2008 K ULTURNÍ A SPORTOVNÍ STAVBY

1/2008

K U LT U R N Í

A S P O RTOV N Í STAV BY

Dramix® Dramix®: Jako první získal značku CE pro ocelové vlákno ke konstrukčním účelům. Společnost Bekaert splňuje evropské normy a požadavky na výrobky. Důležité informace: • Minimální požadavky jsou popsány v evropské normě EN 14889-1 • Od června 2008 lze v členských státech EU včetně Islandu, Lichtenštejnska a Norska prodávat pouze výrobky s označením CE, např. ocelová vlákna Dramix®. • Pro ocelová vlákna existují dvě různé třídy: třída 1 pro ocelová vlákna ke konstrukčním účelům a třída 3 pro ocelová vlákna k ostatním účelům. • Evropská norma EN 14889-1 jednoznačně stanoví, že: „Použití vláken se statickou funkcí je tam, kde přidávání vláken je určeno ke zvýšení únosnosti betonového dílce“

Rozdíl mezi třídou 1 a třídou 3: Třída 1

Geert Demeyere

Co je uvedeno na štítku CE výrobku Dramix®?

Třída 3

Oblast použití • Jiné než konstrukční účely

• Konstrukční účely „Použití vláken se statickou funkcí je tam, kde přidávání vláken je určeno ke zvýšení únosnosti betonového dílce“ (Copyright EN 14889-1)

Kontrola kvality • Počáteční typové zkoušky (ITT) v odpovědnosti notifikovaného certifikačního orgánu

• Počáteční typové zkoušky v notifikované laboratoři

• Hodnocení počáteční a každoroční závodní výrobní kontroly (FPC) notifikovaným orgánem

• Závodní výrobní kontrola (FPC) v odpovědnosti výrobce

• Certifikační ústav (FPC)? „Potvrzení o shodě“

• Výrobce zhotoví a podepíše „Prohlášení o shodě“

Co to pro vás znamená? • Výrobek, který podléhá průběžné kontrole kvality. • Výrobek, který splňuje nejvyšší úroveň kvality dle normy EN 14889 pro konstrukční účely. • Výrobek, který splňuje správně definované požadavky na kvalitu. • Štítek, který poskytuje srozumitelný přehled vlastností výrobku (tvar, délka vlákna, pevnost v tahu…) • Štítek, který uvádí minimální množství tohoto typu vlákna ve srovnávacím betonu. • Výrobek, který vám umožní získat značku CE pro váš vlastní konečný produkt. Všechny obchodní názvy Bekaert jsou ochrannými známkami ve vlastnictví společnosti NV Bekaert SA Zwevegem, Belgie. Změny jsou vyhrazeny. Všechny podrobné údaje popisují naše výrobky jen obecně. K objednávání a návrhům používejte výhradně oficiální specifikace a dokumenty. © 2007 Bekaert Editor: Ann Lambrechts, Zwevegem / Joof/12-2007

Bekaert Petrovice s.r.o. Petrovice 595 CZ-74572 Petrovice u. Karviné Tel.: +420 596 392 106 (138) Fax: +420 596 392 127 [email protected] www.bekaert.com/building

ÚVODNÍK EDITORIAL

VÁŽENÉ

ČTENÁŘKY A VÁŽENÍ ČTENÁŘI,

čas novoročních předsevzetí už je za námi, ale jaro s pořádnou sílou sluníčka se zdá být v nedohlednu. V ještě krátkých dnech pod často zamračenou oblohou se elán a optimismus udržují těžko, ale za trochu úsilí to určitě stojí. Pro 1. číslo časopisu v roce 2008 vybrala redakční rada téma „sportovní a kulturní stavby“ – označení, které vyvolává představu velkých stadionů, hal, koncertních síní, galerií, divadel nebo knihoven – stavby plné výzev a očekávání. Monumentální stavby, jež jsou nebo se stávají místním nebo celonárodním symbolem, ať už tím, že jsou výsledkem úsilí nějakého hnutí či aktivit více či méně organizovaných skupin (stadióny sportovních klubů) nebo zpětně mimořádný zájem veřejnosti i zahraničních návštěvníků vytvoří ze stavby určitý symbol místa (Opera v Sydney, Olympijský stadion v Mnichově). Objekty obdivované cizími návštěvníky však často během své výstavby vzbuzovaly silné emoce mezi místními obyvateli, nebo dodnes vzbuzují v uživatelích. Např. už zmiňovaná budova Opery v Sydney – spory kolem dlouhé výstavby provázené mnoha změnami vyústily v odchod architekta. Jorn Utzon se osobně do Sydney nikdy nevrátil. Až po dlouhých desetiletích při příležitosti rekonstrukce a dostavby jeho nejznámějšího díla došlo k uklidnění vztahů. Známá a obdivovaná Národní knihovna v Paříži je kritizována, že čekací doby na výpůjčku knih jsou neúměrné možnostem dnešní techniky a vybavení. Chodby mezi rozsáhlými sklady knih a výdejními místy jsou dlouhé a fyzické přemístění knihy není totéž co její vyhledaní v elektronickém registru. Objekt Muzea umění ve Vaduzu po svém dokončení nevzbudil v konzervativních obyvatelích malého sídelního města žádné nadšení. Odpor místních zlomil až příliv zahraničních obdivovatelů, kteří se ve městě vyptávali, kdeže najdou ten tajemný tmavošedý betonový kvádr. Existují-li v archívech záznamy o tom, jak obyvatelé našich měst přijímali změny historických stavebních slohů, je to asi čtení plné emocí. Pestrá směsice všech slohů je právě dnes to, nač jsme v Praze i dalších městech hrdí. To je jen poznámka na okraj k diskuzím, které vyvolal vítězný návrh na novou budovu Národní knihovny v Praze na Letné. Pozoruhodné stavby málokdy vznikají za nadšeného souhlasu přihlížejících. V nabídce kulturních příležitostí, zejména teď v zimním období, je na tom Praha ve srovnání s jinými evropskými městy stejného významu dobře, dá se říci i velmi dobře. Každý den si můžete vybírat z několika koncertů, divadelních představení, kin nebo návštěv galerií, to vše ve velkých tradičních prostorách ale i malých, komorních či studentských klubech. Je to zdůrazňováno ve všech informačních materiálech o Praze. Nabídka sportovních akcí a zařízení otevřených veřejnosti je mnohem chudší. Pražské čtvrti s několika sty tisíci obyvateli jim nemohou nabídnout to, co je běžné v každém „okresním“ městě. Je otázkou, zda by tolik diskutovaná příprava a pořádání LOH doplnily tuto mezeru tak, že by sportumilovní obyvatelé měli v dosahu možBETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

ností všedního dne z čeho vybírat. Sportující občan bývá zdravější, jako méně nemocný méně zatěžuje státní kasu a naopak do ní více přispívá daněmi ze svých příjmů. V čísle, které právě otevíráte, Vám nabízíme pestrý soubor článků o betonových konstrukcích kulturních a sportovních staveb hotových, stavěných či teprve podrobovaných zkoumání. Pro naplnění požadovaných funkcí a uspokojení různých technologických požadavků a pravidel (pravidla sportovních disciplín, pohodlí a bezpečnost diváků a návštěvníků, akustika ad.) jsou investory zadávány stavby s velkými krytými prostory. Jedinečný a smělý architektonický návrh je uskutečnitelný jen spojí-li se s mistrovstvím konstruktérů, důmyslem statiků a technologů a precizností realizátorů ve všech detailech. Výstavba bývá zhusta nesnadným logistickým úkolem jak co do přísunu stavebních materiálů a manipulace s nimi, návazností jednotlivých stavebních technologií, tak i z hlediska umístění a pohybu stavební techniky. Novátorský přístup nezbytný ke zdolání všech úskalí a překážek spojených s realizací takového díla často přispívá k posunutí našich znalostí a dovedností. V čísle je zde zařazen i článek o betonových stavbách už historických, které patří ke kulturnímu dědictví našeho hornatého pohraničí. Některé z nich ještě slouží svému původnímu účelu, jiné čekají na své nové využití. V literatuře lze najít příklady, že pro řadu nových moderních a velmi rychle se rozvíjejících sportů není třeba stavět nákladné velké stadiony s rozsáhlými parkovišti, že je lze často velmi dobře provozovat v rekonstruovaných halách starých nevyužívaných továren a různých výroben. V Berlíně během přípravy na kandidaturu na letní olympijské hry [1] byly přestavovány nebo projektovány přestavby nevyužívaných továrních hal tak, aby se dosáhlo rovnoměrné hustoty malých jednoduchých sportovních zařízení ve městě, která by byla pro občany snadno dosažitelná v závěru pracovního dne (tělocvična, kurt nebo bazén za rohem). Řada z nich byla dočasně využitelná olympijskými sportovními disciplínami – mobilní tribuny, komentátorské buňky a kapacitnější šatny. Budovy stály po celém městě v místech dosažitelných veřejnou dopravou – takže žádná obrovská centrální parkoviště, ale pouze vymezený počet míst pro handikapované návštěvníky a několik VIP hostů. Domnívám se, že přípravy her v takovém pojetí by nebylo třeba se obávat, že by Praze i dalším zúčastněným městům mohly i prospět. Díky vstřícnosti různých zahraničních organizací jsme do čísla mohli zařadit i informace o nových avantgardních stavbách za našimi hranicemi. Zkuste si představit, jaké reakce by ty stavby vyvolaly u nás. To by byly diskuze – nemračte se, usmějte se, jsme přece vždycky odborníky na všechno. Přeji Vám co nejvíce slunečných dnů a brzký příchod jara. Zdolávání překážek berte jako výzvu. Jana Margoldová

Literatura [1] Joppien J.: Více síly – více prostoru – více nadšení, sb. konfer. Smart games and the city, Praha 2005, str. 26-39

1/2008

1

SVAZ VÝROBCŮ CEMENTU ČR K Cementárně 1261, 153 00 Praha 5 tel.: 257 811 797, fax: 257 811 798 e-mail: [email protected] www.svcement.cz

4/ K 2 8 / FS

ONSTRUKCE A TECHNOLOGIE

–

MOTTO

ARCHITEKTURY SPORTOVNÍCH STAVEB OTBALOVÝ STADION LAVIA

PRAHA

22/ N

SVAZ VÝROBCŮ BETONU ČR Na Zámecké 9, 140 00 Praha 4 tel.: 246 030 153 e-mail: [email protected] www.svb.cz

SDRUŽENÍ PRO SANACE BETONOVÝCH KONSTRUKCÍ Sirotkova 54a, 616 00 Brno tel.: 541 421 188, fax: 541 421 180 mobil: 602 737 657 e-mail: [email protected] www.sanace-ssbk.cz, www.ssbk.cz

/76

ÁRODNÍ TECHNICKÁ KNIHOVNA

VÝSTAVNÍ, A KONGRESOVÉ CENTRUM V

14/ M 46/ S

EMBRÁNOVÉ STŘECHY

Z PŘEDJATÉHO BETONU

VINNÉ SKLEPY 21. STOLETÍ

TAVBY TEXTILNÍHO PRŮMYSLU

SEVERNÍCH

ČESKÁ BETONÁŘSKÁ SPOLEČNOST ČSSI Samcova 1, 110 00 Praha 1 tel.: 222 316 173 fax: 222 311 261 e-mail: [email protected] www.cbsbeton.eu

PHAENO SCIENCE CENTER

ČECH

A JEJICH TVŮRCI

/51

S P O RTOV N Ě - K U LT U R N Í

KARLOVÝCH VARECH

/34

Ročník: osmý Číslo: 1/2008 (vyšlo dne 15. 2. 2008) Vychází dvouměsíčně Vydává BETON TKS, s. r. o., pro: Svaz výrobců cementu ČR Svaz výrobců betonu ČR Českou betonářskou společnost ČSSI Sdružení pro sanace betonových konstrukcí

OBSAH

M AT E R I Á L Y

ÚVODNÍK /1

Jana Margoldová

TÉMA K O NSTR U KC E

–

A TEC H NOLOG I E

K B ETONÁŘSKÉ V ÝZTU ŽI Bohumír Voves

/52

O SOUČASN É M Jan Gemrich

/53

VĚDA

MOT TO

ARC H ITE KTU RY SP ORTOVN ÍC H STAVE B

/4

Arnošt Navrátil

Vydavatelství řídí: Ing. Michal Števula, Ph.D. Šéfredaktorka: Ing. Jana Margoldová, CSc. Produkce: Ing. Lucie Šimečková

A TECHNOLOGIE

M ODE L

V Ý VOJ I VE V ÝROB Ě C E M E NTŮ

A VÝZKUM M E M B R Á NOVÉ STŘ EC H Y

Z PŘ E DJATÉ HO B ETON U

Pavel Kaláb, Michal Bernát, Jiří Stráský

P R O F I LY I LBAU ,

SP OL . S R . O .

/9

V Ý VOJ

/54

PŘ ET VOŘ E N Í B ETON U PŘ I CYKLIC KÉ M Z ATÍŽE N Í

A J E HO MATE MATIC KÝ P O PIS FU N KC Í Ú NAV OV É H O

PBK Č ÍŽE K , A . S .

/10

P OŠKZE N Í

/60

Marek Foglar

OBRAZOVÁ

PŘÍLOHA

PBK Č ÍŽE K , A . S .

/12

S TAV E B N Í

KONSTRUKCE

M E M B R Á NOVÉ Jiří Stráský

STŘ EC HY Z PŘ E DJATÉ HO B ETON U

/14

N Á R O D N Í TEC H N IC K Á K N I HOVNA Pavel Kasal, Ludmila Kostková, Pavel Smíšek, Pavel Vaněk

/22

F OTBALOV Ý STADION S L AVIA P R A HA Miloslav Smutek

/28

A LPI NA R I U M G A LT Ü R

/33

V ÝSTAVN Í ,

SP O RTOVN Ě - K U LTU R N Í A KONG R ESOVÉ

K A R LOV ÝC H V A R E C H Pavel Čížek, Zdeněk Burkoň, Martin Vašina

NORMY •

J AKOST

•

/66 /74

SPEKTRUM

REŠERŠE

KOSTK A

/76 /78

ZAHRANIČNÍCH ČASOPISŮ

C E NTR U M V

C VIČ NÁ HOROLEZEC K Á Miloslav Smutek

STĚ NA

Č EC H Lukáš Beran VINNÉ

/41 /44

TEXTI LN Í HO PR Ů MYSLU

SEVE R N ÍC H

SKLE PY

A J E J IC H T VŮ RC I

21.

46 STOLETÍ

AKTUALITY S E M I NÁ Ř E ,

G U TO F F K A

I NG . P AVE L C I ESL AR S TAVBY

/34

/51

KON FE R E NC E A SYM P OZIA

FIREMNÍ

/80

BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

23.

Adresa vydavatelství a redakce: Beton TKS, s. r. o. Na Zámecké 9, 140 00 Praha 4 www.betontks.cz Redakce, objednávky předplatného a inzerce: tel.: 224 812 906 e-mail: [email protected] [email protected] Roční předplatné: 540 Kč (+ poštovné a balné 6 x 30 = 180 Kč), cena bez DPH 630 Sk (+ poštovné a balné 6 x 35 = = 210 Sk), cena bez DPH Vydávání povoleno Ministerstvem kultury ČR pod číslem MK ČR E-11157 ISSN 1213-3116 Podávání novinových zásilek povoleno Českou poštou, s. p., OZ Střední Čechy, Praha 1, čj. 704/2000 ze dne 23. 11. 2000 Za původnost příspěvků odpovídají autoři. Označené příspěvky byly lektorovány.

P R E Z E N TAC E

BEKAERT VSL Betosan Mott MacDonald SMP CZ Ing. Software Dlubal

Sazba: 3P, s. r. o., Staropramenná 21, 150 00 Praha 5 Tisk: Libertas, a. s. Drtinova 10, 150 00 Praha 5

PR UŽNOSTI

P H A E NO S C I E NC E C E NTE R VE W OLF SB U RG U – MAG IC K Á

Grafický návrh: DEGAS, grafický ateliér, Heřmanova 25, 170 00 Praha 7

C E RT I F I K AC E

Z AVÁDZ A N I E EN 1992-1-1: „N AVR HOVAN I E B ETÓ NOV ÝC H KONŠTR U KC I Í “ DO PR AXE – Ú Č I N KY DR U H É HO R Á DU PR I B U DOVÁC H Ľudovít Fillo a Lucia Cupáková J EŠTĚ K MODU LU Břetislav Teplý

Redakční rada: Doc. Ing. Vladimír Benko, PhD., Doc. Ing. Jiří Dohnálek, CSc., Ing. Zdeněk Gärtner, Ing. Jan Gemrich, Prof. Ing. Petr Hájek, CSc. (předseda), Doc. Ing. Leonard Hobst, CSc. (místopředseda), Ing. Jan Hrozek, Ing. Jan Hutečka, Ing. arch. Jitka Jadrníčková, Ing. Zdeněk Jeřábek, CSc., Ing. Milan Kalný, Ing. arch. Patrik Kotas, Ing. Jan Kupeček, Ing. Pavel Lebr, Ing. Milada Mazurová, Doc. Ing. Martin Moravčík, Ph.D., Ing. Hana Némethová, Ing. Milena Paříková, Petr Škoda, Ing. Ervin Severa, Ing. arch. Jiří Šrámek, Ing. Vlastimil Šrůma, CSc., MBA, Prof. Ing. RNDr. Petr Štěpánek, CSc., Ing. Michal Števula, Ph.D., Ing. Vladimír Veselý, Prof. Ing. Jan L. Vítek, CSc.

STRANA OBÁLKY

/27 /31 /45 /53 /73 1/2008

Foto na titulní straně: Betonová fasáda KIC v Hradci Králové, návrh Projektil architekti, foto: Andrea Lhotáková BETON TKS je přímým nástupcem časopisů Beton a zdivo a Sanace.

3

TÉMA TOPIC

KONSTRUKCE

A TECHNOLOGIE SPORTOVNÍCH STAVEB STRUCTURE AND TECHNOLOGY OF SPORTS CONSTRUCTIONS A R N O Š T N A V R ÁT I L Koncepce sportovních staveb, zejména hal a zastřešení tribun stadionů, je ve velké míře ovlivňována volbou konstrukce a materiálů. Volba materiálu pro konstrukce je samozřejmě také otázkou technickou a ekonomickou a v praxi se shledáváme podle momentálního rozvoje techniky a také podle místa a významu staveb s různými konstrukcemi. V mnoha případech byla realizována mimořádná technická a architektonická díla, která ovlivnila nejen vývoj architektury sportovních staveb, ale přispěla nemalou měrou k technickému a stavebnímu rozvoji. The concept of sports constructions, particularly halls and roofing of stadium stands, is, to a large degree, affected by the choice of the structure and materials. The selection of the material of the structure is, of course, also a technical, as well as economic issue. In practice, various structures may be found, depending, among others, on the up-to-date development of technology and also on the location and importance of the construction. In many cases, exceptional architectural constructions have been erected which have not only influenced development of the architecture of sports constructions, but also contributed significantly to technological and building progress.

– –

MOTTO ARCHITEKTURY MOTTO OF ARCHITECTURE Olympijský ideál rozvoje sportu na podporu míru a porozumění mezi jednotlivými národy a kulturami a rovněž výchovy mladých lidí se zrodil v Evropě a záštitu nad ním převzal Mezinárodní olympijský výbor a Evropské olympijské výbory. Evropští občané podléhají kouzlu sportu a většina jej pravidelně aktivně provozuje. Vytvářejí se při něm důležité hodnoty, jako je například týmový duch, solidarita, tolerance a smysl pro fair play, přispívá k osobnímu rozvoji a naplnění. Podporuje aktivní zapojení občanů EU do společnosti a pomáhá tak rozvíjet aktivní občanství. Komise bere na vědomí zásadní roli sportu v evropské společnosti, a to zvláště tehdy, kdy je nutné, aby se přiblížila občanům a řešila otázky, které se jich bezprostředně týkají.“ Potud citace z českého překladu Bílé knihy, kapitoly 1. Úvod. V současné době probíhají na různých úrovních četné diskuze, jejichž tématem je odhodlání Prahy podat kandidaturu hostitelského města letních olympijských her. Osobně jsem přesvědčen, že Praha a další města v České republice mohou připravit důstojné a odpovídající prostředí pro uskutečnění těchto her. Do mnohých diskuzí jsem byl přizván, a tak si dovoluji vyjádřit svůj názor. Pořádání letních olympijských her je významná událost – je to v podstatě souběžné uskutečnění mistrovství světa ve dvaceti

11. července 2007 byla Komisí evropských společenství v Bruselu přijata v konečném znění Bílá kniha o sportu. Dokument, který vyzdvihuje společenský, kulturní, zdravotní, výchovný a hospodářský význam sportu s důrazem na dodržování požadavků právních předpisů EU. Bílá kniha je výsledkem rozsáhlé dvouleté práce a mnoha diskuzí, které byly vedeny s různými subjekty působícími v oblasti sportu. „Sport představuje společenský a ekonomický jev narůstajícího významu, jenž význačným způsobem přispívá k naplňování strategických cílů solidarity a prosperity, vytyčených Evropskou unií. Obr. 1 Hala Palazzetto dello Sport v Římě Fig. 1 The hall Palazzetto dello Sport in Rome Obr. 2 Interiér haly Palazzetto dello Sport v Římě Fig. 2 The interior of the hall Palazzetto dello Sport in Rome

1

4

2


1/2008

TÉMA TOPIC devíti sportech, které jsou součástí olympijských soutěží. Kromě mimořádných nároků kladených na různé oblasti, jako je doprava, bezpečnost, ubytování, zdravotní péče, komerce, doprovodné kulturní akce a mnoho dalších, je velká pozornost upřena na sportovní stavby a zařízení. Zásadním problémem je zapojení staveb budovaných pro olympiádu, které svými krátkodobými kapacitními, energetickými a dopravními potřebami několikanásobně překračují běžné potřeby města a jeho stálých obyvatel, do života města po skončení her. Olympijské hry skončí a olympijské dědictví se stává trvalým odkazem, poznamenávajícím obraz města a kvalitu života jeho obyvatel. A také rozpočet, kryjící nemalé náklady na provoz a údržbu těchto staveb. Není třeba zdůrazňovat, že daňoví poplatníci by měli být ušetřeni a přispívat pouze v případech, kdy budou tato zařízení využívat k uspokojení svých potřeb. Z toho vyplývá, že správné provozní a ekonomické nastavení a plánování takové mimořádné události vyžaduje od počátku přípravných činností vysokou kreativitu ve všech oblastech, zejména v projektové. V souvislosti s představami o budoucích sportovních stavbách a s jejich využitelností po OH se často objevují pojmy jako trvalá využitelnost staveb, transformace staveb, dočasné stavby, mobilita staveb, adaptovatelné stavby apod. S úvahami o dědictví OH je to namístě. Ostatně není to nic nového, Mezinárodní olympijský výbor si je vědom problému olympijského dědictví, nepotřebných a málo využívaných staveb a zařízení, a vyzývá města aspirující na pořadatelství letních i zimních olympijských her k optimálnímu zohlednění trvalých podmínek a reálných potřeb měst a zachování krajinných hodnot. Je však třeba si uvědomit, že dosažení toho, aby tyto proklamace neskončily jako populistické fráze, znamená včasné zapojení kvalitních týmů z odborníků, kteří komplexně pokryjí všechny oblasti. Jde zejména o problematiku spojenou s konstrukcemi, stavebními materiály, stavebními technologiemi apod. Také však o problematiku úzce spojenou s hledisky ekologicky udržitelného rozvoje. Vycházet při představách o budoucích stavbách pouze ze současného poznání je opravdu hodně málo. Případné OH se mohou uskutečnit v časovém horizontu, který se mnohým jeví vzdáleným, avšak z hlediska rychlosti technického pokroku je to současnost. Kromě toho jde o stavby, které musí splňovat některá striktně stanovená pravidla a provozní vazby – sportovní pravidla, rozměrové parametry, bezpečnostní požadavky, které musí být v souladu s připravovanými evropskými normami a mnoha provozními zásadami danými jednotlivými sporty. Sportovní stavby, charakterizované velkými rozpony a kapacitami diváků, jsou výzvou pro architekty, statiky a konstruktéry. Tyto stavby byly v mnoha případech významnými impulsy nejen pro rozvoj nosných konstrukcí, ale pro technický pokrok obecně. Na druhou stranu je třeba si uvědomit, jak významně je vývoj těchto staveb, především z hlediska využitelnosti, trvale ovlivňován průmyslovou a materiální základnou.

Velký rozvoj stavebních technologií a konstrukcí nastal po II. světové válce. Stále převažující monolitické betonové konstrukce byly sice obohaceny o nové modernější systémy, spočívající v kombinaci použití prefabrikovaných dílů s monolitem. Příkladem je hala Palazzetto dello Sport v Římě (Pier Luigi Nervi a A. Vitellozzi, 1960). Ferrocementové prefabrikáty, tloušťky 30 mm, byly použity jako šalovací díly, proarmovány a monoliticky zabetonovány. Klenba má zkřížená žebra, opřená o šikmé stojky, které byly betonovány ve vodorovné poloze a pak zvednuty do příslušné polohy. Stavba je architektonicky velice pozoruhodná, zejména svým interiérem, který je vytvořen betonovou klenbou (obr. 1 a 2). Pier Luigi Nervi navrhl stadion Flaminio v Římě, kde také použil technologii prefabrikovaných betonových nosných rámů vyrobených ve vodorovné poloze a následně postavených do příslušné pozice. Podobnou technologií byla provedena nová tribuna spartakiádního stadionu na Strahově (Ing. arch. Kuna, KPÚ Praha). Významnou stavbou z počátku šedesátých let je plavecký sta3

4

5

Obr. 3 Fotbalový stadion Parc des Princes v Paříži Fig. 3 The football stadium Parc des Princes in Paris Obr. 4 Fotbalový stadion Parc des Princes v Paříži – řez Fig. 4 The football stadium Parc des Princes in Paris, cross – section Obr. 5 Atletický a ceremoniální stadion pro LOH 1976 v Montréalu Fig. 5 The athletic and ceremony stadium for the SOG 1976 in Montréal BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

1/2008

5

TÉMA TOPIC

dion v Podolí (Akad. arch. Richard Podzemný). Jde o vynikající urbanistické a achitektonické dílo. Plavecká hala je vytvořena železobetonovými monolitickými oblouky, jejichž forma dotváří přírodní terén do příjemného amfiteátru, izolujícího vnitřní prostor od rušné komunikace. Betonové konstrukce preferoval významný francouzský architekt Roger Taillibert, autor mnoha sportovních staveb. V roce 1974 byl v Paříži realizován fotbalový stadion Parc des Princes pro padesát tisíc diváků. V oboru předpjatých železobetonových konstrukcí představovalo ve své době toto dílo vrcholný konstrukční počin. Stadion je zastřešen železobetonovou membránou o dvojí křivosti, nesenou konzolovými rámy proměnlivé délky 32,5 až 45,6 m. Celek má velice působivý, dynamický výraz (obr. 3 a 4). Tentýž architekt navrhl soubor ceremoniálního stadionu, velo-

6

7 8

dromu a plaveckého stadionu pro OH 1976 v kanadském Montréalu. Konstrukce všech objektů byly železobetonové, podobného tvarosloví konstrukce jako pařížský stadion. Hlavní stadion byl příslibem nových možností – provozu bez závislosti na klimatu. Hlediště bylo zastřešeno střechou se železobetonovou konstrukcí. V podélné ose byl vztyčen 170 m vysoký pylon, na kterém byl zavěšen systém lan, na kterých byla zavěšena umělá tkanina, která by v případě potřeby pokryla hrací plochu. Mobilní zakrytí však nebylo z technických důvodů v době OH uvedeno do provozu. S jeho dokončením bylo započato v osmdesátých letech minulého století. Do očekávané funkce však nebylo uvedeno (obr. 5). Konstrukce mobilního zastřešení spočívající v principu posunu tkaniny na systému lan byla realizována na centrálním tenisovém dvorci Rotherbaum v Hamburgu (Schweger & Partner, 1998). V roce 1977 byla ve švýcarském Baselu postavena sportovní hala St. Jakob, jejíž zastřešení s rozponem 90 m je provedeno visutou předpjatou skořepinou tloušťky 75 mm. Visuté předpjaté střechy umožňují zastřešení značných rozpětí s minimální spotřebou materiálu. Jejích použití dává stavbám charakteristický výraz ([1] a další články v tomto čísle). Technologie kombinace prefabrikovaných železobetonových dílců s monolitickým betonem byla použita v Lužnikách v Moskvě při zastřešení haly Družba pro OH 1980. Železobetonové prefabrikáty byly uloženy na podpory uvnitř haly. Po dobetonování vnitřního vrchlíku s rozponem 45 m byly podpory vyjmuty. Celkový rozpon haly je 90 m (Mosprojekt 2, 1980). Vysoká pevnost oceli v tahu při nižší hmotnosti než beton, však při překonání velkých rozponů dávala konstruktérům a architektům další tvarové a výrazové možnosti. Šedesátá a sedmdesátá léta minulého století představují velký rozmach lanových konstrukcí nejen ve sportovních stavbách. Vrcholem tohoto období je bezesporu olympijský soubor v Mnichově, vybudovaný pro LOH v roce 1972 (Günter Behnish a Frei Otto, 1965 až 1972). Lanová konstrukce zastřešení s transparentní akrylátovou krytinou je nesena systémem ocelových sloupů, vysokých až 80 m. Tvarové vyjádření je založené na logickém vyjádření geometrie průběhu statických sil (obr. 6 a 7). Mnichovský soubor je i z dnešního pohledu příkladem mimořádně zdařilého urbanistického činu, který se opírá o vynikající architektonické a technické zvládnutí díla. Mnichovská olympiáda jako první ukázala způsob, jak přizpůsobit olympijské stavby běžným potřebám města. Olympijský plavecký bazén měl kapacitnější tribunu koncipovanou jako demontovatelnou, zakrytou membránovou konstrukcí. Po skončení olympiády byla tribuna odstraněna a nahrazena trvalou zasklenou stěnou. V době realizace to bylo nepochybně skvělé dílo a je nutno konstatovat, že bezezbytku naplnilo smysl odkazu dědictví Obr. 6 Olympijský soubor pro LOH 1972 v Mnichově Fig. 6 The olympic ensemble for the SOG 1972 in Munich Obr. 7 Coubertinovo náměstí olympijského souboru pro LOH 1972 v Mnichově Fig. 7 The Place of Coubertin of the olympic ensemble for the SOG 1972 in Munich

b)

6

a)

Obr. 8 Olympijský plavecký stadion pro LOH 1972 v Mnichově, a) stav při LOH, b) po skončení LOH Fig. 8 The olympic swimming stadium for the SOG 1972 in Munich, a) the state during the SOG, b) after the SOG


1/2008

TÉMA TOPIC 9

OH (obr. 8). Široké využití tohoto souboru bylo podpořeno po OH realizací bruslařské haly pro rekreační bruslení. Hala je zastřešena lanovou konstrukcí. Osnova nosných lan je nesena mohutným ocelovým příhradovým obloukem o rozponu cca 100 m. K lanové konstrukci je připevněn dřevěný rošt, do kterého je upnuta průsvitná membrána (Prof. Ackermann, obr. 9 a 10). Mnichovský olympijský soubor poznamenal rozvoj stavebních konstrukcí i v další technologii zastřešení – ocelové membránové konstrukci. Pro OH 1972 byla postavena basketbalová hala s rozponem 90 m, zastřešena membránou z ocelového plechu tloušťky 3,5 mm, upnutou do železobetonového prstence (Georg Flinkerbush, obr. 11). Ocelové membránové konstrukce dosáhly značného uplatnění na stavbách hal a stadionů pro OH, které se konaly v roce 1980 v Moskvě a Leningradě. Ocelové pásy tlouštky 4 až 8 mm byly svařovány (v případě univerzální haly v Leningradě nýtovány) na lešení. Výhoda této konstrukce byla spatřována v nízké konstrukční výšce a hmotnosti a také v tom, že membrána byla současně vodotěsnou izolací. Z hlediska architektonického a konstrukčního je z těchto staveb nejzajímavější velodrom v Krylatském. Zastřešení prostoru dlouhého 168 m a širokého 138 m je provedeno ocelovou membránou tloušťky 4 mm, která je upnuta do čtyř ocelových oblouků uzavřeného průřezu 2 x 3 m v podélném směru, které jsou na úrovni základů sepnuty táhlem. Stabilizaci membrány zajišťuje její vlastní váha (A. Ospenikov, A. Garkajev a N. Voroninová, obr. 12 a 13). Montáž, značné objemové rozdíly vyvolané tepelnou roztažností (v hale v Leningradě uváděn pokles střechy při zvýšení vnější teploty až 2 m) a obtížná kontrola a údržba vnitřního povrchu membrány zabránily většímu uplatnění těchto konstrukcí. Do vývoje konstrukcí sportovních staveb, a nejen sportovních,

12 BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

10

11

Obr. 9 Konstrukce bruslařské haly v olympijském souboru v Mnichově Fig. 9 The structure of the skating hall in olympic ensemble in Munich Obr. 10 Zastřešení bruslařské haly v olympijském areálu v Mnichově Fig. 10 The roof of skating hall in olympic ensemble in Munich Obr. 11 Basketbalová hala pro LOH 1972 v Mnichově Fig. 11 The hall for basketball for the SOG 1972 in Munich Obr. 12 Velodrom pro LOH 1980 v Moskvě Fig. 12 The velodrome for the SOG 1980 in Moscow Obr. 13 Interiér velodromu pro LOH 1980 v Moskvě Fig. 13 The interior of the velodrome for the SOG 1980 in Moscow

zcela zásadně vstoupily textilní konstrukce. V roce 1967 Roger Tailibert a Frei Otto navrhli pro zastřešení 2 200 m2 plochy plovárny na bulváru Carnot v Paříži první mobilní plachtovou konstrukci. V roce 1970 spolu realizovali ještě zastřešení plovárny David d’Angers v Paříži a plovárny v Reims. Vhodný textilní materiál byl

13 1/2008

7

TÉMA TOPIC

15

14 Obr. 14 Statický princip konstrukcí zastřešení hal pro LOH 1988 v Soulu Fig. 14 The static principle of the roof of halls for the SOG 1988 in Soul Obr. 15 Hala pro LOH 1988 v Soulu Fig. 15 The hall for the SOG 1988 in Soul Obr. 16 Fotbalový stadion Allianz Arena v Mnichově Fig. 16 The football stadium Allianz Arena in Munich

však vyvinut až pro zakrytí olympijského stadionu v Montréalu použitím vlákna, které N.A.S.A. používala na ochranné části raket. Díky tomuto vláknu byla vyrobena nehořlavá tkanina mající stejné mechanické vlastnosti jako ocel, ale jejíž měrná váha je několikanásobně menší. Osmdesátá léta v Anglii jsou léta architektury High–Tech, architektury, která vyjadřovala dobu technologických převratů v průmyslové výrobě a pro kterou koncept lehkosti a průsvitnosti byl vyjadřovacím prostředkem prostoru a lehkosti. Předepnuté membránové konstrukce uvolnily vnitřní prostor a vytvořily příležitost pro novou artikulaci prostoru, vždy však vyjádřenou logickou formou konstrukce. Na konci minulého století představují tyto konstrukce vyspělou technologii a inovaci v architektuře sportovních a dopravních staveb. 16

Literatura: [1] Stráský J.: „Visuté předpjaté střechy“, BETON TKS 5/2005 a 1/2006 [2] Štěpánek P., Navrátil A.: Vzpěra, lano a membrána v architektuře, ČVUT Praha 2000 [3] Stick G.: Stadion 2006 der Fussballweltmeisterschaft, Birkhauser, ISBN-13: 978-3-7643-7247-7

8

Pro OH v Soulu v roce 1988 byly realizovány dvě haly kruhového půdorysu o rozponu 90 a 120 m. Statický koncept „lanové kupole“ (cable dome) je vytvořen předpjatou prostorovou příhradovinou z lan, upnutou do vnějšího a vnitřního prstence, které eliminují vodorovné síly. Touto konstrukcí dosáhl konstruktér D. H. Geiger rekordní minimální váhy zastřešení – 9 kg/m2. Prostorová lanová příhradovina je pokryta membránou ze skelného vlákna, potaženou silikonovou folií (obr. 14 a 15). Uplatnění membránových konstrukcí, užívaných již více než čtyřicet let, se stále rozšiřuje. V roce 1991 bylo v Evropě prodáno 300 000 m2 technického textilu a jeho spotřeba každoročně stoupá o 5 až 10 %. Jedna z posledních realizací, která představuje membránovou, pneumaticky předpjatou konstrukci, jako ucelený plášť, je fotbalový stadion Allianz Arena v Mnichově (Herzog & de Meuron, 2005, obr. 16). Nosný rastr pláště je vytvořen dutými ocelovými tyčovými díly, na kterých jsou připevněny kotevní prvky, do kterých je upnuta membrána ETFE ve formě nafouknutých polštářů. ETFE, materiál odolný proti požáru a mechanickému poškození, je samočistící. Neustálý vědecký výzkum těchto materiálů vede k inovaci stavebních materiálů, jejichž vlastnosti ovlivňují vývoj sportovních staveb a jejich využitelnosti. Potenciál inovačních stavebních konstrukcí je založen na technologiích lepení technických materiálů a plastů, vyztužených skleněnými vlákny. Tyto materiály mají vysokou mechanickou pevnost, přibližně čtyřikrát nižší hmotnost než ocel, nízkou schopnost vedení tepla, propouštějí světlo a jsou odolné proti korozi. Pokud se mají proklamace o využitelnosti staveb pro OH ve smyslu jejich adaptability, mobility a dočasnosti skutečně naplnit, nelze odvíjet koncepční úvahy jen na zkušenostech a znalostech minulých a současných. Nové technologie a stavební materiály, které budou v době realizace olympijských staveb a zařízení zcela určitě k dispozici, podstatně a významně ovlivní celou strategii jejich přípravy, realizace a následné využitelnosti po olympijských hrách. A nejen to. Zcela určitě ovlivní i urbanistické úvahy o jejich funkčním a kompozičním zapojení do struktury měst a krajiny, a stanou se tak trvalým odkazem olympijských her.

