Bachelor's Thesis

Static analysis of beam structure

Final Thesis 4.73 MB

Author of thesis: Bc. Zuzana Navrátilová

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: Ing. Zbyněk Vlk, Ph.D.

Reviewer: Ing. Jan Mašek, Ph.D.

Abstract:

The bachelor thesis focuses on the static analysis of a truss structure of a lookout tower with a square floor plan and a total height of 28.83 m. The dimension of the structure’s floor plan decreases with increasing height and becomes constant in the upper part of the structure. The tower consists of seven floors, each equipped with viewing platforms of different sizes and orientations. Due to significant wind effects, three structural models with varying joint stiffness were designed to determine, whether the structure meets the required criteria even without rigid joints. The calculation of internal forces, load combinations and structural assessment was carried out using the software SCIA Engineer 24.0. The aim of the thesis is to compare the results of the individual structural models and to verify the correctness of the software–generated results through manual calculations.

Keywords:

Truss structure, lookout tower, static analysis, structural model, loading, load combinations, structural assessment, SCIA Engineer

Date of defence

16.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaCznamka

Grading

C

Process of defence

Studentka Zuzana Navrátilová představila komisi formou prezentace svou bakalářskou práci na téma Statická analýza prutové konstrukce. Po přečtení hodnocení vedoucího a posudku oponenta předložené bakalářské práce byly v rámci obhajoby zodpovězeny a diskutovány otázky oponenta. Otázka 1: Jaké jsou okrajové podmínky mechanického modelu? Strana 21: do základu jsou vetknuty sloupy (...) a středový sloup. V prezentaci prosím o diskusi s fotografií skutečného uložení. Studentka navrhla vetknutí všech sloupů do základu. Nevšimla si na fotografii kloubových vazeb v patkách, ale i přesto by zůstala u tohoto návrhu vazeb. Dr. Mašek komentuje svůj dotaz. Otázka 2: Prosím o vyjasnění kolize tvrzení: strana 11: "jsou vytvořeny tři modely lišící se tuhostí spojů", strana 22: "pro zjištění, zda může být konstrukce navržena i bez spojů, se navrhnou tři modely lišící se tuhostí ztužidel a vzpěr". Studentka myslela pojmem "spoj" pojmy "ztužidlo a vzpěra". Nešlo tedy o kolizi. Otázka 3: Jak byla v modelu uvažována tuhost spojů prutových prvků? Studentka všechny tužidla a vzpěry byly kloubové, ostatní vše vetknuto. Otázka 4: Zatěžovací stavy a kombinace zatěžovacích stavů: jak by vypadaly pozice užitného a klimatického zatížení, které by na konstrukci způsobily ještě extrémnější účinky? Ukládá norma například pro takovou schodišťovou konstrukci šachové užitné zatížení, které by bylo nevýhodné pro posouzení vzpěru středového sloupu? Studentka odpovídá, že kdyby se užitné zatížení soustředilo do jednoho místa, vyvolalo by ohybový moment v patě sloupu. Kdyby bylo užitné zatížení uvažovaáno na všech schodech, byl by posudek na vzpěr ještě větší. Dr. Mašek diskutuje jiné možnosti rozmístění zatížení osobami, které konstrukci extrémně zatíží. Otázka 5: Strana 66: "u ručního výpočtu nebylo dokonale rozloženo zatížení každého patra do všech uzlů". Prosím o vysvětlení a/nebo ilustraci. Studentka tím myslela, že plošné zatížení musela přepočítat na liniové zatížení. V následné diskuzi k bakalářské práci byly položeny následující otázky: Prof. Kala se ptá, jaký software studentka použila. Studentka odpovídá, že SCIA ENGINEERING. Prof. Kala se ptá, jestli studentka hledala stabilitní řešení aspoň pro jeden stav? Studentka uvádí, že nepočítala. Prof. Kala se ptá, co je myšleno pojmem tuhá/netuhá tužidla a vzpěry. Studentka odpovídá, že v práci uvažovala ocel s určitým modulem pružnosti (tuhý materiál) a když chtěla ověřit nutnost použití vzpěr, snížila modul pružnosti na 1 MPa (netuhý materiál), čímž je "vypla". Prof. Kala se ptá, na štíhlost konstrukce? Studenkta odpovídá, že byla poměrně štíhlá. Prof. Kala se ptá, zda studentka posoudila všechny pruty na vzpěr? Studentka uvádí, že jen některé. Tam, kde vycházely největší síly. Prof. Kala se ptá, jak moc reálné jsou zatěžovací stavy, které nevyšly (lidi, vítr, ...). Studentka odpovídá, že řešila i extrémní kombinaci, která pravděpodobně nenastane. Řeší to provozním řádem. Dr. Lang se ptá, jaký dopad měla nelineární analýza? Studentka odpovídá, že toto nebylo řešeno.

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Institute of Structural Mechanics

Study programme

Civil Engineering (BPC-SI)

Specialization

Structural and Transport Engineering (K)

Composition of Committee

prof. Ing. Zdeněk Kala, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. Lukáš Novák, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Hana Šimonová, Ph.D. (člen)
Ing. Rostislav Lang, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Stanislav Seitl, Ph.D. (místopředseda)
doc. Ing. Petr Frantík, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
Ing. Zbyněk Vlk, Ph.D.

Grade proposed by supervisor: A

File inserted by supervisor Size
Posudek vedoucího práce [.pdf] 169,86 kB

Reviewer’s report
Ing. Jan Mašek, Ph.D.

Grade proposed by reviewer: C

File inserted by the reviewer Size
Posudek_oponenta_Navrátilová.pdf 782,31 kB

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová