Variant analysis of the spatial bearing capacity of a lattice girder the load-bearing structure of the membrane roof of the amphitheater

openaccess, Vol. 635 (7) 2025 / wtorek, 22 lipca, 2025

Wariantowa analiza nośności przestrzennego dźwigara kratowego konstrukcji nośnej membranowego przekrycia amfiteatru

(Open Access)

DOI: 10.15199/33.2025.07.14

citation/cytuj: Bróż N., Nazarko P., Prokop A., Lichołai R. Variant analysis of the spatial bearing capacity of a lattice girder the load-bearing structure of the membrane roof of the amphitheater. Materiały Budowlane. 2025. Volume 635. Issue 07. Pages 102-109. DOI: 10.15199/33.2025.07.14

The article presents an analysis of the influence of selected geometric parameters on stress distribution, stiffness, and material consumption in a spatial arched truss girder. The obtained results demonstrated that the choice of the cross-sectional rotation angle led to variations in axial forces of up to 48% in tension and 60% in compression. The analysis of the influence of the cross- -sectional rotation angle, with the girder inclined at 30° from the vertical, enabled a more in-depth understanding of the structural behavior and had provided new insights in the field.

Artykuł przedstawia analizę wpływu wybranych parametrów geometrycznych na wytężenie, sztywność oraz zużycie materiału w przestrzennym łukowym dźwigarze kratownicowym. Uzyskane wyniki pokazały, że dobór kąta obrotu przekroju poprzecznego doprowadził do zmiany sił osiowych o 48% przy rozciąganiu i o 60% przy ściskaniu. Analiza wpływu kąta obrotu przekroju poprzecznego przy odchyleniu dźwigara od pionu o 30° pozwoliła na pogłębioną analizę pracy konstrukcji i dostarczyła nową wiedzę w tym zakresie.
spatial truss girder; parametric modeling; load- -bearing capacity analysis; amphitheater.

przestrzenny dźwigar kratownicowy; modelowanie parametryczne; analiza nośności; amfiteatr.
  1. Kurzawa Z. Stalowe konstrukcje prętowe. Cz. II. Struktury przestrzenne, przekrycia cięgnowe, maszty i wieże. Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej, 2011.
  2.  Trojanowska M. Contemporary architecture of open-air theatres in historic environments. Journal ofHeritage Conservation. 2019.DOI: 10.17425/wk60openair.
  3. Chodor L. Przekrycia cięgnowo-membranowe. [Online]. Dostępne na: https://chodor-projekt. net/encyclopedia/konstrukcje-ciegnowe/.
  4.  Bróż N. Variant analysis of the load capacity of spatial truss girders cooperating with the membrane covering of the amphitheater. Praca Dyplomowa, Rzeszów University of Technology, 2022.
  5. Berger H. Form and function of tensile structures for permanent buildings. Engineering Structures. 1999. DOI: 10.1016/s0141-0296 (98) 00022-4.
  6.  Jurczakiewicz S. Dachy membranowe. Nowoczesne Hale. 2018; (2): 22 – 25.
  7.  Zagubień A. Budownictwo ogólne. Tom 4. Konstrukcje budynków. W. Buczkowski, Red., Arkady, 2009, s. 575–594.
  8. Gerlic K. Zadaszenia membranowe w Polsce – swoboda kształtowania. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, 2018.
  9. Shi J-X, Wu Z, Tsukimoto S, Shimoda M. Design optimization of cable– membrane structures for form-finding and stiffnessmaximization. Composite Structures. 2018. DOI: 10.1016/j. compstruct. 2018.03.033.
  10.  Amphitheater in Stężyca – high-tension spatial membrane. [Online]. Dostępne na: https://www.plandeki.com.pl/9,455,500,konstrukcja\_membranowa\_ stezyca. html.
  11.  Kozdroń K, Mrowiec L. Dlubal RFEM5 i RSTAB8. 2017. [Online].Dostępne na: https://inzynierbudownictwa. pl/dlubal-rfem-5-i-rstab-8/.
  12.  PN-EN 1991-1-3: Oddziaływania na konstrukcje. Część 1-3: Oddziaływania ogólne. Obciążenie śniegiem.
  13.  PN-EN 1991-1-4: Oddziaływania na konstrukcje. Część 1-4: Oddziaływania ogólne. Oddziaływania wiatru.
  14.  PN-EN 1991-1-1: Oddziaływania na konstrukcje. Część 1-1: Oddziaływania ogólne. Ciężar objętościowy, ciężar własny, obciążenia użytkowe w budynkach.
  15.  PN-EN 1993-1-1:2006 Eurokod 3: Projektowanie konstrukcji stalowych. Część 1-1: Reguły ogólne i reguły dla budynków.
  16.  Bodnar A. Wytrzymałość materiałów: podręcznik dla studentów wyższych szkół technicznych. Politechnika Krakowska, 2004.
mgr inż. Natalia Bróż, Politechnika Rzeszowska, Wydział Budownictwa, Inżynierii Środowiska i Architektury
ORCID: 0000-0002-2719-7566
dr hab. inż. Piotr Nazarko, prof. PRz, Politechnika Rzeszowska, Wydział Budownictwa, Inżynierii Środowiska i Architektury
ORCID: 0000-0002-6135-2486
mgr inż. arch. Anna Prokop, Politechnika Rzeszowska, Wydział Budownictwa, Inżynierii Środowiska i Architektury
ORCID: 0000-0003-2666-1002
dr inż. arch. Rafał Lichołai, Politechnika Rzeszowska, Wydział Budownictwa, Inżynierii Środowiska i Architektury
ORCID: 0000-0002-0904-7812

mgr inż. Natalia Bróż, Politechnika Rzeszowska, Wydział Budownictwa, Inżynierii Środowiska i Architektury
ORCID: 0000-0002-2719-7566

Correspondence address: n.broz@prz.edu.pl

Full paper:

DOI: 10.15199/33.2025.07.14

Article in PDF file

Received: 24.02.2025 / Artykuł wpłynął do redakcji: 24.02.2025 r.
Revised: 01.04.2025 / Otrzymano poprawiony po recenzjach: 01.04.2025 r.
Published: 23.07.2025 / Opublikowano: 23.07.2025 r.