Prof. Ing. arch. Arnošt Navrátil, CSc. Fakulta architektury ČVUT v Praze Ústav nauky o budovách Thakurova 7, 166 34 Praha 6 e-mail: [email protected]


1/2008

PROFILY PROFILES

ILBAU,

SPOL. S R. O.

Společnost ILBAU, spol. s r. o., patří v současné době svou roční výrobou více jak 500 000 m3 mezi největší výrobce čerstvého betonu, maltových směsí a mechanicky zpevněného kameniva (MZK) v České republice. ILBAU je nedílnou součástí stavebního koncernu společnosti STRABAG, a. s., která se objemem prací a počtem pracovníků řadí mezi největší stavební firmy v Evropě. Od svého vzniku v roce 1991 do současné podoby prošla společnost ILBAU vývojem provázeným řadou organizačních změn. Dnes je společnost tvořena dvěma odštěpnými závody: • Odštěpný závod 01 – pískovna Hostín • Odštěpný závod – Frischbeton Síť betonáren společnosti je patrná z mapky (obr. 1), adresy betonáren jsou uvedeny na webových stránkách společnosti. Základním předmětem činnosti společnosti je výroba čerstvých betonových a maltových směsí. Vedle nabídky běžných čerstvých betonů dodává většina našich betonáren celou řadu speciálních produktů šitých na míru dle požadavků zákazníků, betonů lehčených, stříkaných, samozhutnitelných, pohledových, mostových, vodovzdorných, mrazuvzdorných ad. To je umožněno úzkou a trvalou spoluprací s renomovanými dodavateli chemických přísad do betonových směsí i vlastním týmem zkušených technologů. Vysokou kvalitu našich betonových směsí dokládá jejich uplatnění na tak významných stavbách, jakými jsou např. rychlostní komunikace, dálnice, mosty, monolitické konstrukce pozemního stavitelství i na dalších, regionálně významných stavbách. Pro silniční stavitelství vyrábí společnost ILBAU mechanicky zpevněné kamenivo (minerální beton). Jedná se o vrstvu vozovky vyrobenou z nestmelené směsi obsahující minimál-

ně dvě rozdílné frakce přírodního nebo umělého kameniva, rozprostřeného a zhutněného za podmínek zajišťujících maximální dosažitelnou únosnost. MZK je určeno jako spodní podkladní vrstva vozovky pro třídu dopravního zatížení V. – VI. nebo jako horní podkladní vrstva vozovky pro třídu dopravního zatížení I. – IV. MZK se rozprostírá v jedné nebo více vrstvách za pomoci grejdrů nebo finišerů. Námi vyrobené MZK bylo použito na stavbách dálnice D3 Tábor Mezno–Chotoviny, dálnice D11-1105 Osice, části dálnice D47, silniční obchvat Olomouce, obchvat Prahy Lahovice–Slivenec ad. Vedle výroby čerstvých betonových a maltových směsí a MZK je nabízena i široká škála dalších služeb, např. doprava čerstvého betonu a jeho čerpání vlastními i externími čerpadly. V oblasti legislativní pracujeme od roku 2001 v režimu ISO 9001:2001. Naše výrobny jsou certifikovány pro výrobu čerstvého betonu dle ČSN EN 206-1, TN SVB 1-2004. Ing. Pavel Gärtner ILBAU, spol. s r. o. Na Bělidle 198/21, 150 00 Praha 5 tel.: 222 868 187, fax: 257 316 029 e-mail: [email protected], www.frischbeton.cz

Obr. 1 Mapa provozoven Obr. 2 Provozovna Kadaň Obr. 3 Okruh Prahy, úsek 514 Lahovice-Slivenec Obr. 4 Přeložka silnice I/18 Nová Hospoda-Skalka

PSb]\t`\O

:WPS`SQ

^]RZ]d tPSb]\t`\O

<]dtDSa \OR<Wa]c

vSaYt :Ô

[]PWZ\PSb]\t`\O

0S\SÈ]dcAS[WZ

â Y ]d \O

BS^ZWQS DSZdO`g

;Z0]ZSaZOd 6]ab\ cD ]XY]dWQ

9ÒZc^g\DZb

9 O`Z]d g DO`g

>ZhS°

<]dt>OYO

;Z\Y

9ORO°

> ÒVO#A ZWd S\SQ

0S`]c\

8SaS\Y

=a WQ S >ÒVO# ¿S^]`gXS

>ÒVO ;QV]Zc^g

@gQV\]d \OR9\Ð\]c

=Z][]cQ

6ÒP×äd Y O

=abÒdO

> ]RV×Ò >aSY AZO^g cBtP]Ò

9 ]PSäWQ S

> SZVÂW[]d

0 `\] htd ]RA B ¿ 3 2

BÈ]dWQS

htd ]R8 76 htd ]RA 3 D 3 @

vSaY{ 0cRX]dWQS

1 3


2

4

1/2008

9

PROFILY PROFILES

PBK ČÍŽEK, A. S. Činnost projekční kanceláře PBK Čížek spočívá v navrhování betonových konstrukcí budov pozemního stavitelství, zejména průmyslových objektů, skladových areálů, obchodních středisek, polyfunkčních a administrativních budov, sportovních staveb a vícepodlažních parkingů. Dominantní postavení při navrhování zaujímají prefabrikované konstrukce v čisté podobě nebo jako součást hybridních konstrukcí. V oboru zakládání je to specializace na hlubinné základy. Firma zajišťuje: • dokumentaci pro stavební povolení • zadávací dokumentaci stavby • realizační dokumentaci stavby • výrobní dokumentaci • autorský dozor. Projekční skupinu tvoří dvanáct pracovníků. Jádrem je šestičlenný kolektiv hlavních projektantů (obr. 1) včetně vedoucího skupiny s dlouholetou praxí v mnoha projekčních ústavech i výrobních a dodavatelských organizacích. Zárodek projekčního týmu vznikl na odboru vývoje Průmstavu, n. p., Pardubice, kde byl pod vedením Pavla Čížka vyvinut středněrozponový konstrukční systém PREMO. Jeho základní vlastností byla využitelnost obou výrobních technologií: prefabrikace a monolitu. Možnost výběru a volby základních konstrukčních prvků a jejich výhodného uspořádání umožnily návrh konstrukce odpovídající technickým, funkčním, ale i architektonickým požadavkům. Z ukázek několika realizovaných budov je zřejmé, že s použitím otevřeného konstrukčního systému bylo možné vytvářet různorodé architektonické kreace. Systém PREMO se uplatnil při výstavbě budov v období let 1991 až 1996, kdy projekční skupina pracovala v dodavatelských organizacích Průmstav Chrudim a posléze Preming, a. s., Chrudim. Z mnoha zajímavých realizací jsou to například: • Privátní chirurgické centrum Sanus v Hradci Králové (stavba roku 1995) • Central parking v Mariánských Lázních • Administrativní budova Geovap v Pardubicích • Ostacolor v Pardubicích

• Tribuna dostihového závodiště v Pardubicích • Ústav sociální péče ve Chvalčově pod Hostýnem • Dům techniky a Agrobanka v Pardubicích • Truck Centrum Pema pro Volvo ve Zdibech u Prahy • Hasičský záchranný sbor v Jablonci nad Nisou. V roce 1997 se projekční skupina stala součástí stavební firmy PREZIPP, s. r. o., Chrudim a postupně se rozšířila na devět členů. Z množství realizovaných staveb v tomto období lze příkladně uvést: • Baumax v Pardubicích, Chomutově, Mostě, Karlových Varech a Mladé Boleslavi • Interspar v Pardubicích, Zlíně, Ostravě, Hradci Králové a obchodně společenské centrum Park v Praze-Hostivaři • Hypernova v Hradci Králové a Pardubicích • Výrobní a skladový areál Eurinox – Italinox v Modleticích • Logistické centrum Plus Praha • Parking C na letišti v Praze–Ruzyni • Skladový areál Willy Betz v Zákupech • Panasonic MCCZ, Kayaba Manufactoring a Jtekt v Pardubicích, Futaba v Havlíčkově Brodě, Fuji Koyo a Koyo Seiko v Plzni, DMCZ a Toyota Tsusho Logistics v Liberci, TPCA car assembly plant project u Kolína – vše pro japonské investory • Thyssen Ferex v Hrádku nad Nisou. Roku 2003 vzniká firma A-Z PREZIP, a. s., Chrudim, kam přechází větší část projekční skupiny. V létě roku 2005 je založena projekční kancelář PBK Čížek, a. s. V tomto období vzniká mnoho velkých staveb s ryze prefabrikovanými či hybridními konstrukcemi: • Spojovací objekt a část terminálu Sever 2 pro letiště Praha–Ruzyně • Tipsport Aréna – multifunkční hala v Liberci (stavba roku 2006) • Kika v Čestlicích – první realizace v ČR a první realizace pro společnost Kika v prefabrikované verzi • Outlet Tuchoměřice – o rozloze 300 x 200 m poprvé s použitím stropních panelů HCE 500 • Tesco Letňany s nadstandardní hybridní konstrukcí, ve spolupráci s projekční kanceláří Recoc, s. r. o. • Olympia Plzeň v kombinaci prefabrikované betonové konstrukce ve spodní a ocelové konstrukce ve vrchní části

Obr. 1 Skupina vedoucích projektantů, zleva Zdeněk Burkoň, Milan Vích, Michal Sadílek, Martin Vašina, Pavel Čížek, Zora Čížková

Obr. 2 Tribuna D dostihového závodiště v Pardubicích

Motto: konstrukce a architektura jsou dva neodlučitelné pojmy

1

10

2


1/2008

PROFILES PROFILES

3

4 Obr. 4 Koyo Seiko na Borských Polích v Plzni, uživatelsky i staticky funkční a architektonicky působivý design

5

Obr. 3 Interiér halového prostoru Tipsport arény v Liberci Obr. 5 Zatěžovací zkouška sníženého uložení žebrových stropních panelů (ÚSTARCH Bratislava), uspořádání zkoušky

• Letoplast Letovice • Soubor šestnácti nájemních hal v areálu Škoda Plzeň • Zentiva – výškový sklad s přístavkem v Praze • Dostavba areálu firmy Kiekert CS, s. r. o., v Přelouči • Fehrer Liberec • Nisacenter Liberec ve spolupráci se Sial, s. r. o., Liberec • Foxconn v Kutné Hoře – servisní budova • Multifunkční a tréninková hala v Karlových Varech. V pracovní náplni projekční skupiny převažuje tvorba realizační a výrobní dokumentace, která je zpracovávána pro stavební firmy specializované na výrobu a montáž prefabrikovaných konstrukcí a hlubinné zakládání. Přímý kontakt s dodavatelskými organizacemi s neocenitelnými zpětnými vazbami příznivě ovlivňuje proces a způsob navrhování konstrukcí, jejich detailů a dílců. Při navrhování upřednostňujeme inženýrský přístup založený na dlouholetých pracovních zkušenostech s navrhováním prefabrikovaných či monolitických konstrukcí a na užitečných poznatcích získaných účastí při mnoha zatěžovacích zkouškách prefabrikovaných dílců a styků v obdobích vývoje konstrukčních soustav INTEGRO a PREMO. Při navrhování klademe důraz na komplexní funkčnost z uživatelského, konstrukčního a statického hlediska. Preferujeme střídmost a kvalitní design. Dbáme na vyváženost bezpečnosti a hospodárnosti návrhu konstrukce. U prefabrikace upřednostňujeme přesun pracnosti ze staveniště do výroben dílců v souladu s ekonomickými a enviromentálními požadavky na současnou výstavbu. Za jedenáct let, od roku 1997 do roku 2007, jsme celkem zpracovali 550 projektů (tab. 1.), v průměru byl tedy každý týden ukončen jeden projekt. Problém, se kterým se neustále potýkáme při zpracovávání realizační a výrobní dokumentace, spočívá často v nedostatcích projektových podkladů. To je důvod, proč se v naší projekční praxi setkáváme s požadavkem dodavatelů na změnu konstrukčního systému či dokonce technologie výstavby. Příčin je více: rychlost výstavby, snížení ceny konstrukce, výstavba v zimBETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

ním období apod. Tyto úpravy nebo i celková změna konstrukce vznikají obvykle ve stádiu zahájení výstavby nebo v jejím těsném předstihu. To ovšem vede k nadstandardním pracovním a časovým nárokům při zpracování projektů. Jedinou, ale dostatečnou odměnou nám bývá spokojenost z dobře vykonaného díla a samozřejmě i spokojenost zákazníka. V záhlaví je uvedeno motto, které je základem našeho pracovního úsilí. K jeho naplnění je nutná spoluúčast dvou partnerů: architekta a konstruktéra – statika. Opakovaně však bývá esteticky působivá konstrukce ukryta před zraky uživatelů často zbytečnou kapotáží, která stavbu jen prodražuje. A tak v mnoha případech se naším mottem stává „Konstrukce a architektura by měly být dva neodlučitelné pojmy“. Tab. 1 Projektová dokumentace zpracovávaná v období let 1997 až 2007 Společnost PREZIPP CHrudim, s. r. o. A-Z PREZIP, a. s. PBK ČÍŽEK, a. s. 1997 až 2007 Celkem Celkem projektů

DSP 26 12 22 60

Konstrukce ZDS 5 3 21 29 550

RDS 91 32 67 190

Zakládání RDS 86 65 120 271

Ing. Pavel Čížek PBK Čížek, a. s. Pardubická 326, 537 01 Chrudim tel.: 469 655 403, fax: 469 655 406 e-mail: [email protected], www.pbkcizek.cz

1/2008

11

PBK ČÍŽEK, A. S.

Geovap administrativní budova, montovaná konstrukce s prefabrikovanými skrytými hlavicemi monolitických bezprůvlakových stropních desek (PREMO) Futaba v Havlíčkově Brodě, výstavba výrobního závodu součástí pro automobilový průmysl Grupo Antolin u Turnova, detail konstrukce výrobní haly

Privátní chirurgické centrum SANUS v Hradci Králové, prefabrikované konstrukce s filigránovými stropními deskami (PREMO)

Outlet Airport Praha v Tuchoměřicích s prvým použitím stropních panelů HCE 500 pro modul 16,4 m

Ústav sociální péče ve Chvalčově pod Hostýnem, pohled na část budovy, prefabrikovaný krov s otevřenými podkrovními prostorami pro relaxaci (PREMO)

Zentiva – výškový sklad s přístavkem v Praze, esteticky citlivě navržená prefabrikovaná konstrukce

Eurinox – Italinox, výrobní a skladový areál v Modleticích u Prahy, pohled na architektonicky kvalitní návrh betonového obvodového pláště

Hasičský záchranný sbor v Jablonci nad Nisou, s důslednou aplikací konstrukční soustavy PREMO

STAVEBNÍ

KONSTRUKCE STRUCTURES

MEMBRÁNOVÉ

STŘECHY Z PŘEDJATÉHO BETONU MEMBRANE ROOFS FROM PRESTRESSED CONCRETE 1

JIŘÍ STRÁSKÝ Membránové střechy z předpjatého betonu jsou popsány z hlediska architektonického a konstrukčního řešení, statické analýzy a postupu výstavby. Konstrukce umožňují zastřešit velké prostory, vyznačují se minimální spotřebou materiálu a pro jejich výstavbu není nutná skruž. Membrane roofs from prestressed concrete are described in terms of their architectural and structural solution, static analysis and process of construction. The structures enable to cover large space, require minimum amount of material and a falsework is not needed for their erection. Skutečnost, že cena práce je v porovnání s cenou základních stavebních materiálů neustále vyšší a vyšší, vede k tomu, že jsou stále více navrhovány jednoduché trámové konstrukce. Úžasné skořepinové konstrukce vyžadující náročné skruže, které byly běžné v padesátých a šedesátých letech minulého století, jsou nyní navrhovány jen zřídka. S ohledem na minimální spotřebu materiálu a zajímavý architektonický tvar, považujeme za vhodné tyto konstrukce dále studovat a hledat způsob, jak je hospodárně stavět. Jednou z možností je nahradit skruž 2

Obr. 1 Portugalský národní pavilon pro EXPO’98, Lisabon, návrh architekt Alvaro Siza ve spolupráci s inženýrskou kanceláří STA – Segadaes Tavares & Partners Fig. 1 Portuguese national pavilion at EXPO’98, Lisbon, design of architect Alvaro Siza in cooperation with structural design office STA – Segadaes Tavares & Partners

lanovou sítí, na kterou se zavěsí jednoduché betonové prvky. Tuhost konstrukce se zajistí předepnutím kabelů vedených ve spárách mezi těmito prvky. Membránové střechy z předpjatého betonu, pro které jsme dříve používali název „visuté střechy“, se ve světě navrhují od počátku předpjatého betonu. Bohužel, v posledních letech byly opomenuty a nahrazeny na údržbu náročnými konstrukcemi podporovanými vnější-

Obr. 2 Působení membránových střech: a), b) lanová konstrukce bez ztužení, c) ztužení tíhou střechy, d), e) ztužení kabely opačné křivosti, f) ztužení předpjatou membránou Fig. 2 Performance of the membrane roofs: a), b) cable structure without stiffening, c) stiffening by dead load, d), e) stiffening by cables of the opposite curvature, f) stiffening by a prestressed membrane Obr. 3 Konstrukce jednoduché křivosti – nad celou plochou Fig. 3 Structures of a single curvature – above the whole area Obr. 4 Konstrukce jednoduché křivosti – nad části plochy Fig. 4 Structures of a single curvature – above a portion of the area

3

4

14


1/2008

STAVEBNÍ

5

6

7

8

mi kabely. Nedávné realizace v Portugalsku (obr. 1), které získaly řadu architektonických cen, však potvrzují, že tyto konstrukce jsou stále moderní, ekonomické a umožňují architektonicky obohatit naše prostředí. Přehled realizovaných konstrukcí a základní problémy návrhu těchto konstrukcí jsou popsány v [1] [2]. Tento článek navazuje na tyto příspěvky a uvádí příklady studovaných konstrukcí. Membrána z předpjatého betonu dává konstrukci tvarovou stálost a dostatečnou tuhost zajišťující bezporuchový provoz (obr. 2) [3]. Konstrukční řešení střech je podobné řešením lávek z předpjatého pásu, které jsou u nás stavěny od roku 1989 a které jsme také navrhovali v USA a UK. Lávky mají jednoduchý čistý tvar daný staticky jasným působením. Jejich nespornou výhodou je minimální spotřeba materiálu a montáž nezávislá na terénu. Navíc, protože je lze navrhnout bez ložisek a dilatačních závěrů, jsou takřka bezúdržbové. Bohužel, předpjaté membránové střechy z předpjatého betonu nebyly u nás dosud realizovány. Proto autor příspěvku považuje za účelné na tyto konstrukce znovu upozornit a na příkladech studovaných konstrukcí poukázat na možná řešení.

TYPY M E M B R ÁNOV ÝC H KONSTR U KC Í Membránové konstrukce mají buď jednoduchou křivost, nebo tvoří rotačně symetrické plochy, popřípadě vytváří konstrukce dvojí křivosti. Je zřejmé, že membránové konstrukce mohou být navrženy nad jakýmkoliv půdorysem. Jejich tvar však v počátečním stavu musí být bezmomentový – výslednicový (funicular) k danému zatížení. Konstrukce jednoduché křivosti Membránové konstrukce jednoduché křivosti jsou tvořeny jednoduchou válcovou plochou – vlastně širokým předpjatým pásem. Protože průvěs pásu je poměrně malý, jeho tvar se blíží parabole druhého stupně. Aby bylo usnadněno odvodnění, je válcová plocha podélně skloněna, nebo v podélném směru konstrukce střechy sleduje konkávní křivku. Jak bylo uvedeno v [1] jsou nosné kabely obvykle kotveny v hlavicích sloupů. Vodorovná síla je z hlavic sloupů přenášena do základů buď jako u visutých mostů vnějšími skloněnými kabely, nebo ohybovou tuhostí sloupů (obr. 3, 4). Lze také navrhnout tzv. samokotvený systém. V tomto případě jsou hlavice slou-


1/2008


Obr. 5 Rotačně symetrické konstrukce: – nad celou plochou Fig. 5 Revolving symmetrical structure – above the whole area Obr. 6 Rotačně symetrické konstrukce: – nad části plochy Fig. 6 Revolving symmetrical structure – above a portion of the area Obr. 7 Rotačně symetrické konstrukce se střední podpěrou Fig. 7 Revolving symmetrical structure with a central support Obr. 8 Rotačně symetrická konstrukce – pravoúhlé uspořádání sítě a prefabrikovaných prvků Fig. 8 Revolving symmetrical structures – rectangular arrangement of the cables and precast members

pů vzájemně spojeny ohybově tuhým nosníkem, který přenáší vodorovnou sílu do tlačených prvků spojujících protilehlé strany. Tlačený prvek může být tvořen vzpěrou a nebo obloukem. Vzpěra je obvykle spojena s taženým předpjatým pásem, který zajišťuje její stabilitu. Oblouk bývá situován na vnějších okra15

STAVEBNÍ


9 Obr. 9 Konstrukce dvojí křivostí Fig. 9 Structure of a double curvature

16

10

Obr. 10 Prostorová síť kabelů [4] Fig. 10 Space net of cables [4]

Potom nosné kabely překlenují celou plochu a předpínací kabely jsou kotveny v kotevních blocích a v okrajovém nosníku, který ukončuje předpjatou membránu.

jích střechy a spojen sloupy se základy. Sloupy brání vybočení oblouků, a proto může být oblouk velmi štíhlý. Je samozřejmé, že v konstrukcích lze tyto základní systémy vzájemně kombinovat. Konstrukce střechy může zakrývat celý prostor (obr. 3), anebo jen část (obr. 4).

Rotačně symetrické konstrukce Většina rotačně symetrických ploch je obvykle tvořena okrajovým tlačeným a středním taženým prstencem, mezi kterými jsou natažena radiální lana nesoucí prefabrikované prvky lichoběžníkového tvaru (obr. 5, 6). Konstrukce je předepnuta radiálními kabely kotvenými v obou prstencích. Většinou je tlakový prstenec

11a)

11b)

12a)

12b)

Obr. 11 Membrána podepřená oblouky: a) prostorová síť kabelů, b) membrána Fig. 11 Membrane supported by arches: a) space net of cables, b) membrane Obr. 12 Membrána podepřená visutými kabely: a) prostorová síť kabelů, b) membrána Fig. 12 Membrane supported by suspension cables: a) space net of cables, b) membrane


1/2008

STAVEBNÍ

z betonu, střední tažený prstenec z konstrukční oceli, anebo z předpjatého betonu. Je samozřejmé, že střední tažený prstenec může mít poměrně velký poloměr. Potom má předpjatá membrána tvar mezikruží (obr. 6) a konstrukce střechy zakrývá jen část plochy. Rotačně symetrická konstrukce může být také navržena se střední podpěrou (obr. 7). Střední tažený prstenec a lichoběžníkové prvky lze nahradit ortogonálním uspořádáním nosných a předpínacích kabelů, které nesou a předpínají pravidelné čtvercové prvky (obr. 8). Konstrukce dvojí křivosti Zatímco tuhost membránových konstrukcí jednoduché křivosti je především dána jejich ohybovou tuhostí, tuhost konstrukcí dvojí křivosti je navíc zvýšena jejich smykovou únosností a zborcením povrchu skořepiny – tedy skutečností, že sklon protilehlých stran elementu konstrukce je rozdílný. Je nepřeberné množství konstrukcí dvojí křivostí, které lze navrhnout nad požadovaným půdorysem. Nejčastější z nich je hyperbolický paraboloid. Hyperbolický paraboloid navržený nad kruho-

vým půdorysem elegantně řeší odvodnění střechy. Konstrukci tvarem blízkou hyperbolickému paraboloidu lze také vytvořit z lanové sítě, na kterou se zavěsí deskové prvky. Po předepnutí lan vznikne tvarově stálá skořepina požadované tuhosti. (obr. 9). Membránu z předpjatého betonu lze vytvořit nad jakýmkoliv půdorysem, nad kterým můžeme pro dané zatížení a uspořádání podpěr vytvořit prostorovou síť kabelů (obr.10) [4]. Při hledání tvarů je vhodné vyjít ze známých konstrukcí a ty pak dále vyvíjet [5] [6]. Základní nosnou síť z kabelů lze podepřít rámovou konstrukcí, oblouky (obr. 11) a nebo visutými kabely (obr. 12). Tyto základní konstrukční prvky lze vzájemně kombinovat a doplňovat o další prvky – vzpěry a závěsy. P Ř Í K L A DY

STU DOVANÝC H

MEMBRÁNOVÝCH KONSTRUKCÍ

Abychom pochopili chování membránových konstrukcí z předpjatého betonu, vypracovali jsme řadu studijních projektů možných řešení. Tyto projekty, které řeší konstrukce jednoduché a dvojí křivosti, vyšly z dosud realizovaných konstrukcí. Konstrukci dvojí křivosti jsme ově-

13

14

15

16


1/2008


řili na modelu konstrukce v měřítku 1:10 [7] [8]. Model sloužil nejen pro ověření statického působení konstrukce, ale také k ověření montážních postupů a k nalezení způsobu porušení. Je samozřejmé, že skutečné konstrukce lze upravit tak, aby co nejlépe vyhovovaly místním podmínkám a požadavkům na projektovanou konstrukci. Studo-

Obr. 13 Plavecký stadion – vizualizace Fig. 13 Swimming pool – image Obr. 14 Plavecký stadion – vizualizace Fig. 14 Swimming pool – image Obr. 15 Plavecký stadion – příčný řez konstrukcí Fig. 15 Swimming pool – cross section of the structure Obr. 16 Plavecký stadion – spojení membrány s příčnými rámy: a) příčný řez prefabrikovaným prvkem, b) příčný řez spárou Fig. 16 Swimming pool – connection of the membrane with the cross frames: a) cross section through a precast member, b) cross section through the joint

17

STAVEBNÍ


17

18 Obr. 17 Plavecký stadion – prefabrikované prvky: a) půdorys, b) řez A-A, c) řez B-B Fig. 17 Swimming pool – precast members: a) plan, b) section A-A, c) section B-B

19

vané konstrukce jsme označili podle jejich možného použití. Je však zřejmé, že jejich možné aplikace jsou mnohem širší. Plavecký stadion Jednoduchost řešení konstrukce jednoduché křivosti je demonstrována na příkladu zastřešení konstrukce plaveckého stadionu (obr. 13 a 14). Konstrukci střechy s rozpětím 70 m tvoří membrána sestavená z prefabrikovaných prvků tloušťky 400 mm (obr. 15 a 16). Prefabrikované prvky jsou neseny předpínacími lany, které jsou kotveny v příčných rámech situovaných po 6 m. Příčné rámy podporující hlediště jsou pod bazénem spojeny žebry podporujícími dno bazénu a přenášejícími část vodorovné síly z kabelů. Hlavice rámů jsou spojeny plochými podélnými nosníky z betonu C50/60 nejen ztužujícími konstrukci v podélném směru, ale také přenášejícími část vodorovné síly z kabelů do krajních oblouků. Zbývající část vodorovné síly je přenášena ohybovou tuhostí příčných rámů. Prefabrikované prvky skladebných rozměrů 6 x 3 m vylehčené kazetou (obr. 17) jsou tvořeny deskou ztuženou okrajovými nosníky a příčným žebrem. Jsou navrženy z lehkého konstrukčního betonu LC30/33. Prefabrikované prvky jsou při montáži zavěšeny na nosná lana 18

situovaná v příčných spárách mezi těmito prvky (obr. 18). V těchto spárách jsou také umístěna předpínací lana. Zatímco nosná lana ∅Ls 15,5 mohou být chráněna proti korozi jen předpjatým betonem spár, předpínací lana jsou navržena jako monostrandy. To umožní jejich napnutí po vybetonování spár mezi prvky. V podélném směru je konstrukce ztužena podélnými spárami, které je vhodné slabě předepnout monostrandy. Krytí nosných a předpínacích kabelů zaručuje stejnou protipožární odolnost jako u tradičních betonových konstrukcí. Konstrukce střechy je doplněna tepelnou izolací a hydroizolací. Montáž konstrukce střechy je zřejmá z obr. 19. Po vybetonování příčných rámů a podélných ztužujících rámů je vybetonován okrajový oblouk spojený sloupy se základy. Potom jsou smontována a napnuta nosná předpínací lana. Následně jsou smontovány jednotlivé pásy – pruhy střechy. Montáž může začít od středu rozpětí jednotlivých pásů. Podobně jako u lávek pro pěší se prefabrikované prvky podvlečou pod nosná lana, zavěsí se na ně a zabezpečí se proti sklouznutí z lan. Potom jsou tahem vrátku přesunuty do projektované polohy. Po smontování jednoho pruhu, bude provedena montáž sousedního pruhu.

Obr. 18 Plavecký stadion – detail spáry mezi prefabrikovanými prvky: a) příčná spára, b) podélná spára Fig. 18 Swimming pool – detail of the joint between precast members: a) transverse joint, b) longitudinal joint Obr. 19 Plavecký stadion – montáž prefabrikovaných prvků Fig. 19 Swimming pool – erection of precast members

Montáž se opakuje, pokud není smontována celá střecha. Potom je osazeno ztracené bednění spár a betonářská a předpínací výztuž. Následně se vybetonují spáry a po dosažení dostatečné pevnosti betonu se konstrukce střechy příčně a podélně předepne. Radiální síly od předpětí spolu s kotevními silami působícími v místě kotvení lan, vyvodí v konstrukci střechy tlakové namáhání. Statický výpočet zohlednil nelineární působení konstrukce a postup stavby. Vlastní tíhu lan, tíhu betonových prvků a spár přenáší nosná lana, která působí jako dokonale ohebná vlákna. Všechna ostatní zatížení, to je účinky předpětí, tíhu izolace, sníh, vítr, možné nahodilé zatížení a objemové změny betonu přenáší předpjatá membránová konstrukce, která je namáhána nejen tahem, ale i ohybem. Ohybové namáhání je výrazné zejména v místě kotvení pásu do příčných rámů. Podrobná analýza prokázala, že ohybové namáhání lze redukovat


1/2008

STAVEBNÍ

ními ztužujícími nosníky. Před odskružením se konzoly vzájemně spojí nosnými lany přenášejícími vodorovnou složku obloukové síly. Poloha lan nad oblouky je dána jednoduchými ocelovými přípravky umožňujícími následnou montáž prefabrikovaných prvků situovaných nad oblouky a konzolami. Dále se na nosná lana zavěsí zbývající prvky, osadí se ztracené bednění spár a předpínací a betonářská výztuž. Po jejich vybetonování se nosná konstrukce předepne. Podobně jako u předcházející konstrukce zohlednil statický výpočet nelineární působení konstrukce a postup stavby.

