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.