Software pro analýzu lanových konstrukcí

Abstract

Tato bakalářská práce se zabývá návrhem a vytvořením vlastního výpočtového programu pro analýzu rovinných prutových konstrukcí s lanovými prvky založeného na obecné deformační metodě. Řešení je realizováno v prostředí MATLAB. Program umožňuje stanovení uzlových přemístění, podporových reakcí a vnitřních sil v jednotlivých prvcích konstrukce. Součástí skriptu je také rozšíření o vybrané nelineární úlohy, zejména modelování lanových prvků přenášejících pouze tah, zahrnutí geometrické nelinearity a simulaci postupného porušování přetížených lan. Výpočet probíhá iteračním postupem s automatickou aktualizací tuhosti konstrukce podle aktuálního stavu soustavy. Program dále obsahuje část určenou pro postprocessing výsledků, zahrnující textové výpisy a grafické zobrazení deformovaného tvaru konstrukce a diagramů vnitřních sil. Správnost řešení vytvořeného programu byla ověřena pomocí testovacích příkladů a porovnáním výsledků s programem SCIA Engineer.

This bachelor's thesis deals with the design and development of a custom computational program for the analysis of planar frame structures with cable elements based on direct stiffness method. The solution is implemented in the MATLAB environment. The program enables the determination of nodal displacements, support reactions, and internal forces in individual structural members. The script is also extended to include selected nonlinear tasks, particularly the modelling of cable elements carrying tension only, the inclusion of geometric nonlinearity, and the simulation of progressive failure of overloaded cables. The calculation is performed using an iterative procedure with automatic updating of the structural stiffness according to the current state of the system. The program also contains a post-processing module including text outputs and graphical visualization of the deformed shape of the structure and internal force diagrams. The correctness of the developed solution was verified using test examples and by comparing the results with the SCIA Engineer software.