20

21 22

Obr. 20 Letištní hala – vizualizace Fig. 20 Airport hall – image Obr. 21 Letištní hala – vizualizace Fig. 21 Airport hall – image Obr. 22 Letištní hala – příčný řez konstrukcí Fif. 22 Airport hall – cross section of the structure

buď krátkým náběhem a nebo uložením pásu na sedlo. U popisované konstrukce je navrženo první řešení. Letištní hala Nedávno bylo realizováno několik ekoduktů a lávek pro pěší, jejichž konstrukci tvoří předpjatý pás podporovaný oblouky [9]. Předpjatý pás nejen přenáší dopravu, ale také působí jako táhlo, které přenáší vodorovnou složku obloukové síly. Podobný princip může být aplikován při návrhu zastřešení hal (obr. 20 a 21). Konstrukci střechy šířky 110 m tvoří membrána o dvou polích 2 x 55 m, která je vetknuta do krajních ztužujících nosníků a je podporována plochým obloukem


s rozpětím 64 m (obr. 22). Na plochý oblouk navazují vnější zakřivené konzoly, vlastně půloblouky s rozpětími 23 m. Oblouky, které jsou v podélném směru haly situovány po 6 m, tvoří s vnějšími konzolami základní nosný systém. Oblouky jsou podporovány podpěrami tvaru písmene V, které spolu s membránou ztužují konstrukci v podélném směru. Membránová konstrukce je vlastně tvořena širokým předpjatým pásem. Průvěs předpjatého pásu a vzepětí oblouku a půloblouků jsou voleny tak, aby pro zatížení stálé byla vodorovná složka tahové síly v pásu stejná, jako vodorovná složka obloukové síly. Potom jsou základy namáhány jen svislými reakcemi. Membrána je sestavena z prefabrikovaných prvků totožných s prvky plaveckého stadionu (obr. 17). Také uspořádání spár a systém předpětí je totožný. Nejnižší výška pásu nad podlahou je v místě, kde lze situovat krajní stěny a tedy i svody odvodnění střechy. Předpokládá se, že se nejdříve vybetonují oblouky s vnějšími konzolami a kraj-


1/2008

Kongresová hala Membrána dvojí křivosti byla studována na konstrukci, která vychází z řešení rekonstruované kongresové haly postavené v Berlíně [1]. Zatímco hala v Berlíně je monolitická, námi studovaná konstrukce je sestavená z prefabrikovaných prvků. Střechu tvoří zborcená plocha podporovaná skloněnými oblouky (obr. 24). Protilehlé rovinné oblouky jsou rámově spojeny se šikmými stojkami, které jsou vetknuty do patek vzájemně spojených předpjatým táhlem (obr. 25). Tvar konstrukce vyplynul z podrobné statické analýzy. Půdorysný průmět skloněných oblouků má přibližně tvar paraboly druhého stupně. Membrána je sestavena z prefabrikovaných prvků skladebných rozměrů 3 x 3 m (obr. 26) nesených lany příčně pnutými mezi oblouky. Tvar nosných lan odpovídá přibližně parabole druhého stupně. Poměr f/L2 všech lan je konstantní, to znamená, že každé lano je vlastně výsekem z nejdelšího situovaného lana mezi vrcholy oblouků. Potom horizontální složka tahové síly je ve všech lanech stejná. Sklon oblouků a průvěs lan byly určeny tak, aby výslednice vnitřních sil (od tahové síly lana a tíhy oblouku) působila v rovině oblouků. S ohledem na půdorysný tvar konstrukce jsou u oblouků prefabrikované prvky doplněny monolitickými klíny betonovanými spolu se spárami mezi prvky (obr. 27). Tuhost konstrukce je dána předpětím vyvozeným lany situovanými jak v příčných, tak i v podélných spárách (obr. 28). Podobně jako u předcházejících konstrukcí jsou předpínací lana tvořena monostrandy. Skloněné oblouky mají pětiúhelníkový průřez. Předpokládá se, že budou tvořeny trubkou spřaženou s betonem. Trub19

STAVEBNÍ


23

24

25

26

27 28

29

20


1/2008

STAVEBNÍ

Obr. 23 Kongresová hala – vizualizace Fig. 23 Congress hall – image Obr. 24 Kongresová hala – vizualizace Fig. 24 Congress hall – image Obr. 25 Kongresová hala – konstrukční uspořádání: a) půdorys, b) příčný řez A-A, c) podélný řez B-B Fig. 25 Congress hall – structural arrangement: a) plan, b) cross section A-A, c) longitudinal section B-B Obr. 26 Kongresová hala – prefabrikované prvky: a) půdorys, b) řez A-A, c) řez B-B Fig. 26 Congress hall – precast members: a) plan, b) section A-A, c) section B-B Obr. 27 Kongresová hala – spojení membrány s nosnými oblouky: a) příčný řez prefabrikovaným prvkem, b) příčný řez spárou Fig. 27 Congress hall – connection of the membrane with load bearing arches: a) cross section through a precast member, b) cross section through the joint Obr. 28 Kongresová hala – detail spáry mezi prvky: a) příčná spára, b) podélná spára Fig. 28 Congress hall – detail of the joint between precast members: a) transverse joint, b) longitudinal joint Obr. 29 Kongresová hala – montáž prefabrikovaných prvků (vizualizace) Fig. 29 Congress hall – erection of precast members (image)

ka slouží k přesnému osazení kabelových kanálků a kotev lan a k zavěšení bednění oblouků. Montáž konstrukce střechy bude zahájena stavbou skloněných oblouků. Nejdříve se na montážních podpěrách smontují ocelové trubky, na které se zavěsí bednění oblouků. Po vybetonování oblouků se osadí a napnou nosná lana; montážní podpěry se odstraní. Potom se na nosná lana postupně zavěsí prefabrikované prvky (obr. 29). Protože z rovinných prefabrikovaných prvků se vytváří zborcená plocha, je nutno vždy pod jeden zavěs prefabrikovaného prvku vložit podkladek. Zborcení střechy je dosaženo ve spárách. Po smontování prefabrikovaných prvků se u oblouků osadí bednění klínů, ztracené bednění spár a předpínací a betonářská výztuž. Následně se

Literatura: [1] Stráský J.: Visuté předpjaté střechy. Beton TKS 4/2005, 1/2006 [2] Strasky J.: Stress ribbon and cable supported pedestrian bridges, ISBN: 0 7277 3282 X, Thomas Telford Publishing, London 2005 [3] Engel H.: Structural Systems. Verlag Gerd Hatje, 1997 [4] Otto F., Rash B.: Finding form. Towards an architecture of the minimal. ISBN 3-930698-66-8. Edition Maxel Magnes. Deutche Werkbund Bayern 1995 [5] Hampe E., Büttner O.: Bauwerk, Tragwerk, Tragstruktur, Band 1, Band 2. VEB Verlag für Bauwesem. Berlin1977, 1984 [6] Salvadori M.: Why Buildings stand up. The strength of architecture. W. W. Norton & Company. New York, London 1990 [7] Strasky J., Kalab P.: Model Test of the Prestressed Concrete Hypar Shell. Shell and Spatial Structures. IASS Conference, Venice, Italy 2007 [8] Kaláb P., Bernát M., Stráský J.: Model membránové střechy z předpjatého betonu, Beton TKS 1/2008 [9] Strasky J., Rayor G.: Stress-Ribbon Pedestrian Bridges Supported or Suspended on Arches. International Bridge Conference, Pittsburgh 2007

vybetonují spáry a po dosažení dostatečné pevnosti betonu se konstrukce střechy příčně a podélně předepne. Radiální síly od předpětí spolu s kotevními silami působícími v místě kotvení lan vyvodí v konstrukci střechy tlakové namáhání. Statický výpočet zohlednil nelineární působení konstrukce a postup stavby. Vlastní tíhu lan, tíhu betonových prvků a spár přenáší nosná lana, která působí jako dokonale ohebná vlákna. Všechna ostatní zatížení, to je účinky předpětí, tíhu izolace, sníh, vítr, možné nahodilé zatížení a objemové změny betonu přenáší předpjatá membránová konstrukce, která je namáhána nejen tahem, ale i ohybem. Ohybové namáhání je výrazné zejména v místě vetknutí membrány do oblouků. Z ÁV Ě R Jak bylo uvedeno v úvodu, protože cena práce je v porovnání s cenou základních stavebních materiálů neustále vyšší


1/2008


a vyšší, jsou častěji navrhovány jednoduché trámové konstrukce. Na druhou stranu se ve světě objevují konstrukce charakterizované naprostou volností tvarů odvozených z představ architekta. Mluví se o hledání volných tvarů (free form finding) a o tzv. tekuté architektuře (liquid architecture). Protože tyto tvary nejsou dány statickou funkcí, navrhují se tyto stavby obvykle tak, že se vytvoří tradiční nosný systém, na který se připevní tvarovaný plášť. Bohužel se nevyužívá tvárný beton tvořící konstrukci i plášť, ale obvykle se navrhuje ocelová příhradovina, na kterou se připevní betonové panely. Je škoda, že neumíme přesvědčit naše partnery, aby pro tyto stavby přijali tvárnou betonovou konstrukci spojující funkci s tvarem. Podle mého názoru membránové konstrukce z předpjatého betonu mohou pomoci řešit tento problém. Lze je navrhnout nad jakýmkoliv půdorysem. A protože jejich výchozí tvar vychází z tvaru lanové sítě, umožňují návrh volného tvaru (free form), který je současně staticky čistý a tedy i ekonomický. Je zřejmé, že membránové konstrukce z předpjatého betonu opravdu umožňují návrh architektonicky zajímavých a současně hospodárných konstrukcí. Předpětím lze zajistit, aby konstrukce byly namáhány jen tlakem a tak omezit vznik trhlin. Při správném návrhu detailů a pečlivém provedení lze postavit konstrukce, které vyžadují minimální údržbu. Popisované konstrukce byly navrženy na Ústavu betonových a zděných konstrukcí FAST VUT v Brně ve spolupráci s firmou Stráský, Hustý a partneři, s. r. o., Brno. Při řešení popisovaných mostů byly aplikovány výsledky projektu Ministerstva průmyslu FI-IM/185 „Nové úsporné konstrukce z vysokopevnostního betonu”. Příspěvek vznikl za podpory projektu 1M6840770001 MŠMT, v rámci činnosti výzkumného centra CIDEAS. Prof. Ing. Jiří Stráský, DSc., PE FAST VUT v Brně Veveří 95, 662 37 Brno tel.: 541 147 845, fax: 549 250 218 Stráský, Hustý a partneři, s. r. o. Bohunická 50, 619 00 Brno tel.: 547 101 882, fax: 547 101 881 e-mail: [email protected] foto: Archiv SHP, vizualizace: Ing. Jaroslav Baron

21

STAVEBNÍ


NÁRODNÍ

TECHNICKÁ KNIHOVNA NATIONAL TECHNICAL LIBRARY Obr. 1 Pohled na rozestavěnou budovu knihovny Fig. 1 View of the library building under construction

1

P AV E L K A S A L , L U D M I L A K O S T K O VÁ , P AV E L S M Í Š E K , P AV E L V A N Ě K Objekt Národní technické knihovny využívá moderní technologie. Velkorozponové stropy nadzemních podlaží jsou předepnuty. Systém chlazení a topení je integrován do betonové konstrukce stropů. V celé budově jsou navrženy betonové konstrukce v kvalitě pohledového betonu. The building of the National Technical Library exploits modern technology. Largespan ceilings of the above-ground storeys are pre-tensioned. The cooling and heating system is integrated in the concrete structure of the ceilings. Concrete structures in the top layer quality are designed throughout the entire building.

Národní technická knihovna (NTK) vyrůstá v Praze 6 mezi ulicemi Thákurova a Studentská, poblíž ulice Technická u Flemingova náměstí. Vzhledem k svému umístění v těsné blízkosti budov Vysoké školy chemicko-technologické, Fakulty stavební a Fakulty strojní ČVUT stane se knihovna nedílnou součástí tohoto vysokoškolského komplexu technických škol (obr. 1), a bude tak plnit nejen funkci jejich centra, ale i servisu pro různé technické vědy. Objekt Národní technické knihovny má v půdorysu tvar zaobleného čtverce o vnějších rozměrech cca 75 x 75 m. Uprostřed budovy je umístěno obdélníkové atrium 17,3 x 28,35 m, které je otevřeno až do 6. NP a je zakryto ocelovou konstrukcí světlíku.

2

22

Objekt má šest nadzemních a tři podzemní podlaží. V podzemní části bude umístěn parking, sklad knih a technické zázemí. 1. a 2. NP mají charakter veřejný (obr. 2) s doplňkovými funkcemi a budou prostorem volné komunikace a setkávání návštěvníků areálu vysokých škol. V těchto podlažích bude také umístěn přednáškový sál, výstavní prostor, pobočka Městské knihovny, noční studovna a kavárna. V nadzemních podlažích budou umístěny především volné výběry fondů, studovny, učebny a administrativní zázemí knihovny. NOSNÁ KONSTRUKCE OBJEKTU Objekt NTK se skládá ze dvou samostatných dilatačních částí. Celá hlavní budova knihovny tvoří jeden dilatační celek. Druhým dilatačním celkem je jednopodlažní konstrukce vnějších ramp a zásobovacího dvora.

Obr. 2 Pohled do vnitřního prostoru přízemí budovy Fig. 2 View of the interior of the ground floor of the building Obr. 3 Sloupy s hlavicemi v obvodové části stropu Fig. 3 Columns with heads in the peripheral part of the ceiling

3


1/2008

STAVEBNÍ

Nosný systém hlavní budovy tvoří železobetonový monolitický skelet převážně s deskami působícími ve dvou směrech. Primární modulový systém nadzemních podlaží je 15 x 15 m. V suterénních prostorách je zahuštěn rastrem sloupů v osových vzdálenostech 7,5 x 7,5 m. Systém sloupů je doplněn stěnami komunikačních a instalačních jader. Objekt je založen na monolitické základové desce proměnné tloušťky v rozmezí 500 až 1 600 mm. Proměnnost tloušťky základové desky vyplývá z nutnosti zajištění desky proti protlačení pod sloupy. V podzemních podlažích jsou monolitické obvodové stěny, působící jako spojité nosníky podpírané stropními deskami a základovou deskou zatížené zemním tlakem. Stropní konstrukce podzemních podlaží je v prostoru garáží tvořena převážně deskou konstantní tloušťky 250 mm. Tato deska je místně (z důvodů vyššího zatížení) doplněna kruhovými hlavicemi o průměru 3 m tloušťky 250 mm pod desku. Stropní konstrukce centrální části budovy, vynášející velká zatížení od depozitářů, je navržena jako trámová s průvlaky v osové vzdálenosti 7,5 m příčného průřezu 700 x 650 mm na rozpětí 7,5 m. Průvlaky vynášejí trámy příčného průřezu 350 x 550 mm v osové vzdálenosti 2,5 m, které podpírají desku konstantní tloušťky

150 mm. Sloupy v podzemních podlažích jsou dle potřeb dispozice jednak kruhové o průměru 500 až 900 mm, jednak obdélníkového průřezu 250 x 500 mm až 500 x 1 300 mm. Z důvodů větší flexibility dispozičního řešení prostoru v nadzemních podlažích je zde navržena velkorozponová konstrukce s modulem 15 x 15 m. Základním nosným systémem všech stropů v nadzemní části objektu je obousměrně předepnutá stropní deska konstantní tloušťky 300 mm doplněná v místě sloupů kuželovými hlavicemi (obr. 3). Ve střední části objektu mají hlavice průměr 6 m, u obvodových sloupů průměr 4,5, resp. 5 m. Výška hlavice včetně konstrukce desky se pohybuje od 800 do 1 000 mm v závislosti na průměru sloupu a světlé výšce podlaží. Svislé konstrukce tvoří sloupy o průměru 500 až 900 mm a stěny komunikačních a instalačních jader tloušťky 200 až 250 mm. Vnější okraje stropních desek i obvody vnitřních atrií nadzemních podlažích jsou ztuženy parapetními nosníky. Hlavní schodiště jsou navržena jako kombinace železobetonových prefabrikovaných schodišťových ramen a monolitických podest. Schodiště v atriu je pak plně monolitické. Technicky zajímavá je střední část stropu nad 1. NP, který vlastně tvoří podlahu 4



Materiál konstrukční beton [m3] výztuž [t]

měkká přepínací

bednění [m2]

Objem 19 450 3 130 310 53 300

Tab. 1 Hlavní objemy Tab. 1 Volume of main materials

atria. Tento strop je zavěšen za okraj stropu nad 2.NP pomocí předpjatých betonových táhel o průměru 250 mm. H Y D R O I Z O L AC E S P O D N Í S TAV BY Ochrana proti průniku podzemní vody a zemní vlhkosti do vnitřních prostor objektu je zajištěna použitím kombinace bentonitových rohoží a vodonepropustné železobetonové konstrukce. Vzhledem k tomu, že hladina podzemní vody se nachází hlouběji než základová spára, je vodonepropustná betonová konstrukce provedena pouze do úrovně stropu

Obr. 4 Předpínací kabely v oblasti hlavice Fig. 4 The tendons in the drop area Obr. 5 Aktivní a pasivní kotvení systému SO 6-4 Fig. 5 Stressing and dead-end anchorages of the SO 6-4 system

5

1/2008

23

STAVEBNÍ


6 Obr. 6 Dokončený díl 1, probíhá ukládka dílu 2 Fig. 6 Just finished part 1, placing of the part 2 in progress

nad 3. PP. Vyztužení železobetonové konstrukce základové desky a obvodových stěn ve 3. PP je tedy navrženo na maximální výpočtovou šířku trhlin 0,2 mm a konstrukce je postavena z vodostavebního betonu, pracovní spáry jsou těsněny těsnícím plechem potaženým bitumenem. Do obvodových stěn byly vkládány

Obr. 7 Kotevní kapsy po injektáži kabelů Fig. 7 Stressing pockets after grouting of the tendons Obr. 8 Ukládka předpínacích kabelů 3.NP Fig. 8 Tendon placing of the 3rd floor

tzv. trhací lišty, kterými jsou předurčena místa vzniku smršťovacích trhlin a zároveň jsou tyto trhliny těsněny vůči průniku vody. PŘEDPĚTÍ STROPNÍCH KONSTRUKCÍ Stropní desky v nadzemních podlažích bylo nutné z důvodů velkých rozpětí obousměrně předepnout. Desky jsou předpínané dodatečně lanovým předpínacím systémem SO 6-4 se soudržností s pasivní kotvou typu H 6-4. Použity tak byly čtyřlanové kabely v plochých kanálcích, které jsou vhodné pro předpínání tenkých deskových konstrukcí z důvodu dosažení maximální excentricity přepínací výztuže vůči střednicové rovině předpínané konstrukce. Stropní deska je silně vyztužena těmito kabely ve sloupových pruzích, kde je jedenáct kabelů s osovou vzdáleností 400 mm (obr. 4). Ve specifických případech je osová vzdálenost zkrá-

7

24

cena v jednom směru dokonce na polovinu. Mezipodporové pruhy jsou vyztuženy předpínacími kabely s typickou osovou vzdáleností 1 500 mm. Kabely jsou kladeny tak, aby u okraje stropní konstrukce byly vždy vystřídány kabely s aktivní a pasivní kotvou (obr. 5). Aby tuhá protilehlá komunikační jádra umístěná vždy cca v polovině strany zaobleného čtvercového půdorysu budovy nebránila vnesení plnohodnotné předpínací síly do stropní konstrukce, byla dilatačně oddělena od stropní konstrukce tak, že stropní konstrukce je na stěnách jader uložena na kluzných ložiscích. Tento konstrukční detail zajistil, že vnesením předpínací síly do stropních desek nejsou namáhána komunikační jádra, a bylo tak vyloučeno riziko vzniku trhlin v okolí jader. Celkově bylo nainstalováno přibližně 310 t předpínací výztuže, 63 km ocelových kanálků, 2 200 aktivních a 2 200 pasivních kotev do šesti nadzemních podlaží konstrukce v rytmu jedno patro za jeden měsíc. Základním úkolem v přípravné fázi projektu bylo sladění potřeb jednotlivých prací při ukládce stropních desek. Nejednalo se „jen“ o koordinaci předpínacích, železářských a betonážních prací, ale navíc i o ukládku systému podlahového vytápění integrovaného do nosné konstrukce. Při návrhu betonážních úseků bylo nutné zohlednit především postup ukládky předpínacích kabelů (obr. 6). Převážná část kabelů je kotvena v líci konstrukce a dosahuje tedy maximální délky vymezené půdorysem konstrukce. Pro ukládku těchto kabelů bylo nutné zajistit bednění i sousedních úseků. Navíc s ohledem na typ konstrukčního systému se vrstvy

8


1/2008

STAVEBNÍ

předpínacích kabelů střídají, v základním případě jsou spodní vrstvou kabely ve směru „x“, ovšem v deskovém pruhu nad skrytým průvlakem ve směru „y“ se nevyhnutelně dostávají do horní vrstvy, což dále zvyšovalo náročnost ukládky. Tuto okolnost bylo nutno zohlednit v návrhu pracovních spár jednotlivých stropních konstrukcí, a tedy i počtu a velikosti betonážních úseků. Nakonec byla vybrána varianta se šesti betonážními úseky, která byla během výstavby od úrovně 3. NP dále optimalizována na pět úseků. Mezi další specifika projektu patří detaily v oblasti aktivních kotev (obr. 7). V některých případech dobíhají předpínací kabely do líce konstrukce pod dosti ostrým úhlem a kotevní kapsy jsou z tohoto důvodu poměrně hluboko zapuštěné. Kapsy bylo nutné technologicky vyřešit tak, aby se spára jejich dobetonávky neprokreslovala do spodního pohledového líce stropu. To bylo zajištěno minimalizací výšky kotevního čela, čímž se otevřela možnost provedení betonáže kotevní kapsy v její spodní části až do líce konstrukce současně při betonáži stropní desky. Předpínací kabely byly sestavovány přímo v bednění z důvodu jejich délky a střídání jejich vrstev s pouze minimálním využitím prefabrikace (obr. 8). Nejprve probíhala montáž aktivního kotvení do čela bednění a na připravené podpory

Obr. 9 Bednění hlavice sloupu Fig. 9 Formwork of the head of the column Obr. 10 Dokončené bednění stropu s hlavicemi nad sloupy Fig. 10 Completed formwork of the ceiling with heads above the columns

byl sestaven kanálek v požadované délce kabelu. Následně byla směrem od pasivního kotvení prostrkána lana. Po osazení injektážních a odvzdušňovacích napojení ve vrcholech kabelu a v oblasti kotvení byla zahájena ukládka horní výztuže. Doba ukládky předpínacích kabelů jednoho patra trvala pouze čtrnáct dnů. Po betonáži a dosažení pevnosti betonu 24 MPa bylo zahájeno napínání. Tomu bezprostředně předcházela příprava před napínáním, která zahrnuje vyjmutí plastových bednících dílců kotvení a osazení litinových kotevních hlavic SO 6-4 a kotevních klínků. Napínací postup byl v projektu rozdělen do čtyř etap. V podstatě se jednalo o postupné napnutí každého čtvrtého kabelu po obvodě. S ohledem na množství kotev tento postup neměl zásadní vliv na produktivitu, napnutí jednoho patra bylo provedeno během pěti dnů. Kabely byly injektovány po dokončení každé stropní úrovně. Ačkoliv se jednalo o délku kanálků cca 10,5 km, injektáž patra byla provedena během tří dnů. POHLEDOVÝ BETON Povrch téměř všech železobetonových konstrukcí budovy NTK je navržen jako pohledový beton. Tyto betonové plochy po odbednění zůstávají již jako finální povrchy konstrukcí bez překrytí další vrstvou (omítkou, obkladem) a budou pouze natřeny ochranným bezbarvým nátěrem zajišťujícím jejich bezprašnost. Na betonových plochách zůstává viditelný rastr bednících překližek a rastr míst po spínání bednění. Oba rastry byly předem stanoveny architektem s ohledem na použitý typ bednění. Na každou konstrukci byl vypracován projekt nasazení bednění s vyznačením spárořezu. 9



Na bednění svislých vnitřních konstrukcí bylo použito bednění PERI TRIO Struktur. Základem tohoto bednění jsou panely rámového bednění TRIO, jejichž povrch je opatřen hladkou překližkou, která překrývá i ocelový rám panelu a nedochází tak k otisku rámu do betonu. Při betonáži byla využívána vysoká únosnost a tuhost rámového bednění i větší variabilita nasazení bednění na různé typy konstrukcí než u bednění nosníkového, které je zpravidla navrženo a vyrobeno právě na jednu danou konstrukci. Povrch bednění vytvářely hladké překližky o rozměrech 1 250 x 2 500 mm. Spínání bednění bylo navrženo ve vodorovném směru ve vzdálenosti 1 250 mm a bylo vždy umístěno osově na styku dvou sousedních překližek. Půdorysně zakřivená obvodová stěna suterénních prostor byla bedněna systémem PERI RUNDFLEX. Šířka základních vnitřních panelů byla 2 400 mm. Pro kruhové sloupy bylo použito ocelové kruhové bednění. Bednění každého sloupu bylo půdorysně natočeno tak, aby svislé švy bednění navazovaly na spárořez stropů resp. spárořez hlavic. Vodorovné konstrukce byly bedněny příhradovými dřevěnými nosníky, plášť byl vytvořen překližkou v základním rozměru 625 x 2 500 mm. Překližky byly opět kladeny dle předem stanoveného spárořezu, jehož základní rastr odpovídal rastru modulových os objektu. Velmi náročné bylo provedení bednění kuželových hlavic sloupů. Bednění muselo být navrženo tak, aby přeneslo poměrně značné zatížení od vrstvy betonu tloušťky až 1 m bez větších deformací. Po zvážení několika možných systémů bednění od použití systémových prvků až po výrobu speciálních dřevě-

10

1/2008

25

STAVEBNÍ


11

12

Základní údaje o stavbě Investor Architekt Projektant statické části

spodní stavba vrchní stavba

Generální dodavatel Dodavatel železobetonové konstrukce Dodavatel předpínacího systému

ných ramenátů jsme zvolili takovou konstrukci bednění hlavice, která jako hlavní nosný prvek využila běžně užívané dřevěné příhradové nosníky. Základem se stal nosný trojúhelníkový prvek, sestavený z typových dřevěných příhradových nosníků doplněných dřevěnými hranoly a překližkou. Takto vyrobené prvky byly paprskovitě uloženy na předem připravenou vodorovnou podpěrnou konstrukci hlavice (obr. 9). Plášť bednění hlavi13

ce tvořily dvě vrstvy tenké překližky (10 a 6 mm), které umožnily překližku skroužit do požadovaného tvaru kuželové plochy. Bednění kuželové plochy každé hlavice bylo složeno z jednotlivých výsečí tak, že každá překližka vytvořila šestnáctinu kuželové plochy (obr. 10). P O S T U P V Ý S TAV BY Postup výstavby objektu byl značně ovlivněn hned několika skutečnostmi:

Státní technická knihovna Projektil architekti, s. r. o. Helika, a. s. PPP, spol. s r. o. Sdružení Metrostav, a. s. a OHL ŽS, a. s. Metrostav, a. s., divize 6 VSL SYSTÉMY (CZ), s. r. o.

Obr. 11 Vývody topného systému uloženého v konstrukci stropu Fig. 11 Outlets of the heating system placed in the floor structure Obr. 12 Výztužná hlavice sloupu před montáží předpínací výztuže Fig. 12 Reinforcement of the head of the column before tendon placing Obr. 13 Budova knihovny při betonáži nejvyššího stropu Fig. 13 Library building during concreting of the top ceiling

• požadavkem výstavby betonových konstrukcí v kvalitě pohledového betonu, • nutností předpětí velkorozponových stropních konstrukcí, • zvoleným systémem vytápění budovy pomocí topných rohoží integrovaných do středu tloušťky betonové stropní konstrukce (obr. 11). Všechny profese podílející se na výstavbě železobetonových konstrukcí a návaznost jednotlivých činností, které byly nutné provést při výstavbě, byly předem důkladně analyzovány. Z časového hlediska byla nejnáročnější výstavba stropů nadzemních podlaží s předpínanými stropy. Na výstavbě železobetonových kon26


1/2008

STAVEBNÍ

strukcí stropu se kromě tradičních profesí, jako je tesař, železář a betonář, podíleli také elektrikáři, montážníci předpínací výztuže a instalatéři, kteří prováděli ukládku topného systému. Výstavba stropu zahrnovala následující činnosti: • bednění hlavic sloupů • bednění desky stropu • montáž elektrorozvodů • uložení spodní vrstvy měkké betonářské výztuže • montáž distanční výztuže pro tvrdou předpínací výztuž • ukládka předpínací výztuže • montáž distanční výztuže pro potrubí topení • montáž topného systému • montáž distanční výztuže vrchní vrstvy betonářské výztuže • ukládka vrchní vrstvy betonářské výztuže • kompletace předpínacího systému – montáž odvzdušnění • kompletace topení a elektrorozvodů • betonáž. Výstavba jednoho stropu nadzemní-

ho podlaží trvala díky vynikající koordinaci všech výše uvedených činností pouze 28 dní. Z ÁV Ě R V České republice byly postaveny již desítky dodatečně předpínaných nosných konstrukcí. Konstrukce Národní technické knihovny však patří k těm nejvýznamnějším, neboť z pohledu použité technologie dodatečného předpínání v některých parametrech překonává ostatní do této doby dokončené projekty a také rozsahem použití pohledového betonu se jedná o jednu z největších staveb u nás. Náročnost výstavby takovéto konstrukce byla umocněna volbou konstrukčního systému (velkorozponové předpínané stropy) se způsobem vytápění objektu pomocí podlahových rohoží. Tato kombinace technických a technologických řešení z ní ve výsledku činí konstrukci dosti unikátní, zvláště přihlédneme-li k tomu, že hrubá stavba byla dokončena za pouhých deset měsíců. Dodržet velmi náročný postup prací se


podařilo i díky spolupráci zúčastněných dodavatelských firem s projektantem konstrukce v předrealizační fázi a odpovídajícímu nasazení zdrojů.

Ing. Pavel Kasal, Ph.D. e-mail: [email protected] Ing. Ludmila Kostková e-mail: [email protected] oba: Metrostav, a. s., divize 6 Bystrá 2243, Praha 9 tel.: 266 011 600, fax: 266 011 633 www.metrostav.cz Ing. Pavel Smíšek Ing. Pavel Vaněk oba: VSL SYSTÉMY (CZ), s. r. o. V Násypu 339/5, Praha 5 tel.: 251 091 680, fax: 251 091 699 e-mail: [email protected], www.vsl.cz fotografie na obr. 1, 4 až 8 z archívu VSL SYSTÉMY (CZ), s. r. o., obr. 3 a 9 až 13 z archívu Metrostav, a. s.

Vaše spojení s vývojem nových technologií DODATEČNÉ PŘEDPÍNÁNÍ • konstrukcí budov • spínání budov • bezesparé podlahy • mostních konstrukcí • sil, nádrží, zásobníků • mostní závěsy • prodej předpínacích tyčí TECHNOLOGIE • manipulace s těžkými břemeny • výsuv mostních konstrukcí • letmá betonáž • mostní segmenty GEOTECHNIKA • opěrné stěny • trvalé zemní kotvy

VSL SYSTÉMY (CZ), s.r.o. V Násypu 339/5, 152 00 Praha 5 tel: +420 251 091 680 fax: +420 251 091 699 e-mail: [email protected], http://www.vsl.cz


1/2008

27

STAVEBNÍ


FOTBALOVÝ

STADION SLAVIA PRAHA FOOTBALL STADIUM SLAVIA PRAHA

1

M I LO S L AV S M U T E K V Praze 10, v Edenu, byla koncem roku 2006 zahájena výstavba příznivci fotbalového klubu Slávia Praha tolik očekávaného nového stadionu. Ten stojí na místě starého, zbouraného na přelomu let 2003 a 2004. Nový stadion má moderní prefabrikovanou železobetonovou konstrukci a zastřešení tribun elegantní ocelovou střechou. Construction of a new football stadium in Prague 10, Eden, was inaugurated in the end of the year 2006. It was long time expected by sport fans of a football club Slávia Praha. New stadium stays on the place of an old one, demolished on the turn of years 2003 and 2004. It has a modern structure from precast concrete. The stands are covered by graceful steel roof. 2

Příznivci Slavie Praha se po letech slibů a putování na Strahov konečně dočkali. Dne 16. října 2006 byl za přítomnosti vedení klubu, zástupců pražské radnice i městské části a televizních kamer slavnostně položen základní kámen nového fotbalového stadionu. Návrh stadionu odpovídá předpisům FIFA a UEFA, bude mít kapacitu 21 000 diváků na krytých sedadlech, čtyřicet VIP boxů, devět set VIP míst a čtyřicet dvě místa pro invalidy s doprovodem. Hrací plocha bude mít rozměry 105 x 68 m, bude vyhřívaná a její umělé osvětlení bude mít intenzitu 1 650 lx. Na ocelové střeše budou zavěšeny dvě velkoplošné obrazovky o velikosti 5 x 7 m. Součástí stadionu bude i restaurace, sport Café, Fast-food a Fan shop. V současné době jsou betonové i ocelové konstrukce již hotové a k závěru se chýlí dostavba stadionu, k jehož předání chybí necelé tři měsíce. GENEZE

KONCEPCE

Obr. 2 Vylehčená monolitická deska v SZ rohu Fig. 2 Hollow slab in NW corner Obr. 3 Skelet v JZ rohu Fig. 3 Concrete frames in SW corner Obr. 4 Detail kotevních šroubů pro ocelovou konstrukci střechy Fig. 4 Detail of anchor bolts for steel structure of the roof Obr. 5 Začátek montáže ocelové střechy Fig. 5 Begin of the assembling of steel roof Obr. 6 Lavice z Liaporbetonu v JV rohu Fig. 6 Benches from LC in SE corner Obr. 7 Detail ochozu jižní a východní tribuny Fig. 7 Detail of the terraces of south and eastern tribune

NOSNÉ KONSTRUKCE

Koncepce stadionu doznala několika peripetií (tab. 1). Platné stavební povolení bylo vydáno na poměrně složitou konstrukci, která kombinovala prefabrikované prvky s velkým objemem monolitických betonů a ocelovými prostorovými nosníky. Střecha byla navržena jako ocelová, půdorysně jako prstenec nad tribunami, v řezu křídlo s konzolami nad hledištěm a za stadionem. Když se na jaře 2006 začalo vážně Termín květen 1977 květen 2000 prosinec 2001 červen 2002 srpen 2003 říjen 2003 prosinec 2003 červen 2004 říjen 2006 listopad 2006 únor 2007 červen 2007

28

Obr. 1 „Pepi“ Bican, jehož jméno měla aréna podle fanoušků nést Fig. 1 „Pepi“ Bican, after funs could the arena called after him

Obr. 8 Zahájení montážních prací na východní tribuně Fig. 8 Begin of the assembling of east tribune

Tab. 1 Několik historických údajů o stavbě Tab. 1 Několik historických údajů o stavbě

Akce veřejná soutěž na architektonicko-urbanistickou studii lokality poslední fotbalový zápas v Edenu územní rozhodnutí o umístění stavby stadionu, nabylo právní moci v květnu 2002 schválen zákon umožňující vyřešení vlastnických vztahů a dořešeny majetkové vztahy na pozemcích stavební povolení k odstranění původního stadionu nabylo právní moci Slavia zažádala o stavební povolení na stavbu nového stadionu zahájena demolice starého stadionu stavební povolení na stavbu nového areálu nabylo právní moci - vyřešeno financování výstavby – termín dokončení – březen 2008, - zahájeny projekční práce na prováděcí a tendrové dokumentaci na zcela jinou koncepci stadionu, než byla v předchozím projekčním stupni - položení základního kamene vyvrtání první piloty zahájení montáže prefabrikovaných konstrukcí – vztyčen první sloup zahájena kompletace ocelové konstrukce zastřešení


1/2008

STAVEBNÍ

hovořit o realizaci stadionu a termínu dokončení stavby, začalo být jasné, že je nutno konstrukci v maximální míře zjednodušit, sjednotit a použít pokud možno betonové prefabrikáty, aby se minimalizovala zejména doba montáže. Zpracovatel původní koncepce byl plně vytížen jinými zakázkami, proto byla pověřena zpracováním prováděcí dokumentace kancelář RECOC. Vzhledem k tomu, že se měnila i koncepce okolních budov, jednalo se spíše než o prováděcí o jednostupňovou dokumentaci na základě poměrně vágní studie. Počáteční nadšení na jaře brzy vyprchalo, protože nebyla uzavřena smlouva mezi klientem a dodavatelem. Projekční práce se na dalších pět měsí-

3

4

5

6

7

8

ců zbytečně a nesmyslně zastavily. Investor neobjednal projekční práce, dokud neměl uzavřenou smlouvu s dodavatelem. A když byla smlouva uzavřena, chtěl začít okamžitě stavět. V té době nebyla ani platná dokumentace pro stavební povolení a ani dokumentace, na jejímž základě by bylo možno provádět výběrová řízení. Byly obnoveny projekční práce na nově koncipované nosné konstrukci. Při zahájení prací byl přizván jako konzultant Ing. Pavel Čížek, který se na koncepci návrhu podílel. Situaci komplikoval fakt, že neexistovala tendrová dokumentace. Horší však bylo, že generální zhotovitel teprve zahájil výběrové řízení na dodáv-


1/2008


ku prefabrikovaných konstrukcí. To mělo dopad mj. ve dvou změnách typů sloupů a na rozhodnutí, zda budou lavice z běžného železobetonu nebo Liaporbetonu se čekalo skoro měsíc. Na podzim roku 2006 byl vybrán dodavatel, ten si po čase vybral subdodavatele a bylo možno projednávat detaily. V té době však už v plném rozsahu běžely práce na vrtání a betonování pilot – je jich přes 600 – a na prováděcí dokumentaci ocelového zastřešení. Ta byla dokončena na přelomu roku 2006 a 2007, cca měsíc po vyvrtání poslední piloty. Chaotický začátek stavby pochopitelně poznamenal jak projekční práce, tak i koordinaci jednotlivých profesí. 29

STAVEBNÍ


Z A LO Ž E N Í Vzhledem k základovým poměrům, stavba se nachází v místě bývalého rybníka, je celý objekt založený na velkoprofilových vrtaných pilotách profilu 620 až 1500 mm, délky až 13 m vrtaných z několika vrtacích úrovní, které byly vytvořeny v rámci hrubých terénních úprav. NOSNÁ

PR E FAB R I KOVANÁ

KONSTRUKCE

Stadion má vnější rozměry 196 x 132 m, na třech stranách je v nejvyšší úrovni vykonzolovaný ochoz šířky cca 3 m. Tribuny jsou orientovány ve směru světových stran. Východní a západní mají délku 107,5 m, tvoří je dvanáct modulů po 7,5 m a dva krajní po 5 m, jižní a severní tribuna jsou dlouhé 70,5 m, základních devět modulů má délku 6,8 m, oba krajní 4,55 m. Tribuny spojují čtvrtkruhová nároží. Stadion je rozdělen na dilatační celky. Každý roh včetně přilehlých krátkých polí, je koncipován jako jeden dilatační celek, tribuny jsou rozděleny na tři, resp. dva celky. Dilatace jsou realizovány posuvným uložením prvků. Vertikální nosné prvky tvoří průběžné prefabrikované sloupy průřezu 400 x 700, resp. 400 x 600 mm s konzolami ve dvou nebo třech směrech. Slou30

9

10

11

12

py jsou vetknuty do pilot prostřednictvím šroubovaných spojů. Sloupy v obvodové řadě jsou orientovány tangenciálně, zbývající radiálně. Pokud jsou lokálně sloupy výškově dělené nebo stojí na trámových výměnách, jsou opět spojovány šroubovanými spoji. Na konzolách sloupů spočívají průvlaky průřezu obráceného T v radiálním směru, po obvodě pak obvodové průvlaky obdélníkového průřezu nebo průřezu písmene L. Všechny trámy jsou uloženy na pryžových ložiscích a navlečeny na ocelové trny. Podporu vlastním lavicím tvoří šikmé tribunové nosníky obdélníkového průřezu se zazubeným horním lícem. Jsou uloženy stejně jako průvlaky. Prostor pro sedící diváky vytváří lavicové nosníky průřezu L, ukládané kloubově na horní hranu tribunových nosníků, opět prostřednictvím pryžových podložek. V místech vstupů do hlediště spočívají jedním krajem na ozubech stěnových prvků, vymezujících vstupy. Veškeré prvky v hledišti, tedy lavicové nosníky, stěny vstupů, parapety, dělící zídky a schodišťové stupně, jsou vyrobeny z lehkého Liaporbetonu o objemové tíze 1800 kg/m3 a pevnostní třídě LC30/37. Vhledem k tomu, že se výškové úrov-

Obr. 9 Nejúnosnější jeřáb v ČR před severní tribunou Fig. 9 The crane with the most bearing capacity in CR before north tribune Obr. 10 Severní a západní tribuna při kompletaci střechy Fig. 10 North and west tribune in time of assembling of the roof Obr. 11 SV roh určený k výjezdu jeřábů Fig. 11 NE corner – opening for departure of cranes Obr. 12 Obvodové průvlaky, kotvení ocelové konstrukce Fig. 12 Circumferential beams, anchoring for steel structure

ně zejména v západní tribuně mění vždy v polovině pole, jsou lokálně použity trámové výměny nebo betonové stěny v několika úrovních. Přístupové koridory a zázemí stadionu, tedy prostory pod tribunami, jsou složeny z předpínaných panelů Partek různých tlouštěk, od 150 do 330 mm, podle dispozice a zatížení. Leží na ozubech betonových průvlaků na pryžových pásech a jsou zmonolitněny 70 mm silnou membránou nadbetonovanou i nad průvlaky.


