Analýza lanoplachtových konstrukcí

Abstract

Předkládaná disertační práce se zabývá numerickou analýzou lanoplachtových konstrukcí. Předmětem zájmu je zejména proces form-finding a řešení statické odezvy na působící zatížení. V práci jsou popsány způsoby numerického řešení lanoplachtových konstrukcí, včetně popisu použitých metod a prvků. Větší rozsah je věnován popisu principu metody dynamické relaxace. Celkem jednadvacet různých postupů této metody je následně otestováno na osmi vybraných numerických úlohách a je zkoumán vliv útlumu a dalších fiktivních parametrů na rychlost a konvergenci metody. Předmětem testování je i vlastní autorský postup založený na principu kritického tlumení využívající k odhadu první vlastní frekvence průběh kinetické energie. K testování je použit autorský prototyp řešiče. Relevantnost výpočtů je ověřena na základě porovnání s referenčními výsledky, výsledky z komerčního programu a výsledky z měření na skutečné konstrukci.

This dissertation focuses on numerical analysis of cable-membrane structures. Especially the form-finding processes and the solution of the static response to the applied load are of the interest. Methods of numerical solution of cable-membrane structures, including description of the used methods and elements, are described in this paper. A larger portion of this study is devoted to the description of the principle of dynamic relaxation method. Subsequently, twenty-one different schemes of this method in total are tested on eight selected numerical cases. Further, the effect of damping and other fictitious parameters on speed and convergence of the method is investigated. An author's own procedure that is based on the critical damping principle and uses the history of kinetic energy to estimate the first fundamental frequency is also subject to the testing. For the testing, an authorial prototype of the cable-membrane design solution is used. The relevance of the calculations is verified by comparison with the reference results, the results from a commercial program and the results from the measurements performed on a real structure.