Napnout, ale nezdeformovat

Tuto zásadu jste možná slyšeli od svého otce, nebo dědečka, když jste se pokoušeli napnout nové dráty do kola velocipedu. A přesvědčili jste se, že je nutné postupovat s jakousi iterací, tj. měnili jste místa napínání i velikost vnášeného tahu. Ti méně zdatní, nebo zcela nešikovní, vytvořili z ráfku „osmičku“ a problém předali odborníkovi.

Zásada uvedená v nadpisu musela být
dodržena při napínání třiceti šesti táhel,
která spolu s prostorovými, ocelovými,
příhradovými a trubkovými nosníky tvoří
nosnou konstrukci střechy Velké Arény Sazka,
navrženou Ing. Vladimírem Janatou, CSc. (firma
Excon, a. s.). Soustavu lze označit jako třicet
šest prostorových vzpínadel.
Střecha má tvar kulového vrchlíku o průměru
136 m a vzepětí 9 m. Příhradové nosníky s táhly
se sbíhají k centrálnímu tubusu o průměru
18 m a výšce 12,3 m (obr. 1).
K montáži konstrukce střechy byla použita
provizorní střední podpora (obr. 2), na níž
spočíval centrální tubus (170 t) a vnitřní konce
příhradových nosníků. Vnější konce příhradových
nosníků jsou uloženy na dilatované
železobetonové konstrukci, podpírané 36 sloupy
tak, že střecha může dilatovat pouze ve směru
radiálním. Následovala montáž a napínání
táhel, která dodala anglická firma MACALLOY;
únosnost táhla je 3000 kN. Táhla jsou z dílů,
jejichž délka musela vyhovovat letecké dopravě,
a jsou sešroubována do potřebné délky pomocí
objímek. Zmíněná firma provedla i napínání
táhel hydraulickým zařízením. Ideální by bylo,
kdyby všechna táhla byla napínána současně.
Ale takové obrovské hydraulické zařízení by
nebylo ekonomické a simultánní obsluha při
napínání táhel by byla těžko proveditelná.
Zásada, kterou jsme vyslovili na začátku,
byla teoreticky zpracována projektantem:
postupně napínat devět čtveřic táhel v takovém
sledu a s takovými úrovněmi sil, aby po
napnutí poslední čtveřice byly síly ve všech
táhlech shodné. Skutečnost, která se od teoretického
výpočtu může lišit, byla ověřována
elektrickými odporovými tenzometry, nalepenými
na táhla; každé táhlo je opatřeno dvojicí
aktivních a dvojicí kompenzačních tenzometrů,
aby byly vyloučeny nežádoucí vlivy, např.
od změn teploty (obr. 3).
Měřením sil v táhlech byl pověřen tým
Ústavu teoretické a aplikované mechaniky AV
ČR, vedený autorem tohoto článku. Tenzometry,
dokonale izolované proti vodě a vlhku,
posloužily nejen ke zmíněné kontrole napínacích
sil, ale i při měření průhybu středu
konstrukce při její aktivaci, tj. při spouštění
z 12 hydraulických podpor, nesoucích tubus
a opírajících se o provizorní střední podporu.
Tenzometry posloužily také při dynamické
zkoušce, při které bylo použito prudké zastavení
svislého pohybu multimediální „kostky“,
zavěšené na střechu uvnitř centrálního
tubusu. K tenzometrům byla připojena měřicí
ústředna PEEKEL INSTRUMENTS AUTOLOG
2005 a pro ukládání dat počítač. Shoda
teoretických hodnot sil s experimentem byla
velice dobrá. Tenzometry jsou i dnes po roce
provozu Sazka Arény neporušeny a mohou
posloužit např. ke studijním měřením dlouhodobých
změn v konstrukci nebo k měření
vlivu dalšího jejího přitížení.
Při příležitosti návštěvy Sazka Arény si
neopomeňte prohlédnout krásnou lehkou
ocelovou konstrukci (120 kg/m2), které byla
udělena cena prof. Faltuse za nejlepší ocelovou
konstrukci v letech 2000 až 2003 a byla
nominována na cenu Inženýrské Akademie
v roce 2004.

Prof. Ing. Dr.H.C. Miloš Pirner, DrSc.