1/2008

STAVEBNÍ

13


14 16

15 Obr. 13 Stadion před koncem roku 2007 Fig. 13 Stadium before end of the year 2007

Obr. 15 Stadion v lednu 2008 – jižní tribuna Fig. 15 Stadium in January of 2008 – south tribune

Obr. 14 Stadion v lednu 2008 – východní tribuna Fig. 14 Stadium in January of 2008 – east tribune

Prakticky všechny styky prefa prvků jsou navrženy tak, že po smontování konstrukce nejsou viditelné.

Obr. 16 Stadion v lednu 2008 – západní tribuna se skyboxy Fig. 16 Stadium in January of 2008 – west tribune with skyboxes

MONOLITICKÉ ČÁSTI KONSTRUKCE Při návrhu nové koncepce stadionu se podařilo eliminovat monolitické části na dva stropy v severozápadní rohu sta-


1/2008

31

STAVEBNÍ


Literatura: [1] www.slavia.cz [2] Dynamic performance requirements for permanent grandstands subject to crowd action

dionu. Vyžádaly si to nepravidelné polohy sloupů v jednotlivých podlažích. Stropní desky mají poměrně značná rozpětí a jsou zatíženy jednak vysokým užitným zatížením stadionu, jednak reakcemi vertikálních prvků. Jejich tloušťka je 500 mm a jsou vylehčeny plastovými tvarovkami U-boot. Spodní i horní výztuž desek je vázaná, výztuž žeber mezi tvarovkami tvoří tzv. trigony ve dvou úrovních. Pokud by se projektoval stadion dnes, byly by použity panely Partek tloušťky 500 mm. PROSTOROVÁ TU HOST Prostorová tuhost je řešena ocelovými příhradami, umístěnými v obvodové řadě v každém dilatačním celku. Zajišťují nejen stabilitu vlastní betonové konstrukce, ale i přenos vodorovných sil od ocelové střechy do základů. Ložiska ocelové konstrukce jsou ve výšce cca 22 m nad okolním terénem. N ÁV R H

NOSNÉ KONSTRUKCE

Z H L E D I S K A DY N A M I C K É H O NAMÁHÁNÍ

Při návrhu nosné konstrukce jako celku i jeho jednotlivých prvků byla kromě odezvy na statickou složku zatížení věnována pozornost dynamické složce namáhání, která vlivem živého pohybu davu diváků bezesporu vzniká a výrazně ovlivňuje funkční vlastnosti, pohodu návštěvníků a bezpečnost objektu. Problematika dynamického zatížení a chování takto ovlivněných konstrukcí není u nás zatím metodicky rozpracována do úrovně, která

STOC K HOLMS K Ý

32

by byla prakticky použitelná při návrhu skutečných konstrukcí. Základním vodítkem při generování dynamického zatížení a jeho odezvy byl materiál, který ve Velké Británii publikoval Institut stavebních inženýrů [2]. Nedocenitelnou pomocí byly konzultace s Prof. Ing. Z. Bittnarem, DrSc. Stadiony jsou využívány nejen pro pořádání vlastních sportovních akcí, ale také pro různé společensko-kulturní akce zábavního průmyslu, zejména koncerty populární hudby, kde vzniká největší riziko synchronizovaného pohybu davu, a tím možnost vybuzení dynamické odezvy konstrukce. Důležitými faktory pro posouzení dynamického chování konstrukce jsou nejnižší vlastní frekvence, velikosti výchylek a jejich zrychlení, které ve spojení s budícími frekvencemi udávají, jakým způsobem se bude konstrukce chovat nejen vzhledem k možnému porušení, ale i k vnímání nepříjemných pocitů vyplývajících z nepohodlí, které mohou vést až k panice. Tento typ výpočtu klient nepožadoval s odůvodněním, že se rockové koncerty na stadionu nebudou pořádat. U jednotlivých konstrukčních prvků, lavic, tribunových nosníků, příčných rámů i výseků jednotlivých tribun, byla provedena kontrola prvních vlastních frekvencí – jako limitní hodnota byla podle výše uvedeného uvažována f(1) = 6 Hz ve svislém a 3 Hz ve vodorovném směru. Užitné zatížení bylo uvažováno „reálnou“ hodnotou 1,6 kN/m2, pro srovnání s limitními frekvencemi pak byly konstrukce uvažovány bez užitného zatížení. První vlastní frekvence v obou posuzovaných směrech u navržených prvků vykazovaly oproti limitním hodnotám dostatečnou bezpečnost u lavic (14,2 až 17,4 Hz). U tribunových nosníků, příčných rámů i rámových výseků se nejnižší vlastní frekvence pohybovaly v rozme-

O LY M P I J S K Ý S T A D I O N Z R O K U

1912

zí 6 až 6,8 Hz pro svislý směr (východní a západní tribuna) a 6,8 až 11,7 Hz pro vodorovný směr. Kromě toho bylo posouzeno chování vyvolané rázem – tedy „poskakujícím“ davem s budící frekvencí 3 Hz a předpokládanou výškou dopadu hmoty 5 mm. Z těchto zatěžovacích situací byly odvozeny dynamické součinitelé pro užitné zatížení – pro lavice 2,6 až 4,3, pro tribunové nosníky 3,7 až 9,6. Na odpovídající zvýšené statické zatížení byly prvky nadimenzovány podle mezních stavů únosnosti. Na rozdíl od Sazka arény nebyl station počítán na účinky „mexické vlny“. Z ÁV Ě R Nosná železobetonová konstrukce včetně ocelového zastřešení fotbalového stadionu SK SLAVIA Praha byla vyprojektována, vyrobena a smontována prakticky během roku a půl díky mimořádnému nasazení všech zúčastněných. Právem se těší značnému zájmu a očekávání fotbalových fanoušků. Přehled zúčastněných Investor Generální projektant Projektant betonové části Vyšší dodavatel stavby: Subdodávky prefa: Subdodávka monolitických kcí:

S TRIBUNAMI PRO

E Side Properte Omikron K RECOC, s. r. o. Hochtief CZ, a. s. Prefa Praha, Dywidag Lysá nad Labem, Liapor Vintířov, AZ Prezipp Chrudim Eucon, s. r. o.

Ing. Miloslav Smutek, Ph.D. RECOC, s. r. o. Seydlerova 2451/8, 158 00 Praha 518 tel.: 251 624 661, fax: 251 624 609 e-mail: [email protected] www. recoc.cz

14 5 0 0

DIVÁKŮ


1/2008

STAVEBNÍ


A L P I N A R I U M G A LT Ü R Když se 23. února 1999 utrhla vysoko na stráni nad rakouským vysokohorským střediskem Galtür, v místech odkud to nikdo nečekal, lavina a sjela až dolů do vesnice, zavalila 52 lidí. Díky okamžitým záchranným pracem se 21 z nich podařilo zachránit. K 31 zasaženým se však pomoc přes veškeré úsilí dostala pozdě. Na území obce bylo sedm domů zcela smetených a řada dalších byla vážně poškozená a staticky narušená. Široce projevované sympatie a solidarita veřejnosti nejen z Rakouska pomohly občanům Galtüru se vzpamatovat z prožitého šoku a s kuráží se pustit do budování ochrany svých životů, domovů, hotelů a penzionů. Na návrhu ochrany oblasti proti lavinám a velké vodě přitékající z hor spolupracovali inženýři se zástupci institucí na ochranu přírody a zástupci regionálního rozvoje a plánování. Výsledkem byl projekt

345 m dlouhé a 19 m vysoké betonové stěny vyztužené 700 t oceli. Její výstavba začala hned v červenci 1999 a v listopadu téhož roku byla dokončena (obr. 1). Po té přišel architekt Fritz Falch z Landecku s návrhem, že zeď nemusí pouze připomínat prožitou katastrofu, ale že by jí bylo možno využít i jinak ve významu chráněného prostoru a jeho obsahu – tak se zrodila myšlenka Alpinaria. Po dokončení v sobě strohý a účelný betonový objekt chráněný od strmého svahu mohutnou zdí ukrývá podzemní garáže, centrum civilní obrany, místní úřad, venkovní a vnitřní cvičnou lezeckou stěnu, kavárnu a 900 m2 výstavních prostor muzea zaměřeného na dokumentaci života ve vysokohorských oblastech nejen v Rakousku a na různé sportovní a rekreační aktivity v horách. Expozice muzea byly otevřeny v roce 2005 (obr. 2 až 4). Projekt a stavba ochranné zdi a budo1

3


vy Alpinaria byly financovány převážně z obecních peněz. Vybavení interiérů a expozice muzea byly ze dvou třetin placeny Spolkovou zemí Tyrolskoä jedna třetina byla složena z příspěvků obce Galtür, Evropské unie a sponzorů. V roce 2007 bylo Alpinarium Galtür (www.alpinarium.at) nominováno na cenu Evropské muzeum roku. Jana Margoldová Fotografie: obr. 1 a 4 Alpinarium Galtür, obr. 2 a 3 Margherita Spiluttini

Obr. 1 Betonová stěna (345 m dlouhá a 19 m vysoká) chrání obec Galtür před lavinami Obr. 2 Chráněný prostor hlavní ulice se vstupem do muzea Obr. 3 Vstupní hala Alpinária Obr. 4 Tunel v betonové ochranné stěně s výstavními nikami

2

4

1/2008

33

STAVEBNÍ


V Ý STAV N Í , S P O RTOV N Ě - K U LT U R N Í A KO N G R E S OV É C E N T R U M V KARLOVÝCH VARECH E X H I B I T I O N , S P O RT S , C U LT U R A L A N D C O N G R E S S C E N T R E I N KARLOVY VARY

P AV E L Č Í Ž E K , Z D E N Ě K B U R K O Ň , MARTIN VAŠINA

23m

67,5m

A

B

C

D

E

1 2

34

59m

105m

13m

90,9m

Pro hybridní konstrukci multifunkční a tréninkové haly je použitý železobetonový skelet v kombinaci prefabrikace a monolitu s výrazným využitím prefabrikovaných dílců, a to i z lehkého betonu. V souladu s architektonickým záměrem je nosná konstrukce ve velké míře v interiéru přiznaná. Pro překryv halových prostorů obou hal byla navržena ocelová konstrukce s obloukovými příhradovými vazníky. Při návrhu betonové konstrukce byly využity poznatky z výstavby obdobné konstrukce liberecké Tipsport arény z roku 2004. For the hybrid structure of the multipurpose and training hall, the reinforced concrete skeleton in a combination of prefabrication and monolith with noticeable exploitation of prefab units, made, among others, from lightweight concrete, was used. The load-bearing structure in the interior is, in accordance with the architecural design, articulated to a large degree. A steel structure with arch Belgian trusses was designed for the overlap of the hall spaces of both

the halls. The design of the concrete structure employed the knowledge gained during the construction of a similar structure of the Tipsport Arena in 2004. ARCHITEKTONICKÝ,

S TAV E B N Í

A D I S P O Z I Č N Í N ÁV R H

Navrhovaný areál nabídkou služeb v oblasti kultury a výstavnictví, sportovních a rekreačních aktivit má umožnit celoroční vyžití všech vrstev obyvatelstva, od naplnění volného času mládeže až po odpočinek a regeneraci starších generací v prostředí navozujícím atmosféru uvolnění, relaxace a odpočinku. Koncepce návrhu „Výstavního a sportovně kulturního centra v Karlových Varech–Tuhnicích“ vychází z funkčních návazností dvou hlavních objektů, víceúčelové haly s kapacitou 5 660 diváků a tréninkové hokejové haly se zázemím hokejového oddílu, včetně menší galerie pro asi 100 diváků, propojených spojovacím objektem obsahujícím společné technologické zázemí (obr. 1). Tato skladba a situování vytváří v území základní architektonický tvar v návaznosti na stávající stadion připomínající hmotu podkovy, která svými rozměry připouští umístění Obr. 1 Situace budovaných objektů; A – multifunkční hala, B – spojovací krček, C – tréninková hala, D – rampa, E – řeka Ohře Fig. 1 Situation of the constructions being built; A – multipurpose hall; B – connecting link; C – training hall; D – ramp; E – the Ohře river Obr. 2 Příčný řez multifunkční halou Fig. 2 Cross section of the multipurpose hall

velkých objemů obou staveb. Haly vyrůstají ze společné podnože v úrovni nástupního třetího nadzemního podlaží. V úrovni druhého nadzemního podlaží je stavba liniově zvýrazněna předsunutou obslužnou komunikací. V návaznosti na město je tato část pravého břehu řeky Ohře pohledově chráněna meandrem řeky s vysokou pobřežní zelení. M U LT I F U N K Č N Í H A L A Multifunkční hala má obdélníkový půdorys s maximálními rozměry 90,9 x 105 m se zaoblenými nárožími, v terénu s převýšením 8,4 m (obr. 2). Objekt je rozčleněn na čtyři rovnocenné dilatační části s dilatačními spárami situovanými podél hlavních os kvazioválného půdorysu. Primární nosný systém konstrukce tvoří převážně čtyřpodlažní rámy rozmístěné po obvodu konstrukce s přímou vazbou na tribuny vnitřního halového prostoru s maximálními rozměry 64,6 x 94,6 m. Rámy jsou situovány v roztečích 8,6 m v delších a 4,3 m v kratších přímých úsecích a mají proměnlivou rozteč s vějířovitým uspořádáním v obloukových nárožních segmentech. Příčle mají průřezy tvaru obráceného U, stropní desky vytváří předem předpínané dutinové panely typu PARTEK, převážně spřažené s betonovou membránou. Sloupy jsou buď průběžné s konzolami nebo dělené s obdélníkovým nebo kruhovým průřezem. Návrh prefabrikované konstrukce včetně tribun je podrobně popsán a zdůvodněn v článku Víceúčelová hala v Liberci [1]. Zkušenosti z výstavby liberecké Tipsport arény jsme využili k úpravám konstrukce, jež vedly ke zjednodušení výroby, ale zejména ke zjednodušení a zrychlení montáže konstrukce na stavbě. Z těchto důvodů byl také pozměněn návrh konstrukce uvedený v dokumentaci pro zadání stavby, kde se uvažovalo s monolitickou stropní konstrukcí a monolitickými sloupy nad částí půdorysu s otevřeným garážovým stáním v suterénu. Stropní konstrukce i sloupy byly navrženy prefabrikované jako v horních podlažích. Změna postihla i předsunutou monolitickou příjezdovou rampu, přeměnou z monolitické na čistě


1/2008

STAVEBNÍ


Obr. 3 Montáž prefabrikované konstrukce – celkový pohled Fig. 3 Assembly of the prefab structure – general view

prefabrikovanou. Tím se podstatně zjednodušila a zrychlila výstavba betonového skeletu (obr. 3). Toho jsme dosáhli následujícími změnami a úpravami konstrukce, jejich dílců a styků použitých při výstavbě Tipsport arény v Liberci. Rámové příčle s průřezem tvaru obráceného U s výškami 385 a 450 mm spřažené s filigránovými spojitými stropními deskami a s výškami 500 a 620 mm, doplněné průběžnými konzolkami na uložení dutinových panelů, představují čtyři typy průřezů i forem pro jejich výrobu. U multifunkční haly v Karlových Varech se díky

420

190

500

620 190

800

420

190

150

200

320

200 385 190

2

265 615

3

115

4

350

C

500

B

65

A

115

3

450

Obr. 4 Základní průřezy rámových příčlí: A, B – Tipsport aréna v Liberci; C – multifunkční hala v Karlových Varech A – průřezy s vazbou na filigránové stropy, B – průřezy s vazbou na dutinové panely, C – jednotný průřez pro všechny stropy s vazbou na dutinové panely; 1 – unifikovaný průřez rámové příčle, 2 – stropní panel tloušťky 200 mm, 3 – stropní panel tloušťky 150 mm, 4 – monolitická membrána Fig. 4 Basic cross sections through the cross-arms: A, B – Tipsport Arena in Liberec; C – multipurpose hall in Karlovy Vary; A – cross sections linked to filigreed ceilings; B – cross sections linked to hollow panel units; C – unified cross section for all ceilings linked to hollow panel units; 1 – unified cross section of the cross-arms; 2 – ceiling slab 200 mm thick; 3 – ceiling slab 150 mm thick; 4 – monolithic membrane

1 190

800

420

190

800

4

návrhu stropních desek s výhradním použitím dutinových panelů podařilo průřezy příčlí sjednotit na jeden rozměr (obr. 4). To mělo příznivý dopad na formovací zařízení výrobce dílců a na zjednodušení detailů uložení i styků při montáži na stavbě. Filigránové desky použité v zakružených segmentech a u menších rozponů

při výstavbě liberecké haly způsobovaly potíže potřebou husté sítě dočasných podpor, které znemožňovaly provádění návazných profesních činností ve spodních podlažích. Také koordinace tří dodavatelů (dutinové panely, filigránové desky, transportbeton) byla zjednodušena odběrem panelů od jediného dodavatele.

Obr. 5 Pohled na stropní konstrukci s panely Partek v obloukových segmentech Fig. 5 View of the floor structure with Partek panels in arch segments Obr. 6 Uložení zakružených obvodových nosníků – celkový pohled Fig. 6 Placement of bended spandrel beams – general view

5


6

1/2008

35

STAVEBNÍ


7

8

9

10

Obr. 7, 8 Detaily uložení zakružených obvodových nosníků – sloup, příčle, obvodový nosník, vyzdívka Fig. 7, 8 Details of the placement of bended spandrel beams – column, crossarms, spandrel beam, brickwork

Obr. 9 Atypické nároží – vazba radiálně uspořádaných nosníků na ortogonální systém – pohled z žabí perspektivy Fig. 9 Atypical corner – coupling of radially arranged girders to the orthogonal system – frog‘s eye perspective

11

36

Obr. 10 Atypické nároží – pohled z ptačí perspektivy Fig. 10 Atypical corner – bird‘s eye view

Byly použity předem předpínané panely tloušťky 200 mm a pouze v oblastech sanitárních provozů byly nahrazeny panely s tloušťkou 150 mm (obr. 5). Detaily uložení zakružených obvodových nosníků se vyznačují jednoduchostí a kvalitním designem (obr. 6, 7, 8). Z čistě architektonického hlediska by byla vhodná přiznaná kombinace prefa dílců s lícovým zdivem. Také monolitické stropy v atypických částech půdorysu byly nahrazeny prefabrikovanými (obr. 9, 10). V části hlediště v půdorysu vymezeném rozměry 7,7 x 25 m a mezi stropy 3. a 4. NP s výškou 5 m byla investorem vyžádána vestavba pro potřeby provozování velkokapacitního kina s využitelností i pro Karlovarský MFF. Tento požadaObr. 11 Pohled na smontovaný vestavek s promítací kabinou Fig. 11 View of the assembled building-in with a projection booth


1/2008

STAVEBNÍ

12


13

Obr. 12 Dvojlavice na skládce v LIAS Vintířov Fig. 12 Double bench in the LIAS Vintířov dumping place

dílců LIAS Vintířov ležící v blízkosti staveniště (obr. 12, 13), která disponuje výrobou betonu s použitím lehkého kameniva Liapor. Vyznačuje se nízkou objemovou hmotností, relativně vysokou pevností a výbornou zpracovatelností. Navíc v zimě roku 2001/2002 zde byly z lehkého betonu úspěšně vyrobeny dílce s komplikovaným prostorovým tvarem koncových částí tribuny dodané na fotbalový stadion ve Wolfsburgu. Pro tribunové lavice multifunkční haly v Karlových Varech se dvěma druhy průřezů (obr. 14, 15) a maximální délkou dílců 8,6 m byl použitý samozhutnitelný beton LC25/28-D1,6 XF4 XC4 se statickým modulem pružnosti 21,6 GPa. V porovnání s prakticky identickými lavicemi vyrobenými z běžného betonu pro Tipsport arénu v Liberci došlo ke snížení stálého zatížení o 1,75 kNm-2, což pro tribunový nosník znamenalo zmenšení stálého zatížení o 15 kNm-1. Došlo tak k úspoře konstrukčního materiálu tribunových nosníků. Lehký beton byl použit také na stěnové dílce vstupních koridorů uložených na stropní konstrukci s dutinovými panely Partek. Osvědčené detaily vzájem-

Obr. 13 Boční stěna vstupního koridoru na skládce v LIAS Vintířov Fig. 13 Side wall of the entrance corridor in the LIAS Vintířov dumping place

vek byl uplatněn v době, kdy již probíhala montáž prefabrikované konstrukce haly. Umístění promítací kabiny a jejího zázemí si vyžádalo vložení dalšího stropu sestaveného z dutinových panelů spřažených s 50mm membránou s lokálními doplňky filigránových desek uložených na soustavu stěnových útvarů. Na šikmo orientované boční stěny vymezující prostor vestavby jsou uloženy krajní lavice navazujícího hlediště (obr. 11). Žádoucí snížení hmotnosti konstrukčních dílců zatěžujících primární nosnou soustavu lze dosáhnout použitím lehkého betonu pro jejich výrobu. Ten jsme navrhli pro tribunové lavice a stěny vstupních koridorů v hledišti multifunkční haly. Umožnila to výrobna prefabrikovaných

Obr. 14 Tribunové lavice; A – základní typ s variabilními rozměry, B – spodní dvojlavice s konzolovým vyložením spodní desky; 1 – dvojlavice, 2 – tribunový nosník, 3 – úložná ložiska Fig. 14 Stand seats; A – basic type with variable sizes, B – lower double bench with cantilever clear span of the lower slab, 1 – double bench, 2 – stand girder, 3 – supporting bearings

A

B

130

ného propojení lavic a jejich uložení na tribunové nosníky byly v nezměněné podobě převzaty z liberecké haly a byly také použity pro výstavbu fotbalového stadionu Slavie. Značný objem tribunových dílců vyrobených z lehkého betonu má příznivý vliv i na snížení zatížení sloupů a základů. Části monolitických stěn čtyř komunikačních jader se schodišti, výtahy a šachtami s rozvody, umístěné v delších stranách obvodu u zakružených nároží ve vazbě na prefabrikovaný skelet, jsou nahrazeny prefabrikovanými dílci. Důvodem je zajištění nezávislosti, přesnosti a rychlosti montáže prefabrikované konstrukce (obr. 16). Monolitické části komunikačních jader se prováděly dodatečně. Monolitické šachty pro schodiště a výtah situované při obvodu delší strany oválného půdorysu arény nepůsobí příznivě na statické chování dilatačních celků a způsobují i potíže při výstavbě. Z tohoto důvodu

Obr. 15 Výsek hlediště s oběma druhy lavic Fig. 15 Part view of the auditorium with two types of benches

15

1730 130

800

800

335

3

3

100

max 980

14

410

1 min 930

120

845

90

min 510

max 680

130

2


1/2008

37

STAVEBNÍ


16

byla stěnová soustava nahrazena trámovými výměnami v rovinách stropních konstrukcí a komunikační prostor byl vymezen dodatečně vyzdívanými stěnami. Na rozdíl od liberecké arény, kde byla střešní příhradová konstrukce ukládána na ocelové sloupy vrchních dvou podlaží, u karlovarské multifunkční haly byly všechny sloupy betonové s rozšířenou hlavou a se zabudovanými kotevními deskami

17

pro uložení ložisek střešní konstrukce. Při výrobě dílců a jejich montáži byly výrobní i montážní tolerance zpřísněny. Přes všechna opatření původně požadované tolerance nebyly dodrženy a bylo nutné v některých případech navrhnout náhradní řešení detailu uložení ložisek (obr. 17). TR É N I N KOVÁ HAL A Budova s tréninkovou halou má půdorys 18

19

Obr. 16 Prefabrikovaná konstrukce připravená pro dostavbu monolitického komunikačního jádra Fig. 16 Prefab structure prepared for the completion of the monolithic communication core Obr. 17 Detail ložiska pro uložení příhradového vazníku na upravené zhlaví prefabrikovaných sloupů Fig. 17 Detail of the bearing for the placement of the trussed girder in the prepared head of prefab columns

67,5 x 59 m resp. 72 m i s vnější rampou a je usazena v terénu s převýšením 8,4 m (obr. 18). V 1. NP je parking s kapacitou 169 stání, ve 2. NP je umístěn externí parking s dvaceti sedmi stáními pro zaměstnance. V tomto podlaží je navržena tréninková plocha pro hokej v hale s půdorysnými rozměry 67,5 x 35 m s návazným provozním a šatnovým zázemím hokejového oddílu i galerií pro přibližně sto diváků. Halový prostor je zastřešený příhradovými ocelovými vazníky a bude využíván i pro kulturní a výstavní akce (obr. 19). Nad hokejovými šatnami jsou po delší straně ledové plochy umístěny administrativní provozy, restaurace, kanceláře hokejového oddílu a kanceláře „Výstavního, sportovně-rekreačního a kongresového centra“. Na opačné jižní straně je Obr. 18 Příčný řez tréninkovou halou Fig. 18 Cross section of the training hall Obr. 19 Halový prostor nad prefabrikovanou podlahou kluziště, v pozadí multifunkční hala Fig. 19 Hall space above the prefab floor of the ice rink, multipurpose hall in the background

38


1/2008

STAVEBNÍ

20 Obr. 20 Statické schéma tréninkové haly – prostorový model SCIA Fig. 20 Static diagram of the training hall – SCIA spatial model Obr. 21 Stropní konstrukce s panely Partek 320 v jednotraktu s modulem 12 m Fig. 21 Floor structure with Partek 320 panels in a single span with 12 m module

situován prostor pro případnou dostavbu budoucí obchodní galerie. KONSTRUKCE V dokumentaci pro zadání stavby byla betonová konstrukce navržena jako monolitický bezprůvlakový skelet se sítí sloupů 7,5 x 6,5 resp. 5,5 m. Na žádost hlavního dodavatele stavby jsme navrhli konstrukci s maximálním využitím prefabrikované technologie, která také byla pro výstavbu v převážné míře použita. Konstrukce má v příčném směru a v odstupech 9 x 7,5 m situované rámové soustavy i s uložením ocelových střešních příhradových vazníků. Z více důvodů je rozčleněna podélnými dilatačními spárami na čtyři dilatační celky: • předsunutá příjezdová rampa • čtyřpodlažní jednotrakt • strop pod kluzištěm • dvoutrakt s opěrnou stěnou na výšku 8,4 m (obr. 20). V koncových oblastech vícepodlažních skeletů podélně lemujících halovou část jsou umístěna monolitická komunikační jádra. Sloupy průřezů 0,4 x 0,4 m, resp. 0,4 x 0,6 m, jsou dělené, pouze obvodové u opěrných stěn jsou průběžné, kotvené do kalichů pilotových základů. Vnitřní rámové příčle mají průřez tvaru obráceného T, obvodové příčle mají průřez


21

obdélníkový se spodní jednostrannou přírubou určenou na uložení dutinových stropních panelů. Pro stropní konstrukce jsou použity panely Partek s tloušťkami 200, 250 a 320 mm bez spřažení s případnou betonovou podlahou. Při návrhu byla věnována zvýšená pozornost oběma vícepodlažním traktům. Čtyřpodlažní objekt v monolitickém provedení měl síť sloupů v modulech příčně 2 x 6 m a podélně 9 x 7,5 m. V prefabrikovaném provedení jsme ve vrchních třech podlažích uvolnili dispozici zrušením střední řady sloupů. Stropní konstrukci na následný rozpon 12 m tvoří panely Partek tloušťky 320 mm s uložením na spodní příruby příčlí podélně orientovaných rámů (obr. 21). Pro zajištění tuhosti v příčném směru jsou využity monolitické pruhy 300 x 320 mm situované v osách sloupů, jež svou šířkou odpovídají rozdílu modulu 7,5 m zmenšeného o šestinásobek šířky panelu 1,2 m (obr. 22, 23). V monolitických pruzích jsou mezi boky panelů zabetonovány dvojice trigonů přivařených v oblasti styku příčlí a obvodových sloupů k předem zabetonovaným ocelovým přípravkům. Kromě toho v třetinách rozponu v každé druhé spáře mezi panely Partek je kleštinová výztuž přivařena k zabu-

dované ocelové desce v nároží rámové příčle. K vodorovné tuhosti významně přispívají koncová monolitická komunikační jádra. Tím je dostatečně zajištěna boční tuhost skeletu. Uvolněný vnitřní prostor skýtá možnost variabilního dispozičního uspořádání v předpokládaných inovačních cyklech. Dvojtrakt se dvěma podlažími a v budoucnu uvažovanou nástavbou je spřažený s monolitickou opěrnou stěnou tloušťky 250 mm zachycující zemní tlak

3

5 1

2

4 22

3

4 5

23

Obr. 22 Detail ztužujícího trigonu;1 – trigony, 2 – dobetonávka, 3 – panely Partek, 4 – průvlaky, 5 – sloupy Fig. 22 Detail of the reinforcing trigon; 1 – trigons, 2 – additional concreting, 3 –Partek panels; 4 – girders, 5 – columns Obr. 23 Spára mezi panely Partek pro umístění ztužidel s trigony Fig. 23 Joint between Partek panels for the placement of stiffeners with trigons


1/2008

39

STAVEBNÍ


24

Obr. 24 Příčné rámy se ztužujícími suterénními stěnami spřažené s monolitickou opěrnou stěnou výšky 8,4 m Fig. 24 Cross beams with reinforcing basement walls joined with a monoliothic retaining wall 8.4 m high

zásypu svahovaného terénu na výšku 8,4 m (obr. 24). Monolitická suterénní zeď je vodorovně podepřená dvěma stropy a vyztuženou betonovou podlahou suterénu a je spřažená s prefabrikovanými průběžnými sloupy. Tato soustava podpor umožnila hospodárný návrh její tloušťky i vyztužení. Problém přenosu vodorovně působícího zatížení dostatečně tuhou konstrukcí do základů byl vyřešen vložením prefabrikovaných suterénních ztužujících stěn spřažených se stropní a základovou deskou. Stěny jsou situovány v rámech s roztečí 7,5 m. Toto uspořádání vyhovuje i dispozičnímu řešení parkovacích Tab. 1 Výkaz prefabrikované konstrukce Tab. 1 Summary of the prefabricated structure

Prefabrikáty Filigrány Panely Partek Beton Ocel (∅R) Ocel (11373)

40

stání. Vyztužením a zálivkami je zajištěna vodorovná tuhost stropních tabulí vázaných na koncová monolitická komunikační jádra, která celou opěrnou soustavu ve vodorovném směru posilují. Ocelové příhradové vazníky v rozteči 7,5 m jsou uloženy na zhlaví betonových sloupů se zabudovanou vrchní ocelovou deskou. Vazníky mají kloubová uložení: pevná a na druhém konci kluzná. Z ÁV Ě R Předně se ukazuje výhoda zpracovávání projektové dokumentace od konceptního návrhu až po realizační a výrobní dokumentaci konstrukce typologicky podobných staveb, jakými v našem případě pojednávané multifunkční haly jsou, ve stejné projektové organizaci. Získávané zkušenosti zejména z provádění umožňují zvyšovat kvalitu konstrukce, dílců i styků, a přispět tak k zefektivnění výroby a výstavby. V tomto směru se výběrová řízení s preferencemi nejnižších cenových nabídek stávají kontraproduktivními. V dnešní době, přející úzké specializaci, se ukazuje výhoda komplexního návrhu betonové konstrukce jak prefabrikované, tak monolitické včetně základů jedinou projektovou organizací. Odpadá obvykle

Multifunkční hala 2 374 ks 573 typů 4,14 ks/typ 73 ks 43 typů 498 m2 1 781 ks 246 typů 12 011 m2 3 2 398 m 286,7 t 14,5 t

451 ks 1 ks 739 ks

Tréninková hala 99 typů 4,56 ks/typ 1 typ 9,9 m2 53 typů 6 288 m2 3 564,1 m 74,7 t 5,7 t

složitá komunikace při dohadování o styčných detailech, při předávání zatěžovacích údajů apod. mezi jednotlivými specializovanými zpracovateli projektu. Do poslední chvíle je možné provádět změny vedoucí k úsporám či vylepšováním detailů. Velkou pozornost je vždy nutné věnovat návazným detailům betonové a ocelové konstrukce, zvlášť u staticky exponovaných úložných detailů s přísnými požadavky na výrobní a montážní tolerance a s těmito podmínkami důkladně obeznámit dotčené účastníky výstavby. Celosvětová tendence převádět pracnost ze staveniště do krytých specializovaných závodů s příznivějšími podmínkami pro výrobu i s příznivějším pracovním prostředím vyplývá z potřeb zkrácení výstavby na staveništi s minimalizací zátěže pro okolí, z možnosti spolehlivě použít širokou paletu druhů betonu, se zajištěním vysoké a předem kontrolovatelné přesnosti tvarů a rozměrů dílců, snadněji dosažitelnou a kontrolovanou kvalitu povrchů a designu betonových dílců a možnosti využití vysokého stupně mechanizace a robotizace. To byl také důvod, proč byla v převážné míře použita prefabrikace při výstavbě tréninkové haly. Literatura: [1] Čížek P.: Víceúčelová hala v Liberci, Beton TKS 1/2005, str. 16–20

ZÁKLADNÍ

Ú D A J E O S TAV B Ě

Název stavby Investor Autor návrhu Projektant prefabrikované konstrukce Výrobci prefabrikovaných dílců Montáž

Výstavní, sportovně-kulturní a kongresové centrum Karlovy Vary město Karlovy Vary Ing. arch. Antonín Buchta PBK Čížek, a. s., Chrudim PREFA BETON CHEB, spol. s r. o. Lias Vintířov, LSM, k. s. Dywidag Prefa, a. s., Lysá nad Labem Monters Olomouc, s. r. o.

Ing. Pavel Čížek Ing. Zdeněk Burkoň Ing. Martin Vašina všichni: PBK Čížek, a. s. Pardubická 326, 537 01 Chrudim tel.: 469 655 403, fax: 469 655 406 e-mail: [email protected], www.pbkcizek.cz


1/2008

STAVEBNÍ


CVIČNÁ

HOROLEZECKÁ STĚNA GUTOFFKA TRAINING CLIMBING WALL GUTOFFKA M I LO S L AV S M U T E K V rámci víceúčelového sportovního areálu u školy Gutova v Praze 10, poblíž stanice metra Strašnická, byla vybudována venkovní horolezecká cvičná stěna. Svojí koncepcí je poněkud neobvyklá, byla vytvořena ze železobetonu. Tvarově je velmi rozmanitá, poskytuje řadu cest různé obtížnosti a těší se značné oblibě pražských lezců. The outdoor climbing training wall was build under the multi-purpose area near the primary school Gutova in Prague 10, near subway station Strašnická. Its conception is somewhat unusual. The wall was build from reinforcement concrete. It is very various in shapes, offer a lot of courses in different difficulties and enjoy considerable interest among Prague climbers. TVAROVÉ Ř EŠE N Í STĚ NY Tvarovému řešení stěny a horolezecké záchytné technice byl věnován článek v minulém čísle časopisu Beton TKS. Zde bychom se chtěli zaměřit na problematiku statického výpočtu a technologie provádění. Pro informaci zopakujme základní data stěny. Půdorysně má tvar vlnovky, která je vepsána do obdélníku o rozměrech 27 x 12 m. Protože snahou autorů bylo poskytnou horolezecké cesty všech obtížností – od těch nejlehčích až po těžké cesty v převisech – a současně realizovat dílo výtvarně dominující celému stále se rozvíjejícímu areálu volného času, je stěna vertikálně značně členitá. Výška je různá, v nejvyšším místě 14 m nad nižší úrovní terénu.

