Software pro statické výpočty

Programy pro statické výpočty prošly dlouhým vývojem. První výpočtové programy se používaly již v době sálových počítačů a jejich ovládání bylo poměrně pracné a zdlouhavé. Dnešní statické programy nabízí vysoký komfort obsluhy, bohatou funkcionalitu a přehledné grafické vyhodnocení výsledků.

Současná architektura klade na projektanty a statiky stále vyšší nároky, a to především z hlediska ekonomičnosti a bezpečnosti staveb. Programy pro statiku a návrh konstrukcí proto musí umět co nejvěrněji vystihnout chování budoucí konstrukce a zohlednit všechny možné vlivy, které na konstrukci mohou působit při jejich užívání i v různých fázích výstavby. To je možné nejpřesněji zajistit vytvořením prostorového digitálního modelu budoucí konstrukce.  

Model usnadní výpočty
Digitální model je složen z jednotlivých konstrukčních prvků (sloup, deska, stěna apod.), kterým lze nastavit řadu parametrů ovlivňujících jejich působení v konstrukci. Tímto způsobem je možné provádět např. různé nelineární výpočty, kdy vybrané prvky konstrukce jsou účinné pouze za určitých okolností – např. táhla přenáší pouze tah a v případě namáhání tlakem je systém automaticky vyřadí z výpočtu. Na výběr jsou další typy nelineárního chování jako např. prokluz nebo přetržení, případně může být chování prvků definováno individuálním pracovním diagramem. Uživatel může zvolit různé typy výpočtů – podle teorie I. nebo II. řádu, výpočet s uvažováním velkých deformací (např. u lanových konstrukcí), postkritickou analýzu, dynamické výpočty nebo posouzení stability konstrukce a další. 

Jednoduché ovládání
K výraznému pokroku došlo u statických programů v jejich ovládání. Vstupní údaje pro výpočet už není nutné pracně zadávat numericky, ale programy disponují intuitivním grafickým prostředím. Všichni výrobci softwaru se navíc snaží standardizovat běžné postupy, aby se uživatel rychle a snadno naučil s programem zacházet. Projektant či statik v praxi zpravidla pracuje současně s několika programy – např. pomocí CAD systému kreslí výkresy a jinými programy zpracovává statické výpočty. 

Grafické vyhodnocení
Mnozí z nás si ještě vzpomenou na dlouhé hodiny strávené listováním v tlustém stohu papírů plných čísel, které vychrlil počítač jako výsledek svého výpočtu. Vyhodnocení výsledků bylo velmi pracné, často nepřesné a časově náročné. Moderní programy pro statické výpočty dokáží výsledky výpočtu zobrazit v přehledných grafických výstupech přímo na prostorovém digitálním modelu. Použitím jednoduchých filtrovacích nástrojů je možné výsledky rychle vyhodnotit a bezpečně najít kritická místa v navrhované konstrukci. Statik tak šetří svůj čas, který může věnovat hledání optimální varianty návrhu. Program navíc sám umí podle zadaných parametrů provést optimalizaci konstrukce a nalézt nejlépe vyhovující průřez. Samozřejmostí jsou automaticky generované tiskové výstupy se všemi potřebnými informacemi včetně přehledných grafických schémat. 

Výměna dat
Na projektu zpravidla pracuje řada profesí, které používají ke své práci různé programy. Z toho důvodu je velmi důležitá vzájemná výměna informací v digitální podobě mezi všemi účastníky projektu. Statik má zpravidla možnost získat podklady od architekta a ušetřit tím čas při vytvářením výpočtového modelu. Stejným způsobem může navrženou konstrukci předat k dalšímu zpracování (např. vytvoření podrobné výkresové dokumentace). Pro přenos dat mezi různými systémy se dnes kromě standardních formátů (např. DXF) používají některé specializované datové formáty, které kromě základní geo­metrie konstrukce dokáží přenést další informace jako např. profily nosníků, navrženou výztuž apod. Kvalitní výměna dat mezi různými programy výrazně urychlí práci projektanta a sníží nebezpečí vzniku chyb, k nimž dochází při opakovaném vytváření konstrukce v různých programech. 

Ing. Petr Míchal
Ing. Software Dlubal, s.r.o. 

Autor se více než 15 let zabývá softwarem ve stavebnictví.