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. K montáži konstrukce střechy byla použita provizorní střední podpora, 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.

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.