Myšlenka byla nejprve zhmotněna v podobě hliněného modelu (obr. 1), který následně sloužil jako základní zdroj geometrických informací a tvaru stěny. Model byl digitalizován a převeden do půdorysných a vertikálních řezů, vynesených v grafickém prostředí AutoCAD. Současně byl vytvořen i prostorový drátěný model. Z těchto informací zpracovali architekti půdorys paty stěny a 47 příčných řezů. Z nich byly vyneseny prostorové výpočtové modely nosné konstrukce stěny. Vzhledem k tomu, že stěna je skutečně velmi členitá a řezy byly vynášeny blízko sebe, docházelo při jejich sestavení ve 3D často k tomu, že se prolínaly a geometrii bylo nutno interpolovat. Z A LO Ž E N Í A S P O D N Í Č Á S T S T Ě N Y Celá stěna je založena na základové desce tloušťky 500 mm z betonu C25/30-XC2. Její půdorys volně kopíruje průběh stěny šířky 2,7 až 5,9 m. Spodní část lezecké stěny je tvořena opěrnou stěnou, protože úroveň terénu na obou lících se liší cca o 4 m. Je koncipována jako úhlová zeď, jejíž svislá stěna má tloušťku 350 mm. Tato část byla betonována tradičním způsobem z betonu C30/37-XF1, stejně tak vyztužena vázanou výztuží 10 505. Výztuž byla dodávána v běžných metrech a upravována na místě podle tvaru konstrukce. Ze strany nižšího terénu byla stěna následně dotvarována torkretem. K bednění bylo použito částečně systémových bednících dílců, ve složitějších částech, které převažovaly, polygonální ramenáty z PERI nosníků a překližkové bedněních dílce (obr. 2 a 3).

2


1

Do horní hrany opěrné stěny byly osazeny kotevní desky, dostatečně zakotvené do železobetonu. Na ně byly v další fázi přivařeny ocelové válcované nosníky vertikální části roštu (obr. 4 a 5). Obr. 1 Hliněný model lezecké stěny Fig. 1 Earthen model of climbing wall Obr. 2 Překližkové bednění spodní části stěny Fig. 2 Plywood formwork of the bottom part of the wall Obr. 3 Prvkové bednění spodní části stěny Fig. 3 Panel formwork of the bottom part of the wall 3

1/2008

41

STAVEBNÍ


4 Obr. 4 Opěrná stěna se zárodkem ocelové konstrukce Fig. 4 Springing wall with kicker of steel structure

5 Obr. 5 Detail kotvení ocelové konstrukce Fig. 5 Detail of steel structure anchorage

Obr. 6 Ocelová konstrukce horní části stěny Fig. 6 Steel structure of the the upper part of the wall

Obr. 7 Ocelová konstrukce se svařovanými sítěmi Fig. 7 Steel structure with wedded meshes Obr. 8 Lešení pro torkretování Fig. 8 Platform for concrete lining

6

8

42

7


1/2008

STAVEBNÍ

Obr. 9 Povrchové úpravy stěny Fig. 9 Outward design of the wall


9

Obr. 10 Digitální model stěny Fig. 10 Digital model of the wall Obr. 11 Výpočtový model stěny Fig. 11 Computational model of the wall

10

HORNÍ ČÁST STĚNY Horní, z obou stran nadzemní, část stěny je technologicky zcela odlišná. Její základní nosný systém tvoří ocelový rošt, který vertikálně kopíruje střednici budoucího obrysu stěny podle jednotlivých řezů. Půdorysně kopíruje opět střednici, tentokrát ve vodorovných řezech ve výškových úrovních po 3 m. Tento rošt je v několika místech zavětrován běžnými diagonálami z ocelových profilů. Na prostorový rošt byly oboustranně přivařeny KARI sítě, na ně pak byla tvarována jemná síť, tvořící podklad pro definitivní tvar stěny. Na ocelovou konstrukci byl nanášen beton torkretováním a ručně tvarován do požadovaného tvaru (obr. 6 až 9). VÝPOČTY Pro statické výpočty byl použit program RENEX32. Výpočty byly provedeny jednak pro definitivní stav – jak pro spřaženou ocelobetonovou konstrukci, tak pro ocelovou kostru. Dále pak byly spočteny jednotlivé etapy výstavby, čtyři výškové stupně výstavby (obr. 10 a 11).

11

Již hotová a zatvrdlá spodní úroveň byla modelována jako deskostěnová betonová konstrukce s ocelovými ztužujícími prvky, úroveň právě betonovaná sestávala pouze z ocelových profilů zatížených nezatvrdlým betonem. Ze všech výpočtů byly pro jednotlivé prvky ocelové konstrukce vybrány extrémní hodnoty namáhání. Pro betonové konstrukce byly vybrány extrémní hodnoty napětí. Konstrukce, vzhledem ke svému velmi složitému sférickému tvaru působí výrazně prostorově s klenbovými účinky a tudíž tahová namáhání jsou minimální. Z ÁV Ě R Nosná konstrukce cvičné horolezecké stěny je další ukázkou takřka neomezených tvarových možností železobetonu. Pomocí kombinace několika technologií se podařilo vytvořit dílo, odpovídající jednak výtvarným záměrům architekta, jednak předpokladům autorů stěny. Podle množství lezců lze soudit, že stěna je velmi oblíbeným cvičným terénem praž-


1/2008

ských i mimopražských vyznavačů sportovního lezení. Vzhledem k velmi napnutému rozpočtu na tuto akci, byly výpočty a prováděcí dokumentace firmou Recoc provedeny formou sponzorského daru MČ Praha 10. Přehled zúčastněných Investor Architekt Návrh lezecké stěny Statický výpočet a dokumentace Generální dodavatel Dodavatel torkretů

Městská část Praha 10 Lila, architektonický atelier, s. r. o. Ing. arch. J. Lauda Mgr. Tomáš Rakovič Recoc, s. r. o. Reika CZ, s. r. o. Sasta CZ, s. r. o.

Ing. Miloslav Smutek, Ph.D. Recoc, s. r. o. Seydlerova 2451/8, 158 00 Praha 5 tel.: 251 624 661, fax: 251 624 609 e-mail: [email protected] www.recoc.cz

43

STAVEBNÍ


ING. PAVEL CIESLAR Začátkem prosince jsem dostal e-mail se smutnou zprávou, že Ing. Pavel Cieslar prohrál těžký boj se zákeřnou nemocí. Ing. Cieslar patřil k předním českým mostařům a výrazně ovlivnil mostní stavitelství v nedávné době u nás. Pavel Cieslar se narodil se v roce 1942, vystudoval obor konstrukčně–dopravní Stavební fakulty ČVUT v Praze. Od roku 1965 do roku 1991 pracoval jako projektant mostů v Projektové správě Staveb silnic a železnic, v roce 1991 byl jedním ze zakladatelů firmy Promo, s. r. o., kde působil jako projektant a zástupce ředitele do září roku 2006, kdy se firma stala součástí Pragoprojektu Praha, a. s. Od roku 1999 byl autorizovaný inženýr v oboru mosty a inženýrské konstrukce. Jako projektant Projektové správy Staveb silnic a železnic se třikrát zúčastnil stáže u firmy Freyssinet International ve Francii a podílel se na zavedení tolik obdivované, potom proklínané a nyní znovu objevené segmentové technologie u nás. Ze segmentů SSŽ-FI vyprojektoval jednu z prvních konstrukcí postavených u nás – most přes Vltavu v Českých Budějovicích.

Jako první v naší zemi projektoval zavěšený betonový most přes rybník Jordán v Táboře (obr. 1). Bohužel dvakrát, nejdříve z upravených prefabrikovaných segmentů, později jako most monolitický, betonovaný letmo. Most s maximálním rozpětím 111 m je zavěšen na jednosloupovém pylonu situovaném v ose komunikace. Nosnou konstrukci mostu tvoří dvoukomorový nosník s velmi vyloženými konzolami podepíranými prefabrikovanými vzpěrami. Následovaly projekty dvou velkých, letmo betonovaných mostů. Most přes Labe v Mělníku má maximální rozpětí 146 m, jeho délka je 292 m (obr. 2). Dálniční most přes Vltavu u Vepřeku má maximální rozpětí 125 m a jeho délka je 531 m (obr. 3). Své zkušenosti s návrhem letmo betonovaných mostů zúročil u projektů rekonstrukcí letmo betonovaných mostů přes Otavu a Vltavu u Zvíkova (obr. 4). Dále na dálnici D3 projektoval první a druhý most Čekanice. První, s typickým rozpětím 40 m a délky 465 m byl vysouván, druhý, délky 474 m byl betonován na skruži.

Obr. 1 Zavěšený betonový most přes rybník Jordán v Táboře

Obr. 3 Letmo betonovaný dálniční most přes Vltavu u Vepřeku

Obr. 2 Letmo betonovaný most přes Labe u Mělníka

Obr. 4 Rekonstrukce letmo betonovaného mostu přes Vltavu u Zvíkova

44


1/2008

Významně se podílel na vývoji a zavedení technologie přesypaných prefabrikovaných obloukových mostů (typ TOM) u Staveb silnic a železnic. Řadu těchto konstrukčně a esteticky mimořádně zajímavých konstrukcí vyprojektoval na dálnicích D8 a D3. V nedávné době pracoval na projektu mostu přes Vltavu, na mostu Vchýnice a vysouvaném mostu Svrčinovec na Slovensku. Poprvé jsem Pavla navštívil v jeho kanceláři pod Nuselským mostem, když jsme projektovali zavěšený most přes Labe u Poděbrad. Rád a ochotně mi řekl vše, co o zavěšených mostech a o mostě přes Jordán věděl. Později, na základě jeho návrhu, Ředitelství silnic a dálnic Praha objednalo u našeho ústavu (Ústav betonových a zděných konstrukcí FAST VUT v Brně – pozn. red.) dlouhodobé sledování mostu přes Vltavu u Vepřeku. Moji mladší kolegové byli překvapeni vysokou úrovní jeho projektu, jeho znalostmi a zkušenostmi. Časem jsme se vídali častěji, nejen na konferencích a seminářích. Také jsem s ním procházel starou Prahou a popíjel bílé víno. Poznal jsem, že je nejen výtečným mostařem, ale velmi kulturním člověkem s hlubokými všeobecnými znalostmi. Pavel byl vskutku renezanční člověk. To vše se projevilo v jeho práci. Jeho konstrukce mají charakteristický rukopis, jsou nejen technicky dokonalé, jsou osobité a krásné. Pavel konstrukce nejen počítal, ale vytvářel je. Pokud, jako projektant mostů mohu mluvit o svých konkurentech, mohu říci, že jsou projektanti kopisti, projektanti, jejichž práci nemám rád, ale respektuji ji a jsou projektanti, které obdivuji. Práci Pavla Cieslara respektuji, vážím si ji a obdivuji ji. Pavel nejen projektoval, ale aktivně se zúčastnil technického života. Spolupracoval s ČVUT, kde měl mnoho osobních přátel. Spolupracoval při řešení výzkumných úkolů, zavedení evropských norem a hlavně vedl a oponoval diplomové práce. S mnohými diplomovými pracemi, které vznikly pod jeho vedením, jsem se setkal při obhajobách. Vždy byly zajímavé a originální. Svým přístupem k práci vzbudil u studentů zájem i nadšení o naši krásnou profesi. Snažil se získat mladé lidi pro mostní inženýrství, vytvořit jim podmínky pro to, aby neodcházeli. Uvědomoval si, že pro budoucnost je tato jeho činnost snad to nejdůležitější. Pavel byl velmi společenský a měl velkou šíři zájmů. Dokázal být vtipným společníkem a byl nepřehlédnutelnou osobou pracovních i společenských setkání. Než mu nastaly zdravotní problémy, pravidelně jezdil na svou chatu u Sázavy, kde trávil chvíle odpočinku v kruhu svých blízkých. Často a rád tam vařil, zval známé a přátele a jeho víkendově-pracovní obědy byly pověstné. Kromě toho byl velkým milovníkem vína, dokázal o něm zasvěceně hovořit a nadchl pro tento ušlechtilý koníček mnohé své známé a spolupracovníky. Zajímal se o vážnou hudbu, pravidelně navštěvoval koncerty Pražského jara, zajímala ho i filmová tvorba. Jeho největším zájmem však bylo mostní inženýrství a spolu s tím, jak ho nemoc začala postupně omezovat v jeho koníčcích, stalo se hlavní náplní jeho života. Patřil k těm šťastným lidem, kteří zanechali za sebou viditelnou stopu. Jeho mosty dávají svědectví o jeho hlubokých znalostech, kultuře a umu, o jeho umění stavět mosty. Prof. Ing. Jiří Stráský, DSc. autoři fotografií: Milan Vaisar a Tomáš Malý

síla zkušenosti Mott MacDonald Ltd. je jedna z nejvĚtších svĚtových multi-disciplinárních projektovĚ inženýrských konzultaþních spoleþností Mott MacDonald Praha, s.r.o. je þeská poboþka mezinárodní spoleþnosti Mott MacDonald Ltd. Naše organizace poskytuje služby v mnoha oblastech inženýrského poradenství a projektového managementu. Jedná se o poradenské služby, zpracování studií ekonomického hodnocení, zpracování a posuzování všech stupŁŢ projektové dokumentace, Őízení a supervize projektŢ. Tyto þinnosti zajišŘujeme v tĚchto oblastech: Silnice a dálnice Železnice Mosty a inženýrské konstrukce Tunely a podzemní stavby Vodní hospodáŐství Životní prostŐedí Geodetické práce GraӾcké aplikace Inženýring a konzultaþní þinnost Kontakt: Mott MacDonald Praha, spol. s r.o. Ing. JiŐí Petrák Národní 15, 110 00 Praha 1 tel.: +420 221 412 800, fax: +420 221 412 810 www.mottmac.cz, e-mail: [email protected]

STAVEBNÍ


STAVBY

TEXTILNÍHO PRŮMYSLU SEVERNÍCH ČECH A JEJICH TVŮRCI TEXTILE INDUSTRY BUILDINGS OF THE NORTH OF BOHEMIA AND THEIR AUTHORS LUKÁŠ BERAN Restrukturalizace evropského průmyslu sebou nese problém opuštěných průmyslových staveb. Rozpoznání jejich specifických konstrukčních a architektonických kvalit je nejen argumentem pro jejich zachování, ale zároveň důležitým vodítkem pro architektonické zásahy do jejich struktury, které umožní jejich nové využití. The restructuring of European industry brings the problem of abandoned industrial buildings. If we can recognize their specific structural and architectural qualities, we have not only an argument in advocating a new use for them, but also a clue for architectural intervention, that will make this change possible. Výzkumné centrum průmyslového dědictví ČVUT v Praze se systematicky zabývá mapováním, evidencí a zkoumáním pozůstatků průmyslové výroby na našem území, zejména pak industriálními stavbami či areály a možnostmi jejich nového využití. Jako hlavní nástroj mu slouží on-line databáze, Registr průmyslového dědictví (https://registr.cvut.cz). Aplikací údajů, shromážděných v Registru, pak vznikají publikace, které se snaží formou průvodce po jednotlivých lokalitách představit tyto stavby veřejnosti – jako poslední Industriál Libereckého kraje. Plošná evidence však umožňuje i určitá zobecnění, z komparace velkého množství kusých údajů odhaluje nové souvislosti a poznatky.

Navrhování průmyslových staveb poháněly kupředu různé průmyslové obory, ve druhé polovině devatenáctého století především textilnictví. Zejména technologie spřádání bavlny tehdy zrodila stavby, jaké dodnes chápeme jako moderní – rozsáhlé, několikapodlažní, s proskleným pláštěm, vzduchotechnikou a automatickým hasicím systémem. Jejich projektování tak, jak jej etabloval zejména britský architekt Sidney Stott a jeho oldhamská kancelář, představovalo globalizovaný obor – probíhalo korespondenčně, ve spolupráci s místní stavební firmou a dodavateli strojního vybavení (do konce 19. století výlučně anglickými). Dispozice staveb vznikaly výpočty na základě požadovaných objemů a struktury výroby. Patrně nejlepším příkladem pro začlenění průmyslových staveb v našich zemích do evropského kontextu je činnost největších konkurentů zmíněného Sidneyho Stotta, švýcarské projekční kanceláře Séquin & Knobel1, která na přelomu devatenáctého století opanovala středoevropský trh, ale projektovala desítky staveb pro celý kontinent. Civilní inženýr Carl Arnold Séquin-Bronner (1845 až 1899) se proslavil nejprve projektováním přízemních budov tkalcoven i přádelen se šedovými střechami, jejichž nový typ s oboustrannými sedlovými světlíky si roku 1885 nechal mezinárodně patentovat.2 Takový výrobní sál, postavený roku 1893, se dochoval v Chrastavě u Liberce3 (přádelna Cichorius & Co., projekt 1893, 1

46

Nádražní ulice), časný příklad najdeme v Praze-Bubenči (přádelna Ernest Mauthner, projekt 1888, Papírenská ulice) a Séquinovu řešení odpovídá např. také stavba tkalcovny v Hejnici u Frýdlantu (F. Fritsch & Co., ulice Petra Bezruče). Samostatnou kapitolu pak představují etážové budovy přádelen, vyznačující se mistrovským zvládnutím velkých ploch svých fasád pomocí vysokých pilastrů, segmentových záklenků oken se stylizovanými klenáky a charakteristických atikových prvků. Kancelář Séquin & Knobel je projektovala ještě po smrti zakladatele, a tedy pod vedením architekta Hillaria Knobela (1854 až 1921), jenž byl podílníkem firmy a spoluautorem všech staveb od roku 1895. S pomocí výsledků dosud nedokončeného výzkumu architekta Michaela Hanaka v curyšských archivech kanceláře můžeme zatím bezpečně identifikovat např. téměř intaktně dochovanou budovu v Benešově nad Ploučnicí4 (přádelna Mattausch & Sohn, realizace 1902, Českolipská ulice – obr. 1) či obdobnou ve Velkém Březně (přádlena Hugo Meinl, Obr. 1 Přádelna Mattausch & Sohn, realizace 1902, Benešov nad Ploučnicí, Českolipská ulice Fig. 1 Spinning mill Mattausch & Sohn, built 1902, Benešov nad Ploučnicí, Českolipská street Obr. 2 Přádelna E. G. Pick, realizace 1907, Litvínov, Nádražní ulice Fig. 2 Spinning mill E. G. Pick, built 1907, Litvínov, Nádražní street

2


1/2008

STAVEBNÍ

realizace 1896, Tovární ulice). Do této skupiny patří také náročně řešené přádelny v Mostku u Turnova5 (Adolf Mandl jun., realizace 1903) nebo v Kvíčku u Slaného6 (Honoré de Liser, projekt 1902, ulice K. H. Borovského) a přestavbou znehodnocená budova v pražských Holešovicích (přádelna Leopold Mahler, projekt 1903, Jankovcova ulice). Omezímeli se na Liberecký kraj, kancelář Séquin & Knobel navrhla roku 1906 také „Fabrikschloss“ pro a. s. Cosmanos v Hrádku nad Nisou-Lučanech7 (textilní továrna Cosmanos A. G., realizace kolem 1906, Lidická ulice), jehož průzkum v současnosti nemůže být proveden. V případě staveb švýcarské i anglických kanceláří šlo výlučně o stavby klasické technologie, tedy zděné budovy, jejichž stropy tvořily ploché cihelné klenby v ocelových nosnících, podpíraných litinovými sloupy tak, jak je kolem roku 1850 vyvinul skotský inženýr William Fairbairn. Klenby byly jen zvolna nahrazovány železobetonovými stropními deskami, které prosazoval v Anglii další ze stavitelů textilek – Edward Potts. V Rakousku-Uhersku nastupuje první generace specializovaných projektantů průmyslových staveb až v prvním desetiletí dvacátého století, tedy současně Obr. 3 Slévarna a. s. Tannwalder Baumwollspinnerei, 1926 až 1927, Tanvald, Krkonošská ulice Fig. 3 Foundry of Tannwalder Baumwollspinnerei A. G., 1926– 1927,Tanvald, Krkonošská street Obr. 4 Tkalcovna Kraus und Hoffmann, projekt 1927, Liberec VI-Rochlice, Vratislavická ulice Fig. 4 Weaving mill Kraus und Hoffmann, designed 1927, Liberec VI-Rochlice, Vratislavická ulice

s prvními užitími skeletové železobetonové konstrukce. Jako vůdčí domácí osobnost se zde jeví vídeňský inženýr Bruno Bauer (1880 až 1938)8, projektant železobetonových staveb a zároveň autor teoretických úvah o průmyslové architektuře, nepostrádající široký rozhled a (vídeňský) smysl pro paradoxy historického vývoje. Jeho volání po opětovném spojení technických a uměleckých profesí předešlo roku 1916 svou dobu.9 Podle projektů Bruno Bauera stavěly firmy Wayss & Freytag A. G.11 (v severních Čechách) nebo Ing. Bohumír Hollmann a spol. (v Hradci králové) první etážové stavby skeletové konstrukce na našem území – přádelny v Horním Litvínově (E. G. Pick, 1907, Sokolská ulice – obr. 2), Hradci Králové (Dr. Richard Anninger, 1907, Voňkova ulice), Plavech u Jablonce nad Nisou (Bedřich Brůna, 1908) a v Kraslicích na Sokolovsku (Hlawatsch & Isbary, 1909, Dukeská ulice) či továrnu na čokoládu ve středočeské Velimi (1908, Palackého ulice). Dlouhodobá byla Bauerova spolupráce s akciovou společností Tanvaldské přádelny bavlny. Pro její strojírenskou divizi postupně navrhl dvě navazující železobetonové budovy podél umělého koryta řeky Kamenice (Tannwalder Baumwollspinnerei, Krkonošská ulice). Nejprve to byla roku 1912 dvoupodlažní strojírna a roku 1926 třípodlažní slévárna (obr. 3). Oběma budovami procházejí podélně přes všechna podlaží výrobní haly, osvětlené širokým hřebenovým světlíkem. Pro tutéž firmu vyprojektoval Bauer roku 1912 rovněž budovu vodní elektrárny s vyrovnávací věžovou nádrží, dodnes pracující přibližně kilometr proti proudu řeky v Šumburku nad Desnou ve zcela původním stavu. Bauerovy stavby z toho období najdeme také v moravském Krno3



vě11 (tkalcovna Franz Gabler, projekt 1912), v Českém Meziříčí12 (rafinerie cukru Oskar Bondy, realizace 1915) či v Praze-Vinohradech (papírna Ignaz Fuchs, realizace 1911, Vinohradská ulice). Jeho architektonický styl, oproštěný novoklasicismus, dobře přizpůsobený železobetonové konstrukci a dimenzím průmyslové stavby, je patrný také na poslední z dochovaných budov slévárny Schelling a Stäubli v Žandově na Českolipsku. Podobný, novoklasicistní stylový názor si časem osvojil také další ze specializovaných projektantů, žitavský stavitel Heinrich Zieger (1873 až 1943)13, jehož kancelář působila od roku 1909 také ve Vídni. Nejprve pokrývá své železobetonové stavby způsobem tradiční severoněmecké architektury, zděným pláštěm, již však bez slohových prvků, pouze geometricky členěným plochými lizénami z různobarevných cihel – příkladem je tkalcovna na okraji Frýdlantu (Ignatz Eisenschimmel, kolem roku 1910, Žitavská ulice) a především tkalcovna juty v nedaleké Višňové (Weigsdorfer Textilwerke, 1910 až 1920) se šedovými sály tvořenými železobetonovou konstrukcí o rozponech 9 x 5 m, které Zieger uvádí jako svůj chráněný vzor. Později toto vnější architektonické členění převádí do barevné, žluto-šedé omítky, která následně jeho stavby identifikuje – etážová tkalcovna v Bílém Potoce u Frýdlantu (Karl Bienert, projekt 1913); elektrotechnická továrna v Liberci-Jeřábu (Bruno Fritsch, projekt 1918, Františkovská ulice – dnes známější jako závod Preciosa); tiskárna kartounu ve Varnsdorfu (Johann Liebisch, realizace kolem roku 1920, Bratislavská ulice); halová strojírna tamtéž (Arno Plauert, Žitavská ulice); etážová tkalcovna a barevna v Liberci-Rochlicích (Kraus und Hoffmann, projekt 1927

4

1/2008

47

STAVEBNÍ


až 1930, Vratislavická ulice, obr. 4); přádelna ve Dvoře Králové (Gustav Deutsch, po roce 1920, ulice Spojených národů) ad.14 Ziegerův nejznámější, časopisecky publikovaný projekt do Liberce nebyl nikdy realizován.15 Nejznámější specializovanou projekční kanceláří, která po první světové válce zaujala někdejší pozice anglických projektantů v Německu, byla stuttgartská kancelář Fillipa Jakoba Manze, jejíž činnost recentně zpracovala monografie Kerstin Renz.16 Archiválie potvrzují, že v pořadí druhou přádelnu a. s. Tanvaldská přádelna bavlny tato kancelář vyprojektovala roku 1907, provedla ji pražská stavební firma Pohl & Kutsche (přádelna II, Tannwalder Baumwollspinnerei, 1907 až 1908, Krkonošská ulice). Jde o zděnou stavbu, jejíž nosnou strukturu tvoří skelet z ocelových nýtovaných profilů. Další Manzovy budovy na našem území již tvoří železobetonové skelety – etážová tkalcovna ve Varnsdorfu (projekt 1907, Karlinská ulice) a obdobná budova téhož účelu v Brně (Vereinigte Filzfabriken A. G., realizace 1911, Zábrdovická ulice).17 Těžiště tvorby drážďanské projekční kanceláře inženýra Williama Lossowa (1852

48

až 1914) a architekta Maxe Hanse Kühneho (1874 až 1942) se nenacházelo v projektování průmyslových staveb – patřili k moderním tvůrcům, kteří dokázali aplikovat progresivní stavební postupy a dispoziční řešení i na stavby reprezentativního či dokonce sakrálního účelu, a to ve vlastním, regionálně zakotveném stylu. Právě angažováním kanceláře Lossow & Kühne18 při projektování tzv. Obnovené přádelny ve Smržovce (přádelna Johann Priebsch Erben, 1909 až 1912, Hlavní ulice – obr. 5) se v letech 1909 až 1912 završuje stavební činnost textilní firmy Johanna Priebsche ve Smržovce, vedená jejím technickým ředitelem a jedním z dědiců Robertem Priebschem. Jestliže tato budova patří k nejlepším ukázkám moderní saské architektury, projevů tradičního stavitelství severoněmecké oblasti nacházíme na okraji někdejší Rakousko-Uherské monarchie přirozeně celou řadu – kultivované budovy s fasádami z ostře pálených cihel (Backsteinbauten) si od konce sedmdesátých let devatenáctého století stavěly pobočky firem zapsaných v Pruském království. K takovým stavbám patří frýdlantský soubor budov apretury a kartounky

5

6

7

8

firmy Rolffs & Co., (1882 až 1908, Tovární ulice) z porýnského Siegburgu nebo dvojice bareven v Hrádku nad Nisou firmy Budde & Müller z Wuppertalu-Barmen (obě po roce 1887, Donínská a Tovární ulice). Téměř na zemské hranici si v Hrádku postavil pobočku své žitavské továrny také Georg Elster (1889 až 1897, Lidická ulice). V Dětřichově u Frýdlantu byla postavena tkalcovna a kolonie obytných domů firmy C. A. Preibisch z ReicheObr. 5 Přádelna Johann Priebsch Erben, 1909 až 1912, Smržovka, Hlavní ulice Fig. 5 Spinning mill Johann Priebsch Erben, 1909–1912, Smržovka, Hlavní street Obr. 6 Přádelna Ignaz Klinger, realizace 1902, Chrastava, ulice U Nisy Fig. 6 Spinning mill Ignaz Klinger, built 1902, Chrastava, U Nisy street Obr. 7 Barevna a úpravna, Feigl & Widrich, 1904 až 1907, Chrastava, Andělohorská ulice Fig. 7 Textile dyeing and finishing works Feigl & Widrich, 1904-1907, Chrastava, Andělohorská street Obr. 8 Tkalcovna Franz Haney, 1907 až 1908, Rokytnice nad Jizerou čp. 487 Fig. 8 Weaving mill Franz Haney, 1907 to 1908, Rokytnice nad Jizerou čp. 487


1/2008

STAVEBNÍ

nau (1889 až 1897). Přádelna v Hazlově na Chebsku společnosti C. B. Göldner se sídlem v saském Werdau pak představuje patrně nenáročnější stavbu tohoto druhu na našem území (realizace 1901). Oproti těmto architektonickým importům můžeme ale v libereckém a jabloneckém regionu postihnout i ty rysy průmyslové architektury, které se zde jeví jako specifické. Bohatě plastické štukové fasády, kterými místní stavitelé a architekti pokrývali nejen obytné, ale i průmyslové budovy, byly již dány do souvislosti s přítomností rozvinuté sklářské a především bižuterní výroby19, s jejím neustále obměňovaným a kypícím formálním repertoárem, pružně reagujícím na dobové módy a styly, zejména v období secese. Stejně rychle však byli nuceni reagovat i výrobci textilu, zejména ti, kteří se zabývali finálním povrchovým zpracováním a potiskováním látek. Liberecký stavitel Gustav Sachers a především některý z jeho nástupců, jehož osobnost se nám zatím skrývá pod hlavičkou kanceláře Gustav Sachers Soehne, dali svým průmyslovým stavbám vytříbený secesní půvab. Vrchol představují zejména továrny v Chrastavě ze samého

počátku dvacátého století, jako je etážová přádelna firmy Klinger (realizace 1902, ulice U Nisy – obr. 6) a asi nejznámější barevna Feigl & Widrich20 (1904 až 1907, Andělohorská ulice – obr. 7). Z kanceláře Sachersových dědiců patrně pochází také další, ne tak celistvě dochovaná etážová přádelna v horní části Chrastavy, postavená pro firmu J. H. Altschul‘s Soehne, jejíž prosklená průčelí jsou již zcela zbavena parapetních polí (před rokem 1908, Frýdlanská ulice). Pozoruhodná svým dekorativním pojetím je budova přádelny v Košťálově (Hybler a Kučera, 1907 až 1908), jejíž fasády jsou důsledně pokryty plochým pozdně secesním vzorem, inspirovaným vzory textilními, nebo monumentální etážová tkalcovna v Rokytnici nad Jizerou (Franz Haney, 1907 až 1908 – obr. 8), jejíž schodišťová a sprinklerová věž, umístěná ve středu stometrové fasády, je zakončena orientalizující helmicí. Autoři obou těchto staveb však zatím zůstávají nerozpoznáni. Jestliže se u zmíněných příkladů racionální dispozice a konstrukce stavby harmonicky pojí s jejím „kulturním“ povrchem, u patrně nejznámější stavby tohoto druhu se zdá, že snaha o reprezentativ-


ní vzhled překročila míru. V pořadí čtvrtá přádelna bavlny firmy Johanna Priebsche dědicové ve Smržovce, dokončená roku 189621, má anglickými stavbami inspirovaný půdorys, dělený na dvě nestejné části přádelny a přípravny lanovištěm, na které navazuje sprinklerová a schodišťová věž (Klášterní ulice – obr. 9). Jablonecký stavitel Carl Daut jí zároveň dal bohatství stylově až dekadentní štukové a kamenné výzdoby a malebnou siluetu, která získala budově již po dokončení označení „Klášter“. Carl Daut je však také autorem nedaleké starší Priebschovy přádleny ve Smržovce, určené ke zpracování egypské bavlny – maca. Mnohem uměřenější, ale také v dispozici formálnější budova byla dokončena podle druhé verze Dautových plánů roku 1890. V případě zmíněné barevny Feigel & Widrich tvoří secesní fasády slupku pokročilé železobetonové konstrukci, kterou provedla liberecká pobočka vídeňské stavební firmy Eduarda Asta (Ed. Ast & Co., Ingenieure), která od roku 1899 vlastnila licence Hennebiqueových průvlakových stropů a také Monierových kleneb, které jsou v chrastavské barevně použity pro zastřešení přízemních výrob-

Obr. 9 Přádelna Johann Priebsch Erben, 1895 až 1896, Smržovka, Klášterní ulice Fig. 9 Spinning mill Johann Priebsch Erben, 1895–1896, Smržovka, Klášterní street Obr. 10 Tkalcovna Liebeig & Co., projekt 1908, Liberec IV-Perštýn, ulice Na Bídě Fig. 10 Weaving mill Liebeig & Co., designed 1908, Liberec IV-Perštýn, ulice Na Bídě Obr. 11 Přádelna Liebeig & Co., 1905 až 1907, Velké HamryBohdalovice čp. 416 Fig. 11 Spinning mill Liebeig & Co., 1905–1907, Velké HamryBohdalovice čp. 416 10

10 9


11

1/2008

49

STAVEBNÍ


ních sálů.22 Od roku 1907 plány za tuto pobočku podepisoval stavitel Adolf Stroner, jehož lze v případě některých staveb považovat i za autora architektonického řešení, např. novoklasicistní továrny na obuv Josefa Hampela ve Frýdlantu (projekt 1916, Hejnická ulice), a také některých, dnes nedochovaných budov pro textilní továrnu Liebeig & Co. v Liberci-Perštýně, která zaměstnávala libereckou pobočku firmy patrně nejčastěji. Ze spolupráce firmy Ast s dvojící architektů, Maxem Kühnem (1877 až 1944) a Heinrichem Fantou (1877 až 1941), vzešly roku 1908 a 1911 dvě pětipodlažní tkalcovny vlny Liebiegova podniPoznámky: 1/ Arnold Lassotta, Eine Musterspinnerei für die Herren Huesker: Séquin & Knobel – die Konkurrenz aus der Schweiz, in: Hermann Josef Stenkamp (ed.), Cotton Mills for the Continent. Sidney Stott und der englische Spinnereibau in Münsterland und Twente, Essen 2005, s. 116–123 2/ A. H., Karl Arnold Séquin-Bronner, Schweizerische Bauzeitung XXXIV, 1899, č. 22, s. 214–215 3/ Cichorius & Co., Macospinnerei, Die Gross-Industrie Österreichs, Wien 1898, díl 4, s. 206–207 4/ srov. Lukáš Beran, Industriální stavby, 7. část. Přádelna bavlny firmy Fridrich Mattausch & Sohn v Benešově nad Ploučnicí. Objekt II, 2007, č. 3, s. 64 5/ Tom [Blanka Tomková], heslo Mostek, in: Hana Hlušičková (ed.), Technické památky v Čechách, na Moravě a ve Slezsku, díl II., Praha 2002, s. 455–456 6/ Zuzana Drahotušská, Přádelna bavlny ve Slaném. Stavební listy XIII, 2007, č. 3–4, s. 30–31 7/ Marek Řeháček, Hrádecko, krajina na Nise, Liberec 2001, s. 91–95 8/ Inge Scheidl (ed.) heslo Bruno Bauer, in: Architektenlexikon Wien 1880–1945 na http://www.azw.at/ www.architekt-lexikon.at/de/20.htm 9/ Bruno Bauer, Das Problem des Industriebaues, Zeitschrift des Österreichischen Ingenieur- und Architekten- Verines LXVIII, 1916, č. 15 s. 289–296, č. 16, s. 309–314 10/ Wayss & Freytag A.– G. & Meinong, Beton-Eisbeton-u.Tiefbau Ges. m. b. H, Wien, po r. 1910, s. 17–18

50

ku tvořené železobetonovými skelety.23 Dnes stojí pouze mladší a menší z nich, jako poslední budova celého areálu (tkalcovna Liebeig & Co., projekt 1908, ulice Na Bídě – obr. 10). Theodor von Liebieg jun., (nepochybně „muž s moderními nervy“ a jeden z vůbec prvních automobilistů) byl také stavebníkem pozoruhodné přádelny ve Velkých HamrechMezivodí (1905 až 1907), kterou u firmy Ast zadal krátce po požáru nedaleké starší budovy roku 1905. Výborně dochovaná stavba typického rozvržení (se čtveřicí obslužných věží v rozích půdorysu, děleného nesymetricky lanovištěm s navazující schodišťovou a sprinklerovou věží) má

Podklady pro tento příspěvek byly shromážděny ve spolupráci s Vladislavou Valchářovou a Zuzanou Drahotušskou při přípravě publikace Industriál Libereckého kraje (VCPD ČVUT, 2007). Zde je také možné najít podrobnější údaje o zmiňovaných stavbách.

