative comes directly from basic annulus, only the main dimensions of the new-designed structure are correspondingly extended. The elliptical alternative is an alteration of the circular design. As the radial tendons are anchored to the flexible peripheral curved girders, and the structures form the self-anchored system, the horizontal tendon forces load the peripheral girders radially. Because of that, it is essential to design a state of stress in tendon to prevent the undesirable global bending moments on the peripheral girders, and subsequently large non-uniform horizontal and vertical displacements of structure. Therefore, a study of the optimal load of ellipse is carried out. On the basis of the study, two basic requirements to structural arrangement of the elliptical roof are formulated. To illustrate the importance of a correct design, the optimal and unsuitable structural arrangements are compared. Finally, the results of static analysis of the circular and elliptical roof are again discussed in detail.
Keywords:
circular plan; elliptical plan; football stadium; Prestressed membrane; suspension cable roof; tendon; eliptický půdorys; fotbalový stadion; kruhový půdorys; lano; Předpjatá membrána; visutá lanová střecha
Institution: Brno University of Technology
(web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library. Original record: http://hdl.handle.net/11012/34641
guest ::
