Advanced modelling and calculation methods of membrane structures

Tato diplomová práce se zabývá pokročilou numerickou analýzou a návrhem membránových konstrukcí, které představují vrchol nelineárního inženýrského stavitelství. Hlavním přínosem práce je předložení a verifikace moderních numerických postupů při modelování a následné statické analýze zástupců dvou základních typů membránových konstrukcí, kterými jsou jednovrstvé předpjaté membrány a pneumatické fasády tvořené ETFE polštáři. V rámci práce byly aplikovány pokročilé metody procesu hledání tvaru (form-finding) u prostorově zakřivených ploch, které prokázaly kritickou závislost mezi stabilitou numerického modelu a způsobem definice předpětí. Práce přináší zásadní vhled do problematiky interakce lehkých konstrukcí s okolní městskou zástavbou, přičemž na základě aerodynamických simulací identifikuje rizikové jevy, které standardní normové postupy nedokážou pokrýt. Analýza dále prokazuje, že aplikace normových postupů pro zatížení sněhem u konstrukcí složitých tvarů vykazuje značné limity a může vést k podhodnocení skutečných účinků působících na konstrukci. Klíčovým zjištěním je potvrzení dostatečné únosnosti obou analyzovaných systémů, u nichž bylo i při extrémním klimatickém namáhání prokázáno bezpečné využití kapacity materiálu. Práce dále vyzdvihuje nutnost dodržení specifických zásad pro generování střihových vzorů a využití doporučených konstrukčních detailů v okolí podpor a vrcholových prstenců, čímž přímo přispívá k eliminaci rizik vzniku nevratných deformací či lokální ztrátě napjatosti. Předložené závěry poskytují ucelený návod pro navrhování spolehlivých a subtilních konstrukcí, které splňují náročné požadavky moderní architektury na estetiku i funkčnost.