11/ ryš [Michaela Ryšková], Krnov, in: Hana Hlušičková (ed.), Technické památky v Čechách, na Moravě a ve Slezsku, II. díl, Praha 2002, s. 294 12/ Linda Mašková, České cukrovary. Výzkumný pasport VCPD ČVUT, 2003, nestr. 13/ Biografické údaje laskavě poskytnul Steffen Gärtner M. A. ze Zittauer Geschichts- und Museumsverein e.V. 14/ Heinrich Zieger, Fabrik-Architekt und beratender Ingenieur V. B. I. Zittau I. SA., Sonderdruck – Der FabrikArchitekt und Bau-Ingenieur, Berlin 1920. Za zprostředkování publikace vděčím prof. Michaelu Mendemu z Hochschule für Bildende Künste, Braunschweig 15/ Projekt zu einer Vigognespinnerei für die Firma E. S. Reichenberg, Der Industriebau XI, 1920, s. 46–48. (patrně míněna firma Emil Simon) 16/ Kerstin Renz, Industriearchitektur im frühen 20. Jahrhudert. Das Büro von Philipp Jacob Manz, München 2005, s. 173 17/ srov. Michaela Ryšková, Přehled textilního průmyslu na Moravě, ve Slezsku a ve Východních Čechách, Účelově financovaný programový projekt výzkumu a vývoje v resortu kultury na úseku památkové péče č. 18/2000, Státní památkový ústav v Ostravě, 2002, nestr. 18/ Spinnerei-Anlage der Herren Johann Priebsch Erben, Untermorchenstern i. B., Der Industriebau II, 1911, č. 13, s. 2–3 19/ Dieter Klein, Architekt Robert Hemrich, Jizerská Kóta 0428, červenec-srpen 1996, s. 35–39. Klein připisuje jab-

loneckému staviteli Hemmrichovi budovu Schowankovy dřevozpracující továrny, budované od roku 1908 do čtyřicátých let v AlbrechticíchJiřetíně pod Bukovou Mirjam Skoumalová, Areál textilní továrny, Chrastava. Výzkumný pasport, Praha 1997 Emil Hlaváček + Partner, arch. atelier Praha, Tkalcovna SEBA, a. s,. 07, výzkumný pasport, 1997 Hugo Gröger, Moderne Fabrikbauten in armierten Beton, Zeitschrift des Österreichischen Ingenieur- und Architekten- Vereines LXI, 1909, č. 38, s. 608–609 Projekt für eine Baumwollspinnerei in Reichenberg, Der Architekt XV, 1909, s. 47–48. Oba architekti byli žáky Maxe von Ferstela z vídeňské Techniky, užitkovým stavbám se nadále věnoval zejména Fanta, který tento obor přednášel na brněnské Deutsche technische Hochschule, jíž se stal ve třicátých letech rektorem viz pozn. 22. Hugo Gröger uvádí tuto stavbu mezi příklady konstrukcí, provedených firmou Ast, v případě přádelny v Bielsku-Bialej (Bielitz-Biala) zmiňuje spolupráci s architektem Alexanderem Neumannem. Je však možné, že autorem stavby v Mezivodí je sám Gröger – bylo totiž pravidlem, že přispěvovatelé referovali o vlastních stavbách a nemuseli tuto skutečnost zdůrazňovat. Eduard Ast, kterému bylo v roce 1898, kdy svou firmu založil, devětadvacet let, sám projektoval až do dvacátých let, víme také, že udržoval úzké kontakty s architekty vídeňské secese, zejména s Josefem Hoffmanem.

čtyři podlaží systému Considére a vnější architektonický výraz, který se zřetelně vymyká místní produkci – jeho autora se však zatím nepodařilo zjistit24 (obr. 11).

Mgr. Lukáš Beran Výzkumné centrum průmyslového dědictví ČVUT v Praze http://vcpd.cvut.cz/

20/

21/

22/

23/

24/


1/2008

STAVEBNÍ

VINNÉ

SKLEPY

21.


STOLETÍ

Možná jste už ve své oblíbené vinotéce sáhli po vysoké štíhlé láhvi bílého nebo červeného vína s jednoduchou moderní vinětou s nápisem HILLINGER. Stejnojmenné vinařství leží na jižních stráních Leithagebirge na severním břehu Neziderského jezera nedaleko městečka Jois v rakouském Burgenlandu. Už první pohled od příjezdové cesty vás upozorní, že se nejedná o tradiční vinné sklepy. Vítá vás široké okno v hluboko vykonzolované budově zákaznického centra (obr. 1). Nový objekt vinařství byl dokončen po roční výstavbě v květnu roku 2004. Projekt zákaznického centra, technologické části a vinných sklepů uprostřed vinic byl pro architektonický atelier gerner°gerner velkou výzvou. Tak jako tomu bývá u tradičních vinných sklepů i zde je většina objektu tvaru L ukryta pod zemí (během stavby bylo přemístěno 24 000 m3 země). Z mírného zatravněného svahu vykukuje pouze osm, ani ne metr vysokých, betonových jehlanů se šikmo seříznutou špičkou (obr. 2) – stropní okna otočená k severu přivádějí denní světlo do betonové podzemní výrobní haly vybavené jednou z nejmodernějších technologií v Evropě. Vstoupíte-li do zákaznického centra máte najednou přehled o tom, co se děje ve většině objektu – část stropů a příček v monolitické železobetonové konstrukci je z průhledných tlustostěnných skleněných desek. Hra světla a stínů v různých průhledech a odrazech je neuvěřitelná. Pod sebou v hlubokých sklepech vidíte v šeru dozrávat barikovaná vína v sudech vyrobených z francouzských dubů (obr. 3 a 4).

1

Výstavba nového centra (www.leo-hillinger.com, 1 750 m2 podlahové plochy), jež kombinuje tradiční technologie s moderní architekturou a designem, stála 5 mil. eur (z toho stavební část 2 mil. eur). Jana Margoldová Fotografie: obr. 1 Hillinger winery, obr. 2 až 5 autorka

Obr. 1 Noční pohled na zákaznické centrum Hillinger winery Obr. 2 Železobetonové světlíky pod vinicí Obr. 3 Průhled do hlavní haly s odrazem konferenční místnosti ve skleněné příčce Obr. 4 Průhled do sklepů se sudy vína Obr. 5 Boční vstup do technologické části

2 3


5

4

1/2008

51

M AT E R I Á LY M AT E R I A L S

A TECHNOLOGIE AND TECHNOLOGIES

K

BETONÁŘSKÉ VÝZTUŽI REMARKS ON REINFORCING STEEL BOHUMÍR VOVES Žebírková betonářská výztuž se má vyrábět novým způsobem. Tento způsob snižuje tažnost ocele. Svařitelnost ocele je nutné prokazovat. Ribbed reinforcing steel shall be produced by a new process route. This process reduces the steel ductility. The weldability of steel shall be verified. Při zpracování statického výpočtu ohýbané železobetonové konstrukce projektant předpokládá, že meze únosnosti je dosaženo porušením výztuže. Ale při zatěžovacích zkouškách obvykle dochází při zatížení větším, než odpovídá vypočtené mezi únosnosti, k velkému průhybu a rozsáhlému vzniku trhlin v betonu, aniž by došlo k přetržení výztuže. Mez únosnosti zkoušené konstrukce je proto dána takovým průhybem a rozsahem trhlin, které znehodnocují konstrukci pro další použití. Tento stav zůstává i při odtížení konstrukce. Z toho lze usuzovat, že uživatel náhodně přetížené železobetonové konstrukce není ohrožován a může vyklidit postižený prostor. To však platilo, byla-li používána betonářská výztuž tepelně nezpracovaná. TYČOVÁ V ÝZTUŽ Proběhlý vývoj vede k tomu, že tyčová betonářská výztuž má být dodávána pouze z oceli 10 505 a dodávky ocelí 10 335, 10 338 a 10 425 nejsou reálné [1]. Obr. 1 Pracovní diagram ocele 10 505.0 Fig. 1 Stress-strain curve for steel 10 505.0 Obr. 2 Pracovní diagram ocele 10 505.9 Fig. 2 Stress-strain curve for steel 10 505.9

Žebírkové tyče válcované za tepla z oceli 10 505 jsou dodávány pod označením 10 505.0 a 10 505.9. Tyče z oceli 10 505.0 legované vanadem, tepelně nezpracované ve stavu po válcování za tepla vykazují vyznačenou mez kluzu 500 MPa, pevnost asi 720 MPa, dlouhý pracovní diagram (obr. 1) a jsou zaručeně svařitelné. Tyčím z oceli 10 505.9 řízeně ochlazovaným z doválcovací teploty přísluší smluvní mez kluzu 500 MPa, pevnost 550 MPa, krátký pracovní diagram (obr. 2) a jejich svařitelnost není zaručená. Zavedené označení vede k nedorozumění mezi projektantem, stavebním závodem, zásobovačem a ocelárnou. Aby pátá číslice v označení oceli 5, která přísluší zaručené svařitelnosti, nebyla příčinou omylů, bylo by vhodné změnit označení oceli 10 505.9 na 10 509. Malý odstup mezi smluvní mezí kluzu a pevností a krátký pracovní diagram ocele řízeně ochlazované z doválcovací teploty způsobuje, že je zatížení při nápadném rozvoji trhlin a velkém průhybu blízké zatížení na mezi únosnosti. To by mohlo při náhodném přetížení způsobit přetržení výztuže, a tím náhlé křehké zřícení konstrukce a ohrožení jejího uživatele. Dle [1] mají být žebírkové oceli vyráběné v ČR dodávány ve stavu řízeně ochlazovaném z doválcovací teploty. Takže má být dodávána pouze ocel 10 505.9. U ní se požaduje nejmenší poměr pevnosti a smluvní meze kluzu, pouze 1,08. SVAŘ ITE LNOST Svařitelnost oceli je prokazována [1] podle požadavku na omezení obsahu prvků C, S, P, N, Cu a na hodnotu uhlíkového ekvi-

Literatura: [1] Návrh ČSN 42 0139 Ocel pro výztuž do betonu – Svařitelná žebírková betonářská ocel – Všeobecně. Září 2007 [2] Návrh prEN ISO 17660-1 Welding – Welding of reinforcing steel – Part 1: Load bearing welded joints. Červen 2006

valentu Ceq, který závisí na hmotnosti prvků v % podle vztahu Ceq = C + Mn/6 + ( Cr + Mo +V)/5 + + (Ni + Cu)/15 < 0,52. Není jasné, zda se takový průkaz vztahuje kromě ocele válcované za tepla i na ocel tvářenou za studena nebo na řízeně ochlazovanou ocel z doválcovací teploty. Výrobce oceli takto prokazuje odběrateli svařitelnost pouze při první dodávce [1]. To by ale stavební výroba musela u dalších dodávek ověřovat svařitelnost sama, což je nákladné a časově náročné. Pro stavební výrobu by bylo výhodnější, kdyby výrobce v ČR nebo dovozce do ČR zadával u prověřeného odborného pracoviště v ČR průkaz svařitelnosti a stanovení postupů svařování; Průkaz svařitelnosti podle obsahu prvků nebo uhlíkového ekvivalentu může nahradit běžně zavedené zkoušky svařitelnosti. Pro závod provádějící svařování výztuže má pracovat svářecí koordinátor, který zodpovídá za jakost svarů a zajišťuje dodržování předepsaných postupů při svařování [2]. Závod provádějící svařování výztuže má zaměstnávat dostatečný počet kvalifikovaných odzkoušených svářečů. Každý postup svařování výztuže má být předem odzkoušen. Z ÁV Ě R Používání ocele řízeně ochlazované z doválcovací teploty snižuje náklady na betonářskou výztuž a odpovídá proběhlému vývoji hutnictví. Vyžaduje ale soulad konečného znění hutnických předpisů a předpisů pro navrhování, provádění a kontrolu železobetonových konstrukcí.

1

52

2

Prof. Ing. Bohumír Voves, DrSc. Pod Fialkou 7, 150 00 Praha 5 tel.: 257 216 282


1/2008

STRUCTURES

O

SOUČASNÉM VÝVOJI VE VÝROBĚ CEMENTŮ JAN GEMRICH Vážení čtenáři a přátelé betonu v různých podobách, zahajujeme pro Vás tímto číslem komentování řady aktuálních jevům z oblasti, která je nedílnou součástí betonu, a to z cementářské výroby. Často slýcháme stesky na cenu či nedostatek cementu, ale už se současně nedozvíme, jaká vlastně dnešní výroba cementu je. Doby, kdy výroba v cementárně byla zobrazována zašedlými a zaprášenými fotografiemi z padesátých let minulého století, jsou nenávratně pryč. Dnešní vysoce sofistikovaná výroba řízená inženýrsky vzdělanými pracovníky při výrobních procesech používá řadu dříve nemyslitelných materiálů. Např. cementárny při výpalu slinku používají alternativní certifikovaná paliva vyráběná z odpadu, v procesech denitrifikace využívají močovinu a při nedostatku strusky jsou schopny dodávat jiné druhy cementů, rovněž podle evropských norem. Je třeba, aby i uživatelé a zpracovatelé betonu o všech těchto možnostech věděli. K základní energetické náročnosti přistoupil fakt, že výroba cementu patří do systému emisí skleníkových plynů a právě absolutní nedostatek tzv. přídělových povolenek nutí výrobce snažit se nabízet stejně kvalitní cementy s jinými normou povolenými složkami. Při výrobě cementu i při jeho zpracovávání je nutno dodržovat řadu nových předpisů, např. v poslední době dohodu o zdravotní bezpečnosti týkající se krystalického křemíku, která chrání zdraví provozních pracovníků. Cement v současné době není jedním výrobkem, ale tvoří ucelenou řadu dvaceti sedmi druhů uváděných v evropské normě pro cementy pro obecné použití, doplněné řadou dalších – s upraveným hydratačním teplem, regulovaným počátkem tuhnutí, modifikovaným nárůstem pevností a dokonce s odolností vůči různým agresivním prostředím. Řada doplňkových hydraulických pojiv na bázi křemičitého slinku je nabízena pro jiné, méně náročné stavební aplikace. Zkrátka, výběru a návrhu cementu či hydraulického pojiva pro konkrétní beton či směs tmelenou hydraulickým pojivem je třeba věnovat pozornost a laicky řečeno „nepoužívat čistý portland na kozí chlívek“. Další kouzla s cementem dokáže určitě provést i řada vhodně zvolených a konkrétně vyzkoušených přísad stavební chemie. Z cementu nejsou dnes vyráběny pouze betony pro známé základní aplikace, např. na základové desky, pro silnice a dálnice a pro prefabrikaci. Beton uchopili i umělci a vytvářejí z něj moderní výtvarná díla. V našich poznámkách bychom se rádi během letošního roku věnovali následujícím tématům: • environmentální aspekty výroby cementu • energetická náročnost výroby cementu • cement a zdravotní bezpečnost • cement, hydraulická pojiva a evropské normy • cement a stavební chemie • cement, beton a architektura tak, aby betonářský svět lépe pochopil všechny aspekty výroby cementu a nově věnoval pozornost i výběru cementu pro daný beton.

JISTOTA pro Vás je to, čím se liší odborníci našich divizí od ostatních. Jistota odpovědnosti, odborné erudice, maximálního nasazení a přímočarého směřování k cíli, vysoké kvality i citlivého přístupu k okolí a lidem.

Zavěšený most v Nymburku

Stanice metra IV. C2 Střížkov

PČOV v Praze - Kolovratech

www.smp.cz

Ing. Jan Gemrich Svaz výrobců cementu ČR


1/2008

53

VĚDA

A VÝZKUM SCIENCE AND RESEARCH

MODEL

MEMBRÁNOVÉ STŘECHY Z PŘEDJATÉHO BETONU MODEL OF MEMBRANE ROOF FROM PRESTRESSED CONCRETE P A V E L K A L Á B , M I C H A L B E R N ÁT , JIŘÍ STRÁSKÝ Návrh membránové střechy dvojí křivosti z předpjatého betonu a její ověření na modelu jsou popsány z hlediska konstrukčního řešení, statické analýzy a postupu stavby. Pružné chování konstrukce bylo ověřeno čtyřmi zatěžovacími stavy. Zatížení situované na jedné polovině střechy bylo postupně zvětšováno do vzniku trhlin. Výsledky měření jsou porovnány s analytickým řešením. A design of the membrane roof of a double curvature from prestressed concrete and its verification on a model are described in terms of the structural solution, static analysis and a process of construction. The elastic behaviour of the structure was verified by four loading cases. The load situated on one half of the roof was gradually increased till cracks originated. Results of the measurements are compared with an analytical solution. Membránové střechy z předpjatého betonu, pro které jsme dříve používali název „visuté střechy“, jsou popsány v [1] a [2]. V těchto článcích je popsáno jejich statické působení, uveden přehled realizovaných konstrukcí a na příkladech studovaných konstrukcí jsou ukázány možnosti řešení. Tento článek, který navazuje na uvedené příspěvky, popisuje práce spojené s návrhem a ověřením membránové konstrukce dvojí křivosti na modelu. Model sloužil k ověření teoretických předpokladů a technologie výstavby. Výsledky měření modelu slouží k verifi-

1a)

54

kaci výpočetních postupů prováděných metodou konečných prvků (MKP) s využitím programového systému ANSYS. HYPERBOLICKÝ

PA R A B O LO I D N A D

KR U HOV ÝM PŮ DORYSE M

Pro účely vývoje výpočtového modelu byla nejdříve vypracována studie střechy tvaru hyperbolického paraboloidu nad kruhovým půdorysem průměru 72 m (obr. 1). Konstrukce tvoří takzvaný samokotvený systém, který zatěžuje základy jen svislými silami. Konstrukční řešení a postup výstavby byly navrženy podle známého olympijského stadionu Saddledome v Calgary v Kanadě [3]. Základ konstrukčního systému tvoří předpjatá lanová síť tvaru hyperbolického paraboloidu (obr. 1a), na kterou jsou během výstavby osazeny prefabrikované panely. Síť je tvořena dvěma pravoúhlými systémy lan. Konvexní lana se obvykle nazývají nosná a konkávní lana s opačnou křivostí se nazývají ztužující. Lana jsou kotvena v tlačeném obvodovém prstenci obdélníkového průřezu, který je ve svislém směru podepřen řadou sloupů. Pootočení průřezu po délce prstence kopíruje povrch skořepiny. Síly v lanech jsou navrženy tak, aby horizontální složka normálové síly v obou osnovách lan byla stejná, a tak byl obvodový prstenec namáhán pouze normálovou silou a minimálními ohybovými momenty. Po vybetonování spár mezi jednotlivými prefabrikáty je membrána předepnuta předpínacími lany situovanými v obou směrech ve spárách. Předpětí je navrženo tak, aby pro všechna návrhová zatížení byla membrána jen tlačena. To znamená,

že těmto zatížením vzdoruje plný betonový průřez. Membrána tak získá potřebnou tuhost a tvarovou stálost (obr. 1b). Pro statickou analýzu byl uvažován následující postup výstavby: • osazení a napnutí nosných lan lanové sítě, • osazení ztužujících lan lanové sítě a jejich napnutí na polovinu konečné hodnoty, • osazení části prefabrikovaných panelů, • dopnutí ztužujících lan na konečnou hodnotu, • osazení zbývajících panelů a nesoudržných předpínacích lan, • vybetonování spár mezi panely – výchozí rovnovážný stav, • předepnutí skořepiny v obou směrech. Základ statické analýzy je odvozen z řešení visutých lanových konstrukcí. První fází analýzy, nezávisle na konkrétním typu konstrukce, je vždy definice geometrie (form finding) systému lan, na která se osazují prefabrikáty a vyřešení tzv. výchozího rovnovážného stavu (initial equilibrium problem). V případě popisované studie je to stav lanové sítě po osazení všech prefabrikátů a těsně po zalití spár, kdy skořepina jako celek nemá žádnou tuhost. Normálové síly v lanech (resp. jim odpovídající radiální síly) jsou ve výchozím stavu v rovnováze s vlastní tíhou lan a prefabrikátů. Obr. 1 Hyperbolický paraboloid kruhového půdorysu: a) síť kabelů, b) membrána z předpjatého betonu Fig. 1 Hyper paraboloid of the circular plan: a) net of cables, b) membrane from prestressed concrete

1b) BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

1/2008

VĚDA SCIENCE

2

AND

A VÝZKUM RESEARCH

3

Obr. 2 Porovnání tuhosti membránové střechy z předjatého betonu a lanové sítě Fig. 2 Comparison of the stiffness of the roof formed by a prestressed concrete membrane and by a cable net Obr. 3 Hyperbolický paraboloid kruhového půdorysu podepřený ve dvou bodech Fig. 3 Hyper paraboloid of the circular plan supported at two points Obr. 4 Síly působící na oblouk, H, V – akce nosného lana, Go – vlastní tíha oblouku, F – výslednice sil Fig. 4 Forces acting on the arch, H, V – action of bearing cables, Go – dead load of arch, F – resulting force Obr. 5 Varianta A – hyperbolický paraboloid, definice geometrie Fig. 5 Variant A – Hyper paraboloid, definition of the geometry

4

Obr. 6 Varianta B – rovinné oblouky, definice geometrie Fig. 6 Variant B – plane arches, definition of the geometry

Obecně je výchozí rovnovážný stav definován: • geometrií systému lan, nebo lanové sítě • působícím zatížením, které je funkcí tvaru • napjatostí v lanech. Tyto tři složky spolu navzájem souvisí a obecně je nelze řešit odděleně. Geometrii popisované konstrukce lze s dostatečnou přesností uvažovat jako hyperbolický paraboloid, který je zatížen tíhou betonových prefabrikátů. Pro vyřešení výchozího stavu lanové sítě tedy zbývá definovat napjatost v lanech. Pro lanovou síť tvaru hyperbolického paraboloidu lze nalézt analytické řešení. Jeho odvození však přesahuje rozsah příspěvku a je uvedeno např. v [4]. Statická analýza pokračuje sestavením prostorového výpočtového modelu, který vystihuje geometrii, okrajové podmínky a působící zatížení. Výchozí stav definuje počáteční podmínky výpočtu a definuje tak vstupní rovnovážný stav, kterým výpočet začíná. Následující výpočet je rozdělen na jednotlivé fáze, které na sebe navazují a přesně kopírují skutečný postup výstavby. Konečné prvky reprezentující vznikající části konstrukce jsou postupně aktivovány během jednotlivých fází výpočtu a přidávány do matice tuhosti konstrukce. Výpočtový model byl sestaven v MKP systému ANSYS 8.0. Vzhledem k charakteru a chování konstrukce byl použit geometricky nelineární výpočet pomocí úplné Newton-Raphsonovy metody. Uvedený postup byl použit u všech výpočtů. Z řady výsledků analýzy studované konstrukce jsou na obr. 2 uvedeny deformace dvou tvarově totožných střech, které jsou tvořeny jen lanovou sítí (obr. 1a) a předpjatou membránou BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

5

6 1/2008

55

VĚDA


(obr. 1b). Tuhost konstrukce tvořené lanovou sítí je dána křivostí lan a velikostí jejich předpětí. Z grafu je zřejmá výrazně vyšší tuhost předpjaté betonové membrány, která je srovnatelná s tuhostí tradičních konstrukcí. VÝVOJ MODELU Pro ověření popsané analýzy byl navržen fyzikální model konstrukce dvojí křivosti. Protože ve zkušební hale bylo obtížné zajistit rovnoměrné podepření prstence, bylo rozhodnuto podepřít střechu jen ve dvou bodech. Nejprve byla analyzována dříve popsaná konstrukce, u které byl prstenec zesílen parabolickými náběhy (obr. 3). Ukázalo se však, že toto řešení je obtížně dimenzovatelné a neekonomické. Bylo navrženo několik dalších modifikací konstrukce, avšak vždy s podobným výsledkem. Proto byla původní konstrukce opuštěna a byla hledána taková, jejíž výchozí stav přímo splňuje požadavek podepření konstrukce střechy ve dvou bodech. Výsledkem vývoje je konstrukce, která tvarově vychází z rekonstruované berlínské kongresové haly [5]. Také rozměry

56

obou konstrukcí jsou srovnatelné. Zatímco hala v Berlíně je monolitická, námi vyvinutá konstrukce je sestavená z prefabrikovaných prvků [2]. Základní myšlenkou návrhu bylo určit geometrii konstrukce tak, aby ve výchozím stavu byly co nejpřesněji splněny následující dvě podmínky: • výslednice sil F působících v místě kotvení nosných lan do oblouku působí v rovině vedené patami a vrcholem oblouku (obr. 4), • tvar oblouků odpovídá výslednicové čáře zatížení stálého. Při splnění obou uvedených podmínek jsou oblouky namáhány minimálními ohybovými momenty a převážně normálovou silou. Průřez oblouků je tak hospodárně využit. Byly navrženy dvě varianty, které s dostatečnou přesností splňují předchozí podmínky. Varianta A – hyperbolický paraboloid Střešní plocha je definována jako hyperbolický paraboloid. Krajní oblouky tvoří průsečnice hyperbolického paraboloidu a válcové plochy kolmé k půdorysu (obr. 5). Oblouky jsou tvořeny pro-

storovou křivkou, která s jistou tolerancí leží v rovině definované patami oblouku a jeho vrcholem. Varianta B – rovinné oblouky Oblouky leží v rovině vedené patami a vrcholem oblouku. Plocha střechy vznikne napnutím nosných lan mezi oblouky (obr. 6). Tvar nosných lan napnutých mezi oblouky je přibližně parabola druhého stupně. Poměr fi/Li2 každého lana je totožný, takže každé z nosných lan je vlastně výsekem nejdelšího lana situovaného mezi vrcholy oblouků. Proto je horizontální složka síly H ve všech lanech stejná. Střešní plocha se v tomto případě blíží tvaru hyperbolického paraboloidu. Řez plochy ve směru y lze aproximovat polynomem šestého stupně. Obr. 7 Vizualizace modelu: a) nosná lana, b) hotová konstrukce Fig. 7 Image of the model: a) bearing cables, b) completed structure Obr. 8 Rozměry modelu Fig. 8 Dimensions of model Obr. 9 Výpočtový model Fig. 9 Calculation model

7a)

7b)

8

9


1/2008

VĚDA SCIENCE

Z hlediska namáhání betonové membrány je staticky výhodnější varianta A, protože plocha hyperbolického paraboloidu je afinní rovnoměrnému zatížení. Z hlediska ohybového namáhání oblouků se ukázala staticky výhodnější varianta B, protože lze přesněji splnit definované podmínky. Z hlediska realizace fyzikálního modelu měla varianta B výhodu v tom, že oblouky leží v rovině, a jejich výroba je tak podstatně snadnější a levnější. Z tohoto důvodu byla pro další rozpracování a realizaci fyzikálního modelu vybrána varianta B. M O D E L S T Ř E C H Y V M Ě Ř Í T K U 1 : 10 Účelem modelu konstrukce (obr. 7 a 8) bylo: • ověření konstrukčního řešení a působení navržené střešní konstrukce, • ověření správnosti statické analýzy, • odzkoušení navrženého postupu výstavby, • provedení zatěžovacích zkoušek pro zjištění odezvy konstrukce na různá zatížení, • zjištění mechanizmu porušení konstrukce. Vzhledem k rozměru průřezu oblouků a možnostem jejich výroby byly oblouky navrženy z ocelové trubky průměru 154 mm vyplněné vysokopevnostním betonem C70/80. Paty oblouků byly vzájemně spojeny dvojící ocelových táhel průřezu U, které reprezentovaly předpjaté betonové táhlo. Vlastní betonová membrána je sestavena z čtvercových prefabrikovaných prvků rozměru 290 x 290 mm tloušťky 10 mm, po obvodu ztužených žebrem tloušťky 20 mm (obr. 10). Prvky byly vyrobeny z lehkého konstrukčního betonu LC30/33. S ohledem na tvar střechy byla část mem-

brány u oblouků vyskládána z trojúhelníkových a pětiúhelníkových segmentů řezaných z panelů tloušťky 20 mm. Vzhledem k tloušťce prefabrikátů musela být lana situována mimo membránu. Křížení lan a osazení prefabrikátů zajišťovaly speciálně navržené ocelové spojky (obr. 11). Předpětí membrány bylo realizováno dopnutím nosných lan a předepnutím na ně kolmých ztužujících (předpínacích) lan. Pro obě osnovy lan byly použity monostrandy průměru 9,3 mm. Model byl navržen tak, aby byla splněna modelová podobnost garantující, že poměr napětí na skutečné konstrukci a napětí na modelu je 1:1. Pro zajištění modelové podobnosti byly oblouky a lanová síť zatíženy balastem z prefabrikovaných prvků. V každém uzlu lanové sítě byl zavěšen betonový váleček hmotnosti 18 kg, který nahrazoval tíhu prefabrikovaných prvků střechy. Po vzdálenosti 0,5 m byly na oblouky zavěšeny bloky hmotnosti 250 kg nahrazující tíhu obvodového prstence (obr. 7b a 14). Realizace modelu začala vybetonováním masivních základových bloků, na které byly osazeny skloněné ocelové oblouky (obr. 12). Ty byly následně podepřeny montážními podporami a vyplněny betonem. Poté byla napnuta nosná lana a přes ně osazena ztužující lana (obr. 13). Lana byla vzájemně spojena ocelovými spojkami a byla zkontrolována geometrie vzniklé lanové sítě. Poté byl postupně zavěšen balast na oblouky a do jednotlivých uzlů lanové sítě (obr. 14). Následně byly na lanové spojky osazeny prefabrikované prvky. Potom byly odstraněny montážní podpory oblouků. Následovalo osazení krajních segmentů, podbednění spár mezi segmenty a podbednění obvodové spáry mezi membránou a obloukem. Po zmo-

11a) BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

AND

A VÝZKUM RESEARCH

nolitnění těchto spár byla membrána předepnuta v obou směrech (obr. 15). Z AT Ě Ž O V A C Í Z K O U Š K Y M O D E L U Funkce membránové střechy byla ověřena zatěžovacími zkouškami provedenými pro čtyři polohy zatížení, které podle našeho názoru dostatečně přesně vystihly možné kritické polohy zatížení střechy (obr.18). Konstrukce byla zatížena po celé ploše – ZS A (obr.16), na příčné polovině plochy – ZS B, na podélné polovině plochy – ZS C a ve středu plochy –ZS D. Hodnota zkušebního zatížení, které tvořily pytle se štěrkem, byla 2,5 kN/m2. Během zatěžování byla měřena svislá deformace konstrukce v deseti bodech. Dále byla odporovými tenzometry měřena poměrná přetvoření ve třech Obr. 10 Prefabrikovaný prvek Fig. 10 Precast member Obr. 11 Podepření prefabrikovaných prvků lanovou spojkou: a) prvky spojky, b) sestava Fig. 11 Supporting of the precast members by a cable’s coupler: a) coupler’s members, b) assembly

10

11b) 1/2008

57

VĚDA


58

12

13

14

15

16

17

18

19 BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

1/2008

VĚDA SCIENCE

20

21

22

23

Obr. 12 Fig. 12 Obr. 13 Fig. 13 Obr. 14 Fig. 14 Obr. 15 Fig. 15 Obr. 16 Fig. 16 Obr. 17 Fig. 17 Obr. 18 Fig. 18 Obr. 19 Fig. 19 Obr. 20 Fig. 20 Obr. 21 Fig. 21 Obr. 22 Fig. 22 Obr. 23 Fig. 23

Ocelové oblouky Steel arches Montážní podpory, síť kabelů Erection supports, cable net Zatížení balastem Ballast load Dokončená konstrukce Completed structure Zatížený model – zatěžovací stav A (ZS A) Loaded model – load case A (ZS A) Zatížený model, mezní zatížení Loaded model, ultimate load Porovnání měření a výpočtu Comparison of the measurements and calculations Záznam deformací Record of the deformations Trhliny v betonových prefabrikátech Cracks in concrete members Vypočtená hlavní tahová napětí Calculated principal tension stresses Trajektorie hlavních napětí Trajectories of principal stresses Trhlina v místě spojení skořepiny s ocelovým obloukem Crack at a connection of the membrane with the steel arch

bodech betonové skořepiny, ve vrcholu a v patě pravého oblouku. Během zatěžovacích zkoušek při zatížení 2,5 kN/m2 nevznikly na konstrukci viditelné poruchy a nikde nebyly objeveny trhliny v předpjaté membáně. Také změřené nevratné deformace po odlehčení byly zanedbatelné, model se tedy choval lineárně. Na obr. 18 jsou uvedeny deformace membrány od jednotlivých zatěžovacích stavů. Pro každý stav je uvedena hodnota maximálního svislého posunu skořepiny, který nastává přibližně v těžišti zatěžovací plochy. Tyto hodnoty dobře ilustrují chování a velkou tuhost střechy. Maximální deformace jsou menší než 1/400 rozpětí oblouků. V grafu jsou dále uvedeny vypočtené hodnoty deformací v těchto bodech a je zřejmé, že bylo dosaženo dobré shody mezi změřenými a vypočtenými deformacemi. Rovnoměrné zatížení po celé ploše visuté střechy je afinní k jejímu tvaru, a proto vyvolává menší účinky (napětí, deformace) než soustředěná a nesymetrická zatížení. Také ohybové momenty v obvodovém prstenci jsou od nesymetrického zatížení podstatně větší. Z těchto důvodů bylo pro mezní zatěžovací zkouš-


1/2008

AND

A VÝZKUM RESEARCH

ku použito zatěžovací schéma ZS B, které současně ověřuje celkovou stabilitu konstrukce. Celkem byly na pravou polovinu modelu uloženy tři vrstvy pytlů se štěrkem, jejichž tíha odpovídá zatížení 7,5 kN/m2. V omezené ploše ve vrcholu skořepiny (jedna šestina zatěžované plochy) byly uloženy čtyři vrstvy pytlů zatěžující konstrukci zatížením 10 kN/m2 (obr. 17). Jak je zřejmé z obr. 19, který ukazuje časový záznam průběhu deformací membrány při zkoušce, konstrukce se chovala přibližně lineárně. Shora uvedené zatížení, které odpovídá trojnásobku návrhového zatížení, způsobilo vznik trhlin v betonových prefabrikátech. Ve spodních částech skořepiny, u pat oblouků, vznikly přes celou tloušťku skořepiny šikmé tahové trhliny (obr. 20). Spáry mezi prefabrikáty zůstaly neporušeny. Poloha a směr trhlin odpovídá hlavním tahovým napětím (obr. 21) a trajektoriím hlavních napětí (obr. 22), určených analýzou konstrukce. Dále při tomto zatížení vznikla v místě vetknutí membrány do oblouku trhlina (obr. 23) odpovíDokončení na str. 65

59

VĚDA


VÝVOJ

PŘETVOŘENÍ BETONU PŘI CYKLICKÉM ZATÍŽENÍ A JEHO MATEMATICKÝ POPIS FUNKCÍ ÚNAVOVÉHO POŠKOZENÍ STRAIN DEVELOPMENT OF CONCRETE UNDER CYCLIC LOADING MAREK FOGLAR Cílem příspěvku je seznámit s vyvinutou funkcí únavového poškození betonu, jež umožňuje vypočítat zbytkový modul pružnosti materiálu v jakémkoli okamžiku cyklického zatížení. Metoda byla experimentálně ověřena na příkladu desky z dodatečně předpjatého betonu. Funkci únavového poškození lze užít při ručních výpočtech i ve výpočetních programech založených na MKP a analyzovat konstrukční prvky vystavené cyklickému zatížení. This paper describes the strain development in concrete structures under cyclic loading and presents a method for assessing of the remaining secant modulus of elasticity of concrete under cyclic loading. The described method is the fatigue damage function which can be inserted into FEM software to help performing analysis of structural elements subjected to cyclic loading. Experimental verification of the fatigue damage function is described in the text. Únava je proces stálých progresivních změn ve struktuře materiálu vystaveného cyklickému zatížení. Výzkum zabývající se únavou kovů začal ve 40. letech devatenáctého století s nástupem železnic. Únava betonu je studována od 20. let století minulého. Velké rozkmity napětí ve štíhlých konstrukcích mostů či jeřábových drah mohou vést k rychlému rozvoji trhlin, zvětšování průhybů a ve svém

důsledku až k selhání prvku. Cílem článku je seznámit s vyvinutou funkcí únavového poškození, jež umožňuje vypočítat zbytkový modul pružnosti v jakémkoli okamžiku cyklického zatížení. VÝVOJ

PŘETVOŘENÍ PŘI CYKLICKÉM

Z AT Í Ž E N Í

Beton je heterogenní třífázový materiál a ze své podstaty je plný trhlin a počátečních koncentrací napětí. Únavové procesy v takovémto materiálu jsou podstatně složitější než v homogenních kovových materiálech. Vývoj přetvoření a modulu pružnosti při cyklickém zatížení bude dále popsán. Cyklické zatížení způsobuje poškození materiálu s každým zatěžovacím cyklem, a tak pokaždé působí na beton s lehce pozměněnými mechanickými vlastnostmi. Již přítomné trhliny se vlivem cyklického zatížení rozšiřují, při odlehčování se plně neuzavírají, koncentrace napětí na jejich špičkách způsobují poškození v každém zatěžovacím cyklu. Trhliny se šíří až se nakonec rozšíří po celém průřezu. Konstrukční prvek vystavený cyklickému zatížení selže v jeho důsledku při napětí menším, než je jeho statická pevnost. Fáze vývoje přetvoření betonového prvku při cyklickém zatížení Ve vývoji přetvoření cyklicky zatíženého prvku z betonu se dají vysledovat tři fáze. První fáze – iniciace trhlin – je ukončena již po 10 % všech zatěžovacích cyklů a odehrává se ve slabších oblastech

cementového tmelu. Fázi je možné charakterizovat prudkým nárůstem přetvoření, jež má klesající průběh. Nejdelší je druhá fáze – stabilní šíření trhlin. Je charakteristická pomalým a postupným růstem základních trhlin až do dosažení kritické velikosti. Obecně se nazývá růst mikrotrhlin. Ve druhé fázi narůstá přetvoření betonového prvku konstantní rychlostí v závislosti na proběhnuvším množství cyklů. Třetí fáze – nestabilní šíření trhlin – vede k lomu prvku a odehrává se ve zbylých cca 10 % zatěžovacích cyklů. Začne, když je v betonu vytvořeno dostatečné množství nestabilních trhlin. Tyto se spojí v makrotrhlinu, jež může vést k selhání prvku. V poslední fázi je únosnost prvku již značně oslabena a většinou vede k velice rychlému selhání. Průběh těchto tří fází se dá graficky vyjádřit pomocí křivky cyklického dotvarování (obr. 1). Křivku získáme, pokud vynášíme deformace zaznamenané během únavových zkoušek na ose y oproti počtu zatěObr. 1 Vývoj přetvoření betonu při cyklickém zatížení – křivka cyklického dotvarování Fig. 1 Strain development of concrete subjected to cyclic loading – the cyclic creep curve Obr. 2 Vývoj modulu pružnosti při cyklickém zatížení Fig. 2 Development of secant modulus of elasticity of concrete under cyclic loading 2

0

Ecm [%]

AB@/7<=@234=@;/B7=<

100

1

SECOND PHASE

A31=<2>6/A3 47@AB>6/A3

B67@2>6/A3
60

FIRST PHASE

THIRD PHASE NUMBER OF CYCLES


1/2008

VĚDA SCIENCE

AND

A VÝZKUM RESEARCH

Obr. 3 Procentuální úbytek sečného modulu pružnosti betonu v závislosti na poměru proběhnuvších zatěžovacích cyklů ku jejich celkovému počtu, hodnoty pro různé úrovně zatížení [1] Fig. 3 Percentage reduction of the secant modulus of elasticity of concrete with the cycle ratio, mean curves for different stress levels [1]

Obr. 4 Definice konstant a a b Fig. 4 Graphical explanation of the meaning of constants a and b

3

4

M AT E M AT I C K Ý

POPIS VÝVOJE

PŘETVOŘENÍ PŘI CYKLICKÉM Z AT Í Ž E N Í

Parametrizace vývoje přetvoření při cyklickém zatížení Na základě experimentů [1] byla navržena parametrizace vývoje modulu pružnosti při cyklickém zatížení. Pro účel této parametrizace se uvažuje trvání první a třetí fáze vývoje modulu

3Q[IK

P

Vývoj modulu pružnosti betonu při cyklickém zatížení Vývoj modulu pružnosti betonu při cyklickém zatížení odpovídá vývoji přetvoření (obr. 2). Po prudkém úbytku modulu pružnosti v prvních 10 % zatěžovacích cyklů následuje jeho pozvolný pokles v následujících 80 % zatěžovacích cyklů. V konečné fází cyklického zatížení, v posledních 10 % celkového počtu zatěžovacích cyklů, dochází opět k prudkému úbytku modulu pružnosti, jenž vede k selhání prvku. Vývojem modulu pružnosti při cyklickém zatížení se jako první zabýval J. O. Holmen v roce 1979 [1]. Při svých experimentech užíval zatěžovací frekvenci 5 Hz, spodní napětí bylo rovné 0,5 fcm. Horní napětí se pohybovalo v intervalu od 0,67 do 0,9 fcm. Při vyšších úrovních zatížení byla první fáze kratší (méně než 10 %) a pokles modulu pružnosti v druhé fázi byl rychlejší. První fáze vývoje modulu pružnosti končila na 75 až 95 % Ecm, druhá fáze na 65 až 75 % Ecm v závislosti na maximální úrovni zatížení.

O

žovacích cyklů proběhnuvších v okamžiku zaznamenané deformace.

A31=<2>6/A3 47@AB>6/A3

B67@2>6/A3 &< <

pružnosti při cyklickém zatížení shodně 10 % celkového počtu zatěžovacích cyklů, jimž je prvek schopen vzorovat. Z výsledků experimentů [1] bylo vysledováno, že příspěvek první a třetí fáze vývoje modulu pružnosti při cyklickém zatížení je konstantní pro danou úroveň zatížení a může být proto nahrazen konstantami závislými na maximální úrovni tlakového namáhání prvku. Byly zavedeny konstanty a a b. Konstanta a představuje úbytek modulu pružnosti v první fázi jeho vývoje při cyklickém zatížení, zatímco konstanta b představuje zbytkovou část původního modulu pružnosti na začátku třetí fáze vývoje modulu pružnosti při cyklickém zatížení. Definice konstant je osvětlena na obr. 4. Úbytek modulu pružnosti v první fázi jeho vývoje, konstanta a, je větší při nižších úrovních zatížení. Na druhou stranu zbytková část původního modulu pružnosti na začátku třetí fáze vývoje modulu pružnosti při cyklickém zatížení, konstanta b, je menší při nižších úrovních zatí-


1/2008

<

žení. Tzn. že konstrukční prvek při menší úrovni cyklického zatížení ztrácí větší část svého modulu pružnosti při první fázi jeho vývoje, zatímco je stále funkční na začátku třetí fáze vývoje modulu pružnosti při cyklickém zatížení s menší částí původního modulu pružnosti, jež by při vyšších úrovních zatížení již vedla k jeho selhání. Obr. 5 poskytuje grafické vyjádření této závislosti. Vzorce pro určení konstant byly získány s užitím lineární regrese (obr 6). a = 0,47 – 0,4Smax

(1)

b = 0,57 – 0,17Smax

(2)

Vzhledem k metodě, jež byla užita pro jejich získání, vzorce pro konstanty a a b mají platnost pouze pro úrovně zatížení Smax > 0,174. Nové vzorce, jež by zahrnovaly menší úrovně zatížení, musí být vyvinuty na experimentálním základě. Funkce únavového poškození Je hledána funkce, jež by popisovala 61

VĚDA


6]R\]bgY]\abO\bOP^`]`×h\{ `]d\hObÐS\

@]hRZ[ShWPOO ^`]`×h\{`]d\hObÐS\

#

'#

"#

'

"

&#

!#

O

&

PO ^`] A[Of + !

!

%#

#

O %

P

$#

#

P $

##

#

PO ^`] A[Of + '

#

!

"

#

$

%

&

'

!

"

#

$

%

&

'

\ <

\ < A [Of + '

A [ Of + &

A [Of + %

A [ Of + $

A [Of + '

A [Of + &

A [Of + %

A [ Of + $

A [Of + #

A [ Of + "

A [Of + !

A [ Of +

A [Of + #

A [Of + "

A [Of + !

A [ Of +

5

7 Obr. 5 Hodnoty konstant a a b pro různé úrovně zatížení Fig. 5 Values of constants a, b for various stress levels Obr. 7 Rozdíl mezi hodnotami (1–b) a a při různých úrovních zatížení Fig. 7 Difference between (1-b), a for various load levels Obr. 6 Určení konstant a a b užitím lineární regrese Fig. 6 Estimation of the constants a and b with the use of linear regression

vývoj přetvoření cyklicky zatíženého betonového prvku a měla by jako výsledek poskytovat hodnoty modulu pružnosti v každém okamžiku cyklického zatížení při respektování jeho tří fází. Hodnota redukovaného modulu pružnosti může být pak užita pro výpočet zvětšených deformací v důsledku poškození způsobeného cyklickým zatížením. Funkce může být užita jak při ručních výpočtech průhybů cyklicky zatížených

#

prvků, tak zakomponována do výpočetních programů založených na metodě konečných prvků. Bude pak možné provádět kompletní zhodnocení trvanlivosti konstrukce z hlediska cyklického zatížení. Funkce únavového poškození je založena na parametrizaci vývoje přetvoření při cyklickém zatížení. Funkce únavového poškození je založena na těchto okrajových podmínkách a omezeních:

%! % %

Q]\abO\bP

Q]\abO\bO

#

O

:W\St`\O

6a)

62

P

$&

:W\St`\P

%$#

$%#

% $'

$$

%#

& #

A [ Of

$# $%#

'

6b)

%#

& #

'

A [ Of


1/2008

VĚDA SCIENCE

Eni = ωFi En0 ,

(3)

kde Eni je hodnota modulu pružnosti po ni zatěžovacích cyklech, ωFi je hodnota funkce únavového poškození po ni zatěžovacích cyklech a En0 je hodnota modulu pružnosti na začátku cyklického zatěžování. Z matematického hlediska je funkce únavového poškození prostá funkce. Z důvodu lepší možnosti matematického popisu byl zvolen stoupající tvar (vývoj přetvoření při cyklickém zatížení, obr. 1), než tvar klesající (vývoj modulu pružnosti při cyklickém zatížení, obr. 2). Funkce únavového poškození bude pak mít formu:

ωFi = 1 – X ,

(dominantní v třetí fázi cyklického zatěžování). Funkce únavového poškození bude mít tvar: ⎧ ⎛ ⎪ ⎡ \ ⎤ 1 ⎡ ⎜⎝ Q ω 4 = − ⎨ ⎢ Q ⎥ + ⎢ Q ! S ⎢⎣ ⎪⎣ < ⎦ ⎩

\⎞ ⎟ <⎠

⎤ ⎫⎪ ⎥ ⎬ (5) ⎥⎦ ⎪ ⎭

kde c1-4 jsou konstanty, jejichž hodnota musí být stanovena. Funkce X, definovaná výše, musí splňovat tyto okrajové podmínky: • Hodnota mocninné části funkce X musí mít při n/N = 0,1 hodnotu rovnou a a při n/N = 0,9 rovnou (1–b). • Vzhledem k rozdílu mezi (1–b) a a při různých úrovních zatížení, jež určují nárůst mocninné části funkce X mezi n/N = 0,1 a n/N = 0,9, mocninná část funkce X musí být funkcí Smax (obr. 7). • Mocninná část funkce X představuje rapidní pokles modulu pružnosti na začátku cyklického zatěžování, a pak jeho pozvolný úbytek při 80% životnosti prvku vystaveného cyklickému zatížení. • Hodnoty exponenciální části funkce X musí být pro n/N = 0,1 až 0,9 zanedbatelné, pro n/N = 0,9 až 1 dominantní. Pro n/N = 1 musí být její hodnota rovna b tak, aby suma exponenciální a mocninné části byla rovna 1. Exponenciální část funkce X je tedy nezávislá na úrovni zatížení. Funkce únavového poškození zobrazuje pokles modulu pružnosti betonu během cyklického zatěžování. Sestává se z mocninné a exponenciální části.

A VÝZKUM RESEARCH

Zatímco mocninná část funkce je závislá na úrovni zatížení a představuje rychlý pokles modulu pružnosti na začátku cyklického zatěžování, a pak jeho pozvolný úbytek v druhé fázi cyklického zatěžování, exponenciální část funkce je nezávislá na úrovni zatížení a představuje prudký úbytek modulu pružnosti v poslední fázi cyklického zatěžování, jež vede k selhání prvku. Popsaný proces vede k následující definici funkce únavového poškození: ⎡Q ω 4 =− ⎢O ⎢⎣

"

A[OfQ !

W

\W ⎤ Q ⎥ Q< ⎥ ⎦

"

A[OfQ !

⎡⎛ \ ⎞ ⎤ +P Sf^⎢⎜ W −⎟ Q ⎥ $ ⎣⎝ < ⎠ ⎦

kde ωFi je hodnota funkce únavového poškození po ni zatěžovacích cyklech, ni je počet zatěžovacích cyklů, jimž byl konstrukční prvek již vystaven, Ni je celkový počet zatěžovacích cyklů, jimž je konstrukční prvek při dané úrovni zatížení schopen vzdorovat. Tuto hodnotu je možné vypočítat pomocí postupů uvedených v EN 1992 a Model Code 1990; a, b jsou konstanty závislé na úrovni zatížení; c1 = 0,1; c2 = 70; c3 = 2,72 a

(

= ^`] A[Of ∈ )!%% Q " = = "!$ A[Of + '!% ^`] A[Of ∈ (!%%)%!$ )

)

=%%^`] A[Of ∈ !%$)

Obr. 8 Příklad funkce únavového poškození pro různé úrovně zatížení Fig. 8 Example of the fatigue damage function for various stress levels

>ÂYZORTc\YQS\Od]d{V]^]ÈY]hS\^`]`×h\{`]d\hObÐS\ ' & % $ # " !

(4)

kde X je funkce, jež musí být určena. Vzhledem k zvolenému tvaru funkce, bude funkce sumou mocninné funkce (dominantní v prvních dvou fázích cyklického zatěžování) a exponenciální funkce

"

W

3Q[

• Proměnnou funkce (osa x) je poměr počtu zatěžovacích cyklů, jimž byl konstrukční prvek již vystaven ni ku celkovému počtu zatěžovacích cyklů, jimž je konstrukční prvek s to vzdorovat při dané úrovni zatížení (tato hodnota Ni se dá vypočítat za užití postupů uvedených v EN 1992 a Model Code 1990). • Výsledkem funkce je násobitel modulu pružnosti na začátku cyklického zatížení, jenž po vynásobení tímto modulem udává hodnotu modulu pružnosti po n cyklech zatížení. • Trvání první a třetí fáze vývoje přetvoření při cyklickém zatížení je uvažováno 10 % celkového počtu cyklů, jimž je konstrukční prvek schopen při dané úrovni zatížení vzdorovat. • Hodnota funkce únavového poškození po první fázi vývoje přetvoření při cyklickém zatížení je rovna (1–a). • Hodnota funkce únavového poškození na začátku třetí fáze vývoje přetvoření při cyklickém zatížení je rovna b. • Pro úrovně zatížení Smax < 0,174 musí funkce únavového poškození poskytovat reálné výsledky. Jak bylo řečeno, funkce únavového poškození bude užita jako násobitel počátečního modulu pružnosti na začátku cyklického zatížení tak, aby vyjádřila poškození materiálu způsobené ni zatěžovacími cykly. Okamžitá hodnota modulu pružnosti po ni zatěžovacích cyklech je tedy:

AND

!

"

#

$

%

&

'

\< A[Of+&

A[Of+$

A[Of+"

A[Of+

8


1/2008

63

VĚDA


Obr. 9 Deska z předpjatého betonu Fig. 9 Prestressed concrete slab

nu byla navržena podle EN 1992-2 tak, aby došlo k únavovému poškození betonu desky v tlaku pro navržené cyklické zatížení. Desky byly původně navrženy pro projekt [2]. Deska z předpjatého betonu byla v laboratořích Fakulty stavební ČVUT v Praze zatěžována čtyřbodovým ohybem tak, aby bylo dosaženo konstantního ohybového momentu ve střední části desky (obr. 9). Cyklické zatížení desky bylo vyvoláno harmonickou silou o frekvenci 2,5 Hz.

9

Obr. 8 poskytuje příklad průběhu funkce únavového poškození pro různé úrovně zatížení. E X P E R I M E N TÁ L N Í

OVĚŘENÍ FUNKCE

Ú N AV O V É H O P O Š K O Z E N Í

Funkce únavového poškození byla experimentálně ověřena na příkladě desky z dodatečně předpjatého betonu. Zkoušené prvky a jejich zatěžování Firmou SMP CONSTRUCTION, a. s., byly

vyrobeny tři desky z plně předpjatého betonu. Desky byly 130 mm vysoké, 1 155 mm široké a 4 500 mm dlouhé. Na obou koncích byla deska rozšířena na výšku 400 mm pro kotvení předpínací výztuže (obr. 9). Desky byly vyrobeny z betonu C45/55 s jedenácti předpínacími lany o průměru 15,7 mm. Deska byla podél kratších stran prostě podepřena tak, aby rozpětí mezi podporami bylo 3 500 mm a převislé konce 500 mm. Zkoušená deska z předpjatého beto-

Tab. 1 Naměřené průhyby desky z předpjatého betonu a jejich porovnání s výpočtem pomocí modulu pružnosti redukovaného funkcí únavového poškození Tab. 1 Comparison of measured and with the use of the fatigue damage function calculated values of deflection Číslo měření Počet cyklů při měření Naměřený průhyb desky [mm] Vypočtený průhyb desky [mm] Poměr naměřeného ku vypočtenému průhybu [%]

1 1 280 040 14,437 14,586 98,98

2 1 504 000 17,937 19,071 94,05

3 1 740 360 18,303 19,236 95,15

>`×PVTc\YQS\Od]d{V]^]ÈY]hS\^`]RSaYch^ÂSR^XOb{V]PSb]\cx ' & %

3Q[

$ #

Sledování vývoje průhybů prvku Po každých cca 250 000 cyklech byl během cyklického zatěžování měřen průhyb. Průhyb byl měřen uprostřed rozpětí prvku induktivním snímačem dráhy HBM W50. Cyklické zatěžování nebylo během měření přerušeno. Průhyby byly sledovány na druhé ze třech vyrobených desek z předpjatého betonu, od 1 280 040 zatěžovacích cyklů. Do současné doby byla provedena celkem tři měření na druhé desce z předpjatého betonu. Výsledky měření pro třetí desku z předpjatého betonu budou k dispozici v březnu 2008. Porovnání výsledků experimentu s výpočtem Tab. 1 poskytuje výsledky naměřených průhybů při daném počtu zatěžovacích cyklů a jejich porovnání s vypočteným průhybem s užitím modulu pružnosti redukovaného funkcí únavového poškození. Mezi prvním a druhým měřením došlo k rozvoji trhlin na spodním povrchu desky. Při detailním řešení desky za pomocí TDA analýzy v programu SCIA NEXIS 3.90.186 byla odhalena příčina rozvoje trhlin – chybně odhadnuté ztráty předpětí pro krátký prvek s přímým vedením lan předpínací výztuže. Vznik trhlin byl zohledněn ve výpočtu zavedením

" !

!

"

#

$

\<

10

64

A[Of+#!%

;ÂS\^`×VgP×

%

&

'

Obr. 10 Průběh funkce únavového poškození pro desku z předpjatého betonu č. 2. Umístění měření průhybů desky z hlediska její celkové životnosti Fig. 10 Behaviour of the fatigue damage function for the slab No. 2 with emphasized deflection measurements


1/2008

VĚDA SCIENCE

ideálního průřezu podle detailního řešení ztrát předpětí se zahrnutím vlivu dotvarování a smršťování. Z tab. 1 je patrná vynikající shoda mezi naměřenými a vypočtenými průhyby. Rozdíly mezi těmito hodnotami se pohybují v rozmezí 1 až 6 %, což lze považovat za více než uspokojivý výsledek experimentálního ověření funkce únavového poškození. Hodnoty průhybů jsou o 40, resp. 74 a 78 % vyšší než průhyb při působení statického zatížení, jenž činí 10,286 mm. Umístění měření průhybů desky z hlediska její celkové životnosti je patrné na obr. 10. Detailnější výsledky poskytnou měření na třetí desce, na které budou průhyby měřeny od samého počátku cyklického zatěžování. Třetí deska bude zkoušena v březnu 2008. Z ÁV Ě R Příspěvek popsal vývoj přetvoření a modulu pružnosti betonu při cyklickém zatížePokračování ze str. 59 Literatura: [1] Stráský J.: Visuté předpjaté střechy. Beton TKS 4/2005, 1/2006 [2] Stráský J.: Membránové střechy z předpjatého betonu, Beton TKS 1/2008 [3] Bobrowski J.: The ‘Saddledome’: the Olympic ice stadium in Calgary (Canada), L’Industria Italiana del Cemento 5/1984. s. 280–315 [4] Stráský J., Kaláb P.: Vývoj visuté střechy z předpjatého betonu, dílčí výzkumná zpráva centra CIDEAS za rok 2007 [5] Bomhard H.: Reconstruction of the Berlin congress hall, Proceedings of Tenth international congress of the FIP, New Dehli 1986 [6] Kaláb P.: Model membránové střechy z předpjatého betonu: návrh, realizace a statická zkouška, Proceedings Membránové střechy z předpjatého betonu, Brno, 2007, ČR, VUT v Brně, s. 31. ISBN: 978-80-214-3469-1

dající namáhání od lokálního ohybového momentu. Je zřejmé, že u skutečné konstrukce by tahové napětí v membráně bylo zachyce-

ní a poskytl metodu pro výpočet zbytkové části modulu pružnosti při cyklickém zatížení. Metoda byla experimentálně ověřena na příkladě desky z dodatečně předpjatého betonu, shoda naměřených průhybů s vypočtenými hodnotami je vynikající. Funkci únavového poškození je možné snadno užít jak při ručních výpočtech, tak ji zakomponovat do výpočetních programů založených na MKP, a provádět tak detailnější analýzu konstrukčních prvků vystavených cyklickému zatížení. Projekt se uskutečnil za podpory GA ČR, projekt č. 103/05/2244. Ing. Marek Foglar Fakulta stavební ČVUT v Praze Katedra betonových a zděných konstrukcí Thákurova 7, 166 29 Praha 6 e-mail: [email protected] Text článku byl posouzen odborným lektorem.

no betonářskou výztuží a konstrukce by dále bezpečně fungovala. Mezní únosnosti konstrukce by bylo dosaženo až vyčerpáním tahové únosnosti lan a nebo ztrátou stability obloukových prstenců oddělených od prefabrikovaných prvků. Aplikováním popsaného zatížení tedy nebylo dosaženo mezního stavu. Vzhledem k tomu, že bylo použito veškeré připravené zatížení a vzhledem k dosažené úrovni zatížení, byla zkouška ukončena. Během zkoušky i po jejím ukončení plnily všechny nosné prvky konstrukce svou funkci. Mezní únosnost konstrukce se nepodařilo zjistit, nicméně model prokázal vysokou únosnost vyvinuté konstrukce a dosažená hladina zatížení je podstatně vyšší než klimatická zatížení, která definují platné normy pro Českou republiku. Výsledky měření potvrzují dobrou shodu experimentu s výpočtovým modelem v deformacích i napětích. Experimentem bylo prokázáno, že použitý postup statické analýzy je správný. Z ÁV Ě R Realizace modelu a provedené zkoušky prokázaly správnost návrhu konstrukce, správnost navrženého postupu statické analýzy a postupu výstavby. Zatěžovací zkoušky také prokázaly vysokou tuhost a únosnost konstrukce.


1/2008

AND

A VÝZKUM RESEARCH

Literatura: [1] Holmen J. O.: Fatigue of concrete by constant and variable amplitude loading. Bulletin No. 79-1, Division of Concrete Structures, NTH-Trondheim, 1979. 218 s. [2] Plachý T., Polák M.: Vliv cyklického únavového namáhání na změnu modálních charakteristik prvku z předpjatého betonu, In: Acta Mechanica Slovaca, 2006, roč. 10, č. 1, s. 395–400 [3] Foglar M., Štemberk P.: Parametric description of the development of secant modulus of elasticity of concrete uder cyclic loading, Nat. Conf. with Inter. Part. Engineering Mechanics 2007, 2007. s. 63–64 [4] ČSN EN 1992-2 (73 6208) Eurokód 2: Navrhování betonových konstrukcí. Část 2: Betonové mosty – Navrhování a konstrukční zásady, Praha ČNI, 2007. 90 s. [5] CEB-FIP Model Code 1990, Lausanne: CEB. 1990

Model byl navržen, postaven a odzkoušen pracovníky Ústavu betonových a zděných konstrukcí FAST VUT v Brně za pomoci pracovníků Ústavu stavebního zkušebnictví. Model byl realizován ve Sdružené zkušebně nosných konstrukcí díky podpoře Ústavu kovových a dřevěných konstrukcí. Při řešení popisovaných konstrukcí byly aplikovány výsledky projektu Ministerstva průmyslu FI-IM/185 „Nové úsporné konstrukce z vysokopevnostního betonu“. Příspěvek vznikl za podpory projektu 1M6840770001 MŠMT, v rámci činnosti výzkumného centra CIDEAS.

Ing. Pavel Kaláb tel.: 604 137 356 e-mail: [email protected] Ing. Michal Bernát e-mail: [email protected] Prof. Ing. Jiří Stráský, DSc., PE tel.: 541 147 845, fax: 549 250 218 Stráský, Hustý a partneři, s. r. o. Bohunická 50, 619 00 Brno tel.: 547 101 882, fax: 547 101 881 e-mail: [email protected] všichni: Stavební fakulta VUT v Brně Veveří 95, 662 37 Brno

65

Z AVÁ DZ A N I E E N 19 9 2 - 1- 1 : „N AV R H OVA N I E BETÓNOVÝCH KONŠTRUKCIÍ“ DO PRAXE – ÚČINKY DRUHÉHO RÁDU PRI BUDOVÁCH I N T R O D U C T I O N O F E N 19 9 2 - 1- 1 : “ D E S I G N O F CONCRETE STRUCTURES“ TO PRACTICE – GLOBAL ORDER EFFECTS IN BUILDINGS Ľ U D O V Í T F I L LO

A

LUC IA CU PÁKOVÁ

V príspevku sa zaoberáme zohľadnením účinkov druhého rádu pri budovách. Analyzované je kritérium uvažovania účinkov druhého rádu a vplyv pružného podložia a celkového pretvorenia v dôsledku ohybu a šmyku. Príspevok je ilustrovaný príkladom overenia budovy so stužujúcimi jadrami, doplnený analýzou kritického zaťaženia pri premennom počte podlaží, tuhosti jadra a charakteristikách pružného podložia. This paper deals with the global second order effect in buildings. The criterion of neglecting the second order effect as well as the effect of flexible moment restrain and the global bending and shear deformation were analyzed. A certain example is presented, in which a structure with stiffening cores is analyzed. It is supplemented by the analysis of the buckling load due to the number of storey, the stiffness of the core and the modulus of subgrade reaction. ZOHĽADNENIE

ÚČINKOV DRUHÉHO

R ÁDU PR I B U DOVÁC H

Účinky druhého rádu vyplývajú z pretvorení a majú vplyv na napätia a vnútorné sily v konštrukciách a nosných prvkoch. Pri štíhlych nosných betónových

prvkoch sú účinky druhého rádu spojené so zvýšením ohybových momentov následkom pretvorení v prvkoch vystavených tlakovým silám. Sú tu tiež účinky druhého rádu na úrovni celej konštrukcie, ktoré sú spojené s vodorovnými pretvoreniami konštrukcie a spôsobujú zvýšené vodorovné sily na stužujúce jednotky, diafragmy stropov atď. Pri izolovaných stĺpoch a budovách je to hlavne ohybový moment, ktorý je ovplyvnený účinkami druhého rádu. Osová sila je určená zvislým zaťažením, a nie je významne ovplyvnená druhým rádom. Väčšina výpočtových metód pre štíhle tlačené prvky je založená na určení ohybového momentu, ktorý zahŕňa aj účinky druhého rádu. PRECHOD Z ENV NA EN Zanedbať účinky druhého rádu bolo možné podľa ENV, ak bola splnená podmienka: : 4D 3 Q[ 7Q ≤ α ,

(1)

kde L je celková výška budovy (htot v ENV), FV je celkové zvislé zaťaženia (FV v ENV), EcmIc je suma ohybových tuhostí stužujúcich prvkov, α = 0,2 + 0,1 ns ≤ 0,6 (ENV) a ns je počet podlaží (n v ENV). Toto kritérium platilo len pri splnení predpokladu pevného votknutia do zákla-

SECOND

du a podmienky, že v stužujúcich stenách sa nenachádzajú otvory väčších rozmerov. Toto však nebolo splnené pri stužujúcich systémoch zahŕňajúcich aj rámy, pre stužujúce steny s väčšími otvormi alebo pre konštrukcie na pružnom podloží. Taktiež nebol splnený predpoklad stužujúcich prvkov bez trhlín. V skutočnosti v týchto prvkoch pri MSU vznikajú vždy trhliny vo väčšej či menšej miere v dôsledku značného horizontálneho zaťaženia. V konečnej verzii [2] EN 1992-1-1 sú podmienky uváženia účinkov druhého rádu uvedené všeobecnejšie. Základným kritériom ich zanedbania je predpoklad, že tvoria menej ako 10 % celkových účinkov prvého rádu. Pre ohybový moment platí ;≈

; − 4D 4D0

≤ ;

(2)

Pre zvislé zaťaženie platí 4D ≤ 4D0 −≈ 4D0

(3)

kde FV je celkové zvislé zaťaženie, FVB je kritická sila, M0 je moment prvého rádu a M celkový moment. Kritická sila 4D0 = ξ

∑ 37

, (4) : kde ξ0 je súčiniteľ závislý od počtu podlaží, prerozdelenia zvislého zaťaženia atd., ΣEI je celková tuhosť stužujúcich prvkov (pre zohľadnenie vplyvu trhlín sa môže zjednodušene uvažovať 0,4EcdIc.) a L je celková výška budovy. Obr. 1 Celkové pretvorenie v dôsledku ohybu, súčiniteľ ξ0 pre zaťaženie ohybom, (graf platí pre konštantnú tuhosť a konštantný nárast zaťaženia) [1] Fig. 1 Global buckling due to bending, coefficient ξ0 for buckling load, (based on constant stiffness and equal increment of vertical load) [1]

66


1/2008

Súčiniteľ 0,4 pre redukciu tuhosti môže byť prirovnaný k výrazu 0,3/(1+0,5 φeff ) z [2], ktorý platí pre izolované prvky, kde celkové zvislé zaťaženie pôsobí na jednotlivý prvok. Okrem vzniku trhlín tu dochádza aj ku vzniku nelineárneho pôsobenia v tlaku. V konštrukcii budovy pôsobí väčšina zvislého zaťaženia na stužené prvky, čo znamená, že efekt nelineárneho pôsobenia na stužujúce prvky a efekt celkového vzniku trhlín je malý. Dotvarovanie nie je zahrnuté v základných kritériách pre overenie účinkov druhého rádu. Pri budovách je dominantným najmä účinok prvého rádu od zaťaženia vetrom. Zaťaženie od vetra nevyvoláva v konštrukcii efekt dotvarovania, preto hodnoty súčiniteľa dotvarovania sú nízke [3]. Súčiniteľ ξ0 je závislý od viacerých parametrov. V prípade konštantnej tuhosti, konštantného prírastku zaťaženia po podlažiach a pevného votknutia do základov ξ0 bude závislý od počtu podlaží a od rozloženia zvislého zaťaženia na stužené a stužujúce prvky. Zvyčajne prevažná časť zvislého zaťaženia pôsobí na stužené prvky (krivka P = 100 % Fv). Potom súčiniteľ ξ0 môžeme odvodiť zo vzťahu (5)

ξ = %&

\a \a +$

.

(5)

Tento výraz nemá žiaden fyzikálny význam, popisuje priebeh krivky P =100 % Fv, platí aj pre počet podlaží ns > 10. [1] Kritická sila 4D ≤ ξ

"3 QR 7Q

= ! =β

: \a

= 3 QR 7Q

\a +$ :

3 QR 7Q

= (6)

:

Formulácia v ENV : 4D 3 Q[ 7Q ≤ α

(7)

Formulácia v EN : 4D 3 Q[ 7Q ≤ β

(8)

Porovnanie parametrov α2 (ENV) a β/1,2 (EN) ukázalo, že v prípade prierezu bez trhlín dávajú oba modely približne rovnaké výsledky. V prípadoch priere-

#

3< PShb`VZW\g

B C "

3
! 3<ab`VZW\]c !

"

#

zu s trhlinami, riešenie sa nemusí vždy nachádzať na strane bezpečnej [1], [2]. ZOHĽADNENIE

$

%

& ' >]xSb^]RZOÐ\a

Obr. 2 Porovnanie ENV a EN [1] Fig. 2 Comparison between ENV a EN [1]

ÚČINKOV DRUHÉHO

R ÁDU PR I B U DOVÁC H P ODĽ A

EN

Kritérium uvažovania účinkov druhého rádu Podľa [2] pri konštrukciách netreba celkové účinky druhého rádu uvažovať ak \a ∑ 3 QR 7Q 4d3R ≤ Y , (9) \a +$ : kde Fv,Ed je celkové zvislé zaťaženie na stužené a stužujúce prvky; k = 0,31; ak je možno dokázať, že nevzniknú trhliny k = 0,62; ns je počet podlaží; Ecd návrhová hodnota modulu pružnosti [2], Ic moment zotrvačnosti – napr. stužujúceho jadra a L je výška budovy. Ak táto podmienka nie je splnená, treba zohľadňovať účinky druhého rádu pri navrhovaní stužujúcich betónových jadier výškových budov. Toto kritérium postačuje, ak sú splnené nasledujúce podmienky (10): • neprevláda torzná nestabilita • celkové šmykové pretvorenia sú zanedbateľné • stužujúce prvky sú tuho spojené v základe (rotácia je zanedbateľná) • tuhosť stužujúcich prvkov je primerane konštantná po výške • zvislé zaťaženie sa zväčšuje rovnomerne po podlažiach.

Vplyv šmykového pretvorenia Pri overení celkového šmykového pretvorenia môžeme predpokladať : • len šmykové pretvorenie 4DA = A , kde S je šmyková tuhosť, teda sila, ktorá vyvodí šmykové pretvorenie: uhol = 1 rad • kombinované namáhanie ohybom a šmykom: 4D0 ≈ = 4D00 + A 4D00 . (11) = + 4D00 A Kritérium pre zanedbanie účinkov druhého rádu [2]:

Obr. 3 Model pre zohľadnenie podložia Fig. 3 Model with flexible restrain


1/2008

67

4D ≤ 4D0 .

(12)

Vplyv pružného podložia Moment pri pružnom votknutí v základoch redukuje kritickú silu. Pri izolovaných prvkoch s konštantnou osovou silou sa tento vplyv zohľadňuje zvýšením účinnej dĺžky. Pri celkovej analýze konštrukcie je účinná dĺžka menej vhodná ako parameter, lebo stužujúce prvky majú premennú osovú silu po dĺžke a väčšia časť zvislej sily pôsobí na iné prvky. Vhodnejšie je uvážiť tento účinok priamo ξ-faktorom pre kritickú silu: −

ξ = (+ % Y ) kde:

Y=

(13)

θ 37 ;l

(14)

θ je pootočenie pre ohybový moment M (θ = M/KIf), K je modul pružného podložia a If je moment zotrvačnosti základu. Obr. 4 Celková geometria objektu Fig. 4 Overall geometry of the structure

Zohľadnenie efektu pružného podložia nebolo v ENV zahrnuté.

C30/37: Ecm = 32 000 MPa, φ = 3,0 (súčiniteľ dotvarovania).

PR Í KL AD: BU DOVA

Zvislé zaťaženie

SO STUŽUJÚCIM

JADROM

Ciele analýzy a popis konštrukcie Na príklade jednoduchej konštrukcie administratívnej budovy je prezentovaná analýza vplyvu II. rádu. Nosná konštrukcia je tvorená železobetónovými rámami s dvomi stužujúcimi jadrami. Cieľom je určiť pomer zväčšenia návrhového ohybového momentu v kritickom priereze jadra dôsledku vplyvov druhého rádu pre: • premenný počet podlaží výškovej budovy, • premennú tuhosť stužujúcich jadier, • premenné charakteristiky základovej pôdy. Vstupný výpočet uvádzame pre objekt s 15 podlažiami. Premenné charakterisiky pre iný počet podlaží sú v tabuľkách. Materiálové charakteristiky Nosná konštrukcia objektu – betón

Tiaž bežného podlažia Premenné zaťaženie na bežnom podlaží Tiaž strechy Premenné zaťaženie a sneh na streche Celkové zvislé zaťaženie (15 podlaží) Fv,Ed =

5 012 kN 1 260 kN 4 730 kN 1 010 kN 94 000 kN

Tab. 1 Zvislé zaťaženie na konštrukciu pre 15 podlaží Tab. 1 Total vertical load for structure with 15 storey

Vodorovné zaťaženie Účinok zaťaženia vetrom je uvážený so zjednodušujúcimi predpokladmi. Rozloženie zaťaženia sa predpokladá podľa obr. 5. Charakteristická hodnota zaťaženia vetrom qwk = 1,0 kN/m2.

Obr. 5 Rozdelenie tlaku vetra Fig. 5 Distribution of the wind load

Návrhová hodnota pre jedno podlažie a pre jedno jadro qw = 1,5.1,2.1,0.60.0,5 = 54 kN/m2. Rozmery prierezu stužujúceho jadra: a) so strednou stenou b) bez strednej steny Geometry of elevator tower: a) with middle wall b) without middle wall a)

68

b)

Imperfekcie Predpokladá sa, že stĺpy s časti fasády pozostávajú z prvkov na výšku jedného podlažia. Potom počet prvkov, ktoré prispievajú k celkovému efektu je m = n(7+5+7) = 285.


1/2008

Priemerný uhol odklonu (podľa 5.2 v [2]).

α [ = #+ [ = = #+ &# = %&

Ecd = 32 000/1,2 = 26 667 MPa

θ = ) αV =

:=

ak je možno dokázať, že nevzniknú trhliny k = 0,62; ns je počet podlaží; Ecd návrhová hodnota modulu pružnosti [2]; Ic kvadratický moment plochy – napr. stužujúceho jadra a L je výška budovy.

"# = '&

! < α V < θ W = θ αVα [ = = #$$%%& =

Ic = 31,18 m4 (pre hrúbku stien jadra s = 0,2 m)

Kritická sila s vplyvom šmyku

# ∑ 3 QR 7Q 4d3RZW[ = ! = # $ "#

4d0 =

= % " ;<

= !$ ÒR Efekt naklonenia vyjadrený ako vodorovné zaťaženie (po podlažiach) qi = θ i Fv,Ed/L = = 0,00236.94000/45 = 4,9 kN/m

=

4d3R = '" ;< ≤ 4d3RZW[ = % " ;< Podmienka je splnená – účinky druhého rádu sa nemusia uvažovať, ak sú splnené predpoklady (10).

Ohybový moment prvého rádu Prierez jadra so strednou stužujúcou stenou Pre hrúbku steny s = 0,2 m

M0Ed = (qw + qi)L2 0,5 = = (54 + 4,9)452.0,5 = = 59 650 kNm . Účinky druhého rádu sú závislé na vzniku trhlín v priereze. Normálovú silu, pripadajúca na každé stužujúce jadro uvažujeme ako 1/5 celkového zvislého zaťaženia N = Fv,Ed/5 = 18 710 kN.

Obr. 6 Naklonenie nosnej konštrukcie Fig. 6 Structural system inclination

4d3R ≤ Y

∑ 3 QR 7Q

\a +$

:

,

(15)

kde Fv,Ed je celkové zvislé zaťaženie na stužené a stužujúce prvky, k = 0,31;

4D00 + 4D00 A +

(17)

=

"$ = "$ !&"

= ';<

(18)

Pomer zväčšenia momentu ⎛ 4d3R ⎞ ⎟ ^ = ⎜− ⎝ 4D0 ⎠

−

⎛ ' ⎞ − ⎟ = = − ⎜ ⎝ '⎠

= # =

As = s d = 0,2.5,8 = 1,16 m2 a šmyková tuhosť je S = Gcd As = 12 370 MN

(16)

Gcd ≈ 0,4 Ecm

Obr. 7 Prierez stužujúceho jadra so strednou stenou Fig. 7 Cross section of the stiffening core with a middle wall

Kritérium uvažovania účinkov druhého rádu Účinky druhého rádu možno zanedbať, ak platí \a

Kritická sila &37 4d00 = ξ = : & $$$%!& = $% = "# = "$ ;<

Počet podlaží n

FVBB [MN]

FVB [MN]

10

5 053

3 588

Tab. 2 Uvažované hrúbky stien s Tab. 2 Considered wall thicknesses s Hrúbka steny jadra s [m]

Šmyková tuhosť S [MN]

0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0,45

9 440 12 380 15 200 17 900 20 530 23 040 25 440

Tab. 3 Pomer zväčšenia momentu p podľa počtu podlaží n Tab. 3 Magnification factor p due to number of storey n Hrúbka steny jadra s [m]


Pomer zväčšenia momentu p 1,018

15

2 246

1 901

20

1 263

1 146

25

808

759

1,259

30

561

537

1,537


1/2008

1,052 0,2

12 370

1,122

69

Pomer zväčšenia momentu p

Obr. 8 Závislosť pomeru zväčšenia momentu p od počtu podlaží n Fig. 8 Relation between magnification factor p and number of storey n

1,6 1,5 1,4 1,3 1,2 1,1 1

Obr. 9 Zjednodušený model pre určenie celkového šmykového pretvorenia Fig. 9 Simplified model for estimating shear deformation

10

15

20

25

30

Počet podlaží n

8

Prierez jadra bez strednej stužujúcej steny Pre hrúbku steny s = 0,2 m je zredukovaný moment zotrvačnosti I = (6,24 – 5,84 – 2.0,2.2,03)/12 = = 28,6 m4 a redukovaná kritická sila 4D00 = ξ =

& 37

= $%

& $$$% &$

: $ ;<

"#

=

Šmyková tuhosť je zabezpečovaná dvomi stenami s pomerne veľkými otvormi. Pre nasledujúci výpočet bol použitý zjednodušený model – stužujúce steny pôsobia ako rámy s kĺbmi umiestnenými uprostred medzi uzlami. Celkové šmykové skosenie pozostáva z ohybových aj šmykových pretvorení častí rámu 9

Pomer skosenie γ [1/kN]

Hrúbka steny s [m] Av [m2] Aweb [m2] e [m] beff [m] Iv [m4] Ah[m2] Ih [m4] Pomerné skosenie γ [1/MN]

0,15 1,51 0,58 0,48 5,23 0,58 0,18 5,4.10-3 1,75.10-3

0,2 2 0,76 0,49 5,2 0,75 0,24 7,2.10-3 1,34.10-3

0,4 3,84 1,36 0,57 5,05 1,33 0,48 14.10-3 7,13.10-4

0,45 4,27 1,48 0,59 5,02 1,45 0,54 16.10-3 6,64.10-4

Príspevok k celkovému pretvoreniu γ od ohybového a šmykového pretvorenia zvislice a vodorovnej priečle !

γ+

⎛ V VP ⎛ U ⎞ 3 VU3 ⎞ ⎜ ⎟ + ⎜ ⎟+ "3 ⎝ "7d 7V ⎝ P ⎠ "5/eSP P 5/V ⎠ ohybové ohybové šmykové šmykové pretvorenie pretvorenie pretvorenie pretvorenie vertikát horizontál vertikát horizontál

2 1,6 Tab. 4 Celkové šmykové pretvorenie a prierezové charakteristiky prierezu jadra Tab. 4 Shear deformation, cross section characteristics for stiffening core

1,2 0,8 0,4 0 0,15

0,2

0,25

0,3

0,35

Hrúbka steny s [m] 70

0,35 3,39 1,22 0,55 5,09 1,19 0,42 13.10-3 8,18.10-4

! ⎛ V VP ⎛ U ⎞ VU ⎞ + + γ+ ⎜ ⎟ ⎜ ⎟+ " ⎝ "37d 37V ⎝ P ⎠ "5/eSP P 5/V ⎠ (19)

0,4

0,45 10

Obr. 10 Závislosť pomerného skosenia γ od hrúbky steny s Fig. 10 Relation between shear deformation γ and wall thickness s


1/2008

Šmyková tuhosť = %"# ;< A= = γ !" −!

(20)

Počet podlaží n

FVBB [MN]

FVB [MN]

10 15 20 25 30

4 537 2 016 1 134 726 504

507 544 588 474 378

Kritická sila &37

= $% : = $ ;<

4D00 = ξ

& $$$% &#$ "#

=

Kritická sila s vplyvom šmyku 4D0 =

4D00 + 4D00 A

=

$ = + $ %"#

Hrúbka steny jadra s [m]



745

1,14 1,21 1,27 1,49 1,98

0,2

Tab. 5 Pomer zväčšenia momentu p podľa počtu podlaží n Tab. 5 Magnification factor p due to number of storey n Obr. 11 Pomer zväčšenia momentu p podľa počtu podlaží n Fig. 11 Magnification factor p due to number of storey n

−

⎛ 4d3R ⎞ ⎛ ⎛ ' ⎞⎞− ^ = ⎜− ⎟ = ⎜− ⎜ ⎟⎟ = > ⎝ 4D0 ⎠ ⎝ ⎝ #"" ⎠⎠ V prípade stužujúceho jadra bez strednej steny je pomer zväčšenia momentu väčší ako 1,1 – účinky druhého rádu je nutné uvážiť, pri hrúbke steny menšej ako 400 mm. Vplyv dotvarovania Vplyv dotvarovania uvádzame na príklade stužujúceho jadra bez strednej steny. Pri zohľadnení tuhosti je treba uvážiť vplyv dotvarovania [2]. Súčiniteľ dotvarovania predpokladáme φ = 3. Účinný súčiniteľ dotvarovania vypočítame podľa vzorca ;3_^ !%"' =! = &' , (21) ϕ ST = ϕ ;3R #'$"# kde M0Eqp je moment prvého rádu pri kvázi-stálom zaťažení. M0Eqp = θi FVqp L/2 = = 0,00236.70 607.45/2 = = 3 749 kNm Tento moment vzniká odklonom od zvislej osi pri kvázi-stálom zvislom zaťažení (zaťaženie od vetra neprispieva k momentu (ψ2=0)). Kvázi-stále zvislé zaťaženie vypočítame s predpokladom (ψ2 = 0,3) pre premenné zaťaženie. FVqp = 49 840/(0,85.1,35) + + 0,3.12 350/(1,5.0,7) = = 46 960 kN Pri zjednodušenej alternatíve, ak ρ ≥ 0,01, je dovolené použiť vo vzorci EI = Kc Eed Ie + + Ks Es Is

2,00 1,80 1,60 1,40 1,20 1,00 10

15

20

25

30

Počet podlaží n

Počet podlaží n

FVBB [MN]

FVB [MN]

Hrúbka steny jadra s [m]



15

1 550 2 016 3 276 3 652 4 008

417 544 890 995 1 094

0,15 0,2 0,35 0,4 0,45

571 745 1 223 1 367 1 506

1,29 1,21 1,17 1,1 1,09

Tab. 6 Pomer zväčšenia momentu p podľa hrúbky steny jadra s Tab. 6 Magnification factor p due to wall thickness s Obr. 12 Pomer zväčšenia momentu p podľa hrúbky steny jadra s pre výšku 15 podlaží Fig. 12 Magnification factor p due to wall thickness s for 15 storey hight


Pomer zväčšenia momentu


= #"" ;<

1,30 1,25 1,20 1,15 1,15 1,10 1,00 0,15


0,20

0,25

0,30

0,35

0,40

0,45

Hrúbka steny s [m] 1/2008

71

Ks = 0 a Kc = 0,3/(1+0,5 φef) = = 0,3/(1 + 0,5.0,189) = 0,274 Pomerná redukcia kritických zaťažení 4D00P =

9Q "

4D00 =

%" $ = " (22)

= !& ;<

Tab. 7 Modul pružného podložia K Tab. 7 Modulus of subgeade reaction K

9Q

%" A= %"# = AP = " " = #;< 9Q

4 " D0 = !%! ;<

4D0P =

%" = #"" = " (24)

= % !Y<[ Pomer momentov ;3R ;3R

=

K [MN/m3] 13,8 20,7 27,6 34,5 69,0

(23)

Návrhová hodnota ohybového momentu ;3R #'$"# ;3R = = = 4D3R '" − − !%! 4D0

^=

Efekt pružného podložia Pre overenie vplyvu pružného podložia sa uvažuje so základovou doskou 8 x 8 m. Hodnota ekvivalentného modulu podložia sa mení v závislosti od druhu zeminy. Pre porovnanie výsledkov je uvažovaných niekoľko hodnôt:

% ! = & #'$"#

Íly a hlina Pre vlhkosť do 28 % Do 24 % Do 20 % Do 16 % Pieščitý štrk

Ako bolo uvedené vyššie, je pri prvkoch s premennou osovou silou vhodné uvážiť redukciu kritickej sily ξ-faktorom + %Y θ 37 3Z : = , kde Y = ;: ; θ

ξ =

(25)

Obr.13 Pružné podopretie v základe Fig. 13 Flexible moment restrain

(θ = M/KIf), K je modul pružného podložia a If je kvadratický moment plochy základu.

(26)

Y=

3Z : & &#$ "# + = %'" 9 7T !& !"

θ je pootočenie pre ohybový moment M

ξ =

= # + %%'"


Redukované kritické zaťaženie

3,00

FV,BB.c = ξ1FV,BB.b = 0,152.1382 = = 210 MN

2,50

S = Sb = 511 MN

2,00

FV,B.c = ξ1FV,B.b = 0,152.374 = = 149 MN

1,50

Zväčšenie momentu

1,00

−

13,80

20,70

27,60

34,50

69,00

Parametr podložia K [MN/m3] Obr. 14 Pomer zväčšenia momentu p podľa charakteru podložia Fig. 14 Magnification factor p due to subgrade reaction Tab. 8 Pomer zväčšenia momentu p podľa charakteru podložia Tab. 8 Magnification factor p due to subgrade reaction

72

K [MN/m3]

FVBBc [MN]

FVBc [MN]


13,8 20,7 27,6 34,5 69,0

210 293 365 428 653

149 186 213 233 287

2,69 2,01 1,78 1,67 1,49

− ⎛ ⎛ 4D3R ⎞ '" ⎞ ⎟ = ⎜− ^ = ⎜− ⎟ = $' ⎝ "' ⎠ ⎝ 4D0Q ⎠

Z ÁV E R Účinky druhého rádu nie je možné zanedbať, ak výsledný pomer zväčšenia momentu je väčší ako 1,1 (10% nárast oproti účinkom prvého rádu). Na jednoduchej konštrukcii budovy bol analyzovaný vplyv: • stužujúceho jadra so strednou stenou • stužujúceho jadra bez strednej steny • pružného podložia. Pri analýze stužujúceho jadra so strednou stenou sa pomer zväčšenia momentu p zväčšuje nárastom podlaží budovy. Pri 20 podlažiach a hrúbke steny 200 mm jeho hodnota presahuje 1,1 a je nutné posudzovať účinky druhého rádu. Pri analýze stužujúceho jadra bez stred-


1/2008

Kc = 0,3/(1+0,5φef). Pri analýze vplyvu pružného podložia je základová pôda charakterizovaná ekvivalentným modulom podložia K [MN/m3]. Moment pri pružnom votknutí do základov redukuje kritickú silu, preto treba výsledné hodnoty kritického zaťaženia redukovať súčiniteľom

Áno ∞ 1,05

Nie ∞ 1,21

Áno 13,8 1,35

Nie 13,8 2,69

Áno 69 1,23

Nie 69 1,49

Áno ∞ 1,57

Nie ∞ 1,98

Áno 13,8 2,97

Nie 13,8 7,16

Áno 69 1,84

Nie 69 2,25

. + % Y

So zväščujúcou sa hodnotou K sa zmenšuje výsledný pomer zväčšenia momentu p. V každom prípade však treba uvažovať vplyv účinkov druhého rádu.

Prof. Ing. Ľudovít Fillo, PhD. Ing. Lucia Cupáková oba: Stavebná fakulta STU v Bratislave Radlinského 11, 813 68 Bratislava, Slovensko tel.: +421 259 274 508, fax: +421 252 926 213 e-mail: [email protected], www.stuba.sk

RSTAB RFEM Program pro výpočet rovinných i prostorových prutových konstrukcí

Řada přídavných modulů Rozsáhlá knihovna profilů Snadné intuitivní ovládání 6 500 zákazníků ve světě Nová verze v českém jazyce Zákaznické služby v Praze

Ing. Software Dlubal s.r.o. Anglická 28,120 00 Praha 2 Ing. Software

Dlubal

Tel.: +420 222 518 568 Fax: +420 222 519 218 E-mail: [email protected]

BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE Inzerce 96,5x132 zrcadlo (Beton 1 1

1/2008

Program pro výpočet konstrukcí metodou konečných prvků

Statika, která Vás bude bavit ...

nej steny tvoria šmykovú tuhosť jadra len dve steny s pomerne veľkými otvormi. Celkové šmykové skosenie γ pozostáva z ohybových aj šmykových pretvorení horizontálnych a vertikálnych prvkov stien jadra a je priamo závislé od hrúbky steny jadra. S narastajúcou hrúbkou steny hodnota skosenia klesá. Pomer zväčšenia momentu p je vždy väčší ako 1,1, teda v každom prípade je nutné uvážiť účinky druhého rádu. Pri zohľadnení tuhosti je nutné uvážiť aj vplyv dotvarovania. Výsledné hodnoty kritického zaťaženia je nutné redukovať aj súčiniteľom

ξ =

www.dlubal.cz

Literatúra: [1] Westenberg B.: Second order effects in slender concrete structures, Background to the rules in EC2. Stockholm: KTH, 2004, 98s. [2] EN 1992-1-1: Navrhovanie betónových konštrukcií, Brussels: CEN 2004, 225 s. [3] Bilčík J., Fillo Ľ., Halvoník J.: Betónové konštrukcie, Bratislava: BETONING, 2005, 314 s. [4] Harvan I.: Železobetónové nosné sústavy pozemných stavieb, navrhovanie podľa spoločných európskych noriem, Bratislava: Vydavateľstvo STU 2006, 289 s. [5] Oliva J., Štěpánek P.: Parametrická studie statické spolehlivosti panelových objektů, In: Betonárské dni Bratislava 2006, p. 385–390. [6] Benko V.: Nichtlineare Berechnungen von Stahlbetondruckgieder, In.: Innovationen im Betonbau 27. Fortbildungsveranstaltung, Österreichische Vereinigung für Beton- und Bautechnik Heft 47/ November 2001, s. 9–12.

Pre 15 podlaží: Stredná stena Podložie K [MN/m3] p Pre 25 podlaží: Stredná stena Podložie K [MN/m3] p

Demoverze zdarma ke stažení

Tab. 9 Pomer zväčšenia momentu p pre kombinácie vplyvu stuženia a podložia Tab. 9 Magnification factor p for combination of stiffeness and ground influence

73 20.9.2006 8:31:45

JEŠTĚ

K MODULU PRUŽNOSTI MORE ABOUT MODULUS OF ELASTICITY B Ř E T I S L A V T E P LÝ Několik poznámek k publikovanému článku [1], které komentují roli modulu pružnosti v mezních stavech, ve vztahu ke konceptu k-součinitele a k degradaci betonu způsobené mrazem. Some items are added to the paper [1] commenting on the role of modulus of elasticity in limit states, on the k-concept and on the concrete degradation due to the frost. Autoři nedávno uveřejněného článku [1] o modulu pružnosti betonu velmi správně upozorňují na nedobrou praxi: při současném stavu vývoje navrhování a technologií výstavby betonových konstrukcí se dominantními stávají požadavky na trvanlivost; není však vůbec běžné, aby v souladu s tím byly projektantem specifikovány také příslušné požadavky na přetvárné vlastnosti betonu. Autoři zasazují tuto problematiku do znění stávajících norem (zejména EN 206 [2]) a na příkladu železobetonové desky dokládají až 75% zvýšení jejích průhybů při uvažování možné odchylky hodnoty modulu pružnosti o 30 % od její „tabulkové“ hodnoty – např. vlivem druhu kameniva. V souladu s těmito úvahami bych rád na stať [1] navázal a připojil další souvislosti: Výše zmíněný příklad o průhybech desky patří do vyšetřování mezního stavu použitelnosti. Poznamenejme, že reálný rozptyl hodnot přetvárných charakteristik betonu nemusí být zanedbatelný. Projektant – statik při navrhování či posuzování konstrukce hodnotí mezní stavy a nejčastěji postupuje metodou dílčích součinitelů spolehlivosti (jde o mezní stavy únosnosti a použitelnosti; mezní stavy trvanlivosti obvykle formálně patří do kategorie použitelnosti – viz např. [3]). Přitom se návrhové hodnoty vlastností materiálu získávají vydělením jejich charakteristických hodnot součiniteli materiálu; v těchto veličinách je zohledněn možný rozptyl a jeho statistické charakteristiky. Podle ČSN EN 1992-1-1 jsou charakteristické hodnoty pevností betonu 5% kvantily, dílčí sou74

činitel materiálu je 1,5 (pro trvalé nebo dočasné zatížení; při zjištění variačního součinitele pevnosti betonu < 10 % se povoluje uvažovat hodnotu součinitele sníženou na 1,4). Je tedy vidět, že se předpokládá dosti značný rozptyl pevností. Pro modul pružnosti však norma návrhovou hodnotu nespecifikuje – uvádí pro pevnostní třídy jen přibližné/směrné hodnoty s možností jejich úpravy dle druhu kameniva. Vliv možného rozptylu tedy není u modulu pružnosti nijak zohledněn a připouští-li se jistá proměnnost pevností, mělo/mohlo by tak tomu být i např. u modulu pružnosti. Nepochybně nové technologie betonu, různé druhy betonu (směsné cementy, příměsi), superplastifikátory apod. mohou měnit nejenom pevnosti. O rozptylu hodnot modulu pružnosti není mnoho reálných poznatků – drtivá většina zkoušek vzorků betonu je věnována pevnostem. Přitom je vhodné si uvědomit, že modul pružnosti vstupuje nejenom do výpočtu deformací, ale u staticky neurčitých konstrukcí též do výpočtu vnitřních sil – tedy „podílí“ se také na hodnocení mezních stavů únosnosti. Poznamenejme však, že uvažování rozptylu modulu při stanovení úrovně spolehlivosti by bylo možno uplatnit jen při pravděpodobnostním postupu výpočtu; praktický dopad v případech mezního stavu únosnosti by to mohlo mít asi jen u konstrukcí, kde jsou použity v různých částech různé materiály (betony). I toto může být dalším důvodem pro požadavek na specifikaci přetvárných vlastností navrhovaných betonů. V článku [4] bylo upozorněno na to, že pro koncept k-hodnoty aplikovaný v normě [2] není zavedena diferenciace hodnot součinitele k pro pevnosti a odolnosti proti karbonataci či prostupu chloridů. Dle uvedeného je proto též možno rozšířit požadavek o diferenciaci k-hodnoty také pro odhad modulu pružnosti betonů vyrobených např. ze směsných cementů. Je-li beton vystaven za přítomnosti dostatečné vlhkosti působení mrazu, dochází mj. k poškození jeho vnitřní struktury [5], a tedy také k degradaci fyzi-

kálně–mechanických vlastností: pevnosti, modulu pružnosti, soudržnosti výztuže s betonem aj. Stupeň tohoto poškození je nejčastěji detekován poklesem tzv. relativního dynamického modulu, zjišťovaného pomocí rezonančních frekvencí kmitání či ultrazvukovou metodou (viz ČSN 73 1380). V současnosti je to využíváno jen k ověření, zda beton je nebo není mrazuvzdorný, přitom znalost poklesu fyzikálně–mechanických vlastností by však měla hrát roli např. při posuzování zbytkové únosnosti degradované konstrukce či při navrhování nové konstrukce pro situace, kdy degradační působení mrazu nelze během provozu vyloučit. Zdá se ale, že s tím zatím nejsou téměř žádné zkušenosti; zajímavá proto může být zmínka o nedávno publikované studii [6]. Jedná se o analýzu ohýbaného železobetonového nosníku degradovaného mrazem tak, že Literatura: [1] Vašková J., Števula M. a Veselý V.: Modul pružnosti automaticky? Beton TKS 6/2007, str. 57–59 [2] ČSN EN 206-1 Beton – Část 1: Specifikace, vlastnosti, výroba a shoda. Česká technická norma, ČNI, 2001 (vč. změn Z1/2002 a Z2/2003) [3] Teplý B.: Mezní stavy včera, dnes a zítra. Stavební obzor 7/2005, str. 193–196 [4] Teplý B., Chromá M., Rovnaník P. a Rovnaníková P.: Karbonatace betonu, druhy cementů a doporučení ČSN EN 206-1, Beton TKS 1/2006, str. 39–41 [5] Teplý B., Rovnaník P.: Účinky mrazu na beton, Beton TKS, 4/2007, str. 42–44 [6] Petersen L., Lohaus L., Polak M.: Influence of Freezing-and-thawing Damane on behavior of RC Elements. ACI Materials Journal/JulyAugust 2007, pp. 369–378 [7] Cikrle P., Kersner Z., Schmidt P.: Možnosti určování modulu pružnosti vláknových kompozitů, In: Sborník konference FC 2005 – Vláknobetony, Malenovice, pp. 115–120


1/2008

v povrchové vrstvě (krytí výztuže) poklesl relativní dynamický modul na 60 %, ve větších vzdálenostech od povrchu se tento pokles postupně zmírňoval. Experimentálně byla stanovena též degradace statického modulu a soudržnosti betonu s výztuží. Nelineární úloha stanovení ohybové únosnosti nosníku byla v [6] řešena známou vrstvičkovou metodou a přibližně na úrovni provozního zatížení byl zjištěn významný pokles únosnosti (asi o jednu třetinu).

Poznámka: Instruktivní přehled metod a ukázky výsledků stanovení modulů pružnosti podává příspěvek [7]. Je známo, že statický modul je nižší než dynamický; jejich vzájemný přepočet je možno provést dle ČSN 2011. Kromě toho lze dle údajů v zahraniční literatuře velmi zjednodušeně stanovit statický modul pružnosti betonu jako 75 % modulu dynamického. To jsou podle názoru autora důvody pro to, aby se – zjednodušeně řečeno

– zvýšil „zájem“ normotvůrců, projektantů a v neposlední řadě též technologů a výrobců betonu o problematiku účelné aplikace znalostí o modulu pružnosti. Tento příspěvek vznikl částečně v rámci projektu GA 103/06/0674. Prof. Ing. Břetislav Teplý, CSc. Stavební fakulta VUT v Brně tel.: 541 147 642 e-mail: [email protected]

CECIL BALMOND Japonské vydavatelství A+U Publishing vydalo v listopadu 2006 zvláštní číslo časopisu A+U (Architectura and Urbanism) věnované jednomu z nejznámějších stavebních inženýrů – Cecilu Balmondovi. Zvláštní číslo časopisu je rozděleno na 11 kapitol. Ta první obsahuje Balmondovy eseje na témata: hloubka konstrukce, konstrukce jako hudba, každodenní, rozsah a definice. Kapitoly dvě až pět jsou nazvány: grid, the generativ line, numbers a AGU (advanced geometry unit). Každá z nich obsahuje rozbory několika projektů (tří až osmi), které v architektonickém návrhu vycházely z jednotlivých geometrických prvků. Např. v kapitole „grid“ jsou rozbory Centre Pompidou v Metách, Metropolitní opery v Taichungu, Velkého egyptského muzea a dalších třech projektů, kapitola „The generative line“ je věnována projektům stadionu v Chemnitz, Portugalskému národnímu pavilonu na Expo 1998, arnhemskému Centraalu, Serpentine Gallery pavilonu z roku 2001 a čtyřem dalším. Celkem je v čísle popsáno třicet šest projektů, na nichž Cecil Balmond nějakým způsobem spolupracoval. Časopis obsahuje i kapitoly zaměřené na výuku nebo rozhovory a úvahy známých architektů, pro jejichž návrhy Cecil Balmond vymýšlel ty nejvhodnější a nejoriginálnější nosné konstrukce, jako Toya Ito a Rema Koolhaase. Celé speciální číslo (296 stran) je připraveno paralelně v angličtině a japonštině, editorem byl Noriko Tsukui a cena je JPY 6 800 (včetně poštovného), nebo aktuální odpovídající částka v USD, EUR, CHF nebo GBP. Číslo lze objednat na www.japan-architect.co.jp

MODERNÍ

PANELOVÝ BYT

Iva Poslušná, Miloslav Meixner a kol. Současný panelový dům už většinou není onen klasický předrevoluční „panelák“ – šedá krabice, jedna od druhé k nerozeznání. Přes skeptické předpovědi o jejich nevyhnutelném konci se ukázalo, že jsou schopny regenerace a mohou sloužit ještě dlouhou dobu. Potvrzuje to i narůstající zájem o rekonstrukce bytových jader a změn v prostorovém uspořádání bytů. Úvodní část publikace seznamuje čtenáře s historií panelových domů a s obecnými zásadami konstrukčních úprav. Rozsáhlý prostor je věnován technickým problémům panelových bytů a nabízí možnosti jejich řešení – od výměny oken přes rekonstrukce technického zařízení bytu (vytápění, rozvody vody, elektroinstalace, větrání apod.) až po přestavbu bytového jádra a kuchyně. Autoři předkládají řešení stavebních úprav, možnosti jejich financování a doporučují spolupráci s odborníky (architekty, statiky, spec. firmami). Zásadní část knihy tvoří sedmnáct příkladů rekonstrukcí panelových bytů s fotografiemi a půdorysy původního i nového vzhledu interiérů. Představené ukázky nahlížejí na rekonstrukci panelového bytu z různých úhlů a podle odlišných potřeb jeho obyvatel. Vydavatelství ERA 120 stran, 210 x 200 mm, celobarevná, brožovaná, Cena: 295 Kč


1/2008

75

SPEKTRUM SPECTRUM

PHAENO SCIENCE CENTER – MAGICKÁ KOSTKA

VE

WOLFSBURGU

1

2

Vědecké centrum, první svého druhu v Německu, vypadá jako záhadný objekt, který vzbuzuje zájem odkrývat a objevovat. Návrh budovy neobvyklého vzhledu z architektonické kanceláře britské architektky íránského původu Zahy Hadid [1] zvítězil v mezinárodní soutěži vypsané v roce 2000. Phaeno centrum stojí na konci řetězce významných kulturních staveb ve městě (architekti Aalto, Scharoun a Schweger) a tvoří virtuální spojení se severním břehem Mittelland kanálu s komplexem budov automobilového výrobce Volkswagen. Vlákna pohybu chodců a automobilů se splétají na umělém návrší a procházejí pod budovou po různých cestách měkce zvlněnou umělou krajinou. Celý objem je strukturován, na úrovni parteru zůstává transparentní a porézní, a chrání tak otevřený veřejný prostor a řadu komerčních a kulturních aktivit ukrytých v mohutných betonových kuželech nesoucích celou budovu. Hlavní výstavní prostory jsou vyzvednuty na úroveň 2. NP a výše. Návštěvník se hned po vstupu vyrovnává se spletitostí a neobvyklostí, která je dána velmi specifickým systémem uspořádání konstrukce. V hlavním výstavním prostoru se otevírá umělý kráter, který

dovoluje diagonálními průhledy sledovat dění na různých úrovních budovy, zatím co jiné prostorové tvary ukrývající v sobě další funkce objektu naopak vnikají do tohoto objemu. Celý objekt je protkán sítí můstků a chodbiček, což vytváří dojem pohybu v nekončícím prostoru. 7 m vysoký interiér je otevřen neomezeným objevům a dobrodružstvím na poli vědy. V tomto pozoruhodném prostoru je uspořádáno 250 experimentálních a výzkumných zastavení u vzrušujících témat ze světa vědy a techniky. Avantgardní architektonický návrh měl za následek nesmírně obtížnou realizaci stavby, kterou bylo nemožné uskutečnit konvenčními metodami užívajícími pojmy podpora, nosník, zastřešení, ale žádala sochařský přístup s prostorově tvarovaným bedněním na míru. Celý projekt byl zejména odvážný logistický úkol, který vyžadoval statické a konstrukční mistrovství. V kontrastu s široce zažitou představou stavění z betonu převážně za použití plochých bednicích prvků se Phaeno centrum odlišuje výhradním užitím individuálně tvarovaných prvků bednění a podpěrných systémů. Budova se v době svého dokončení stala největším objektem v Evro-

3

4

76


1/2008

SPEKTRUM SPECTRUM

6

5

pě postaveným ze samozhutnitelného betonu – významná reference pro všechny dodavatele. Bez tohoto nového typu betonu by všechny ty rozeklané a klikaté rohy, hrany ve tvaru prostorových křivek, obecné prostorové plochy s náhlými zlomy a jejich vzájemné průniky nebylo vůbec možné realizovat – jedině z SCC betonu se to všechno dalo odlít. Toto průkopnické dílo architektury se zapsalo do dějin technicky a technologie. Výstavba spotřebovala bednící prvky plochy odpovídající devíti fotbalovým hřištím (67 000 m2, 1 400 prvků) beton by naplnil krychli o hraně 30 m (27 000 m3) a z výztuže by se dalo vyrobit pět tisíc malých osobních aut. Phaeno, městský projekt centra volného času a rekreace je stejně tak neformálním vzdělávacím centrem, které patří do skupiny světových Vědeckých osvětových center. Jeho forma je programová: svět phaena nezná hranic, jeho dynamická vnitřní krajina podněcuje zájem a chuť hledat a objevovat neznámo a neznámé blízké i nekonečně vzdálené. Pro toto experimentálního prostředí je dynamická betonová konstrukce jedinečnou obálkou. „Radost a nadšení z objevování“ je novým mottem města Wolfsburg.

7 Obr. 1, 2, 3, 4 Obr. 5, 6, 7, 8

Členěné betonové fasády Phaeno Science Center Interiéry Phaeno Science Center

Fotografie: 1 až 4 a 6 Werner Huthmacher a 5, 7 a 8 Helene Binet

Literatura: [1] Jakobcová K., Margoldová J.: Zaha Hadid, Beton TKS 2/2006, str. 60–63

Údaje o projektu: architekt dodavatel betonové konstrukce bednění plocha podzemního parkoviště nadzemí konstrukce – interiéry zastavěná plocha výška náklady realizace

Zaha Hadid Architects, London E. Heitkamp GmbH, Glinde Doka GmbH, Nl Hannover 16 000 m2 (417 aut) 12 000 m2 154 x 130 x 97 m 16 m 40 mil eur (konstrukce); 1 430 eur/m2 březen 2001 až listopad 2005

Redakce časopisu děkuje Zaha Hadid Architects za poskytnuté materiály. Jana Margoldová


8 1/2008

77

SPEKTRUM SPECTRUM

REŠERŠE

ZE ZAHRANIČNÍCH ČASPISŮ

B E T O N O V Á F A S Á D A 2 0 07 : B Y T O V Ý K O M P L E X A S U N T O O Y H E L S I N G I N A R A B I A N V I L L AT Maritta Koivisto Cena Betonová fasáda 2007 byla udělena společnosti ARK-House Arkkitehdit Oy z Helsinek za projekt bytového komplexu Asunto Oy Helsingin Arabianvillat. Hlavním architektem projektu byl pan Hannu Huttunen. Asunto Oy Helsingin Arabianvillat je příkladem velice kvalitní betonové konstrukce, se zajímavým designem a vhodně volenými materiály použitými pro vytvoření příjemného prostředí pro bydlení. Beton byl kombinován spolu s dalšími materiály – cihla, přírodní kámen, sklo a kov. Souvislé balkony, měnící se tvary oken, barevné betonové prefabrikované prvky a série obrazů ptáků z tzv. grafického betonu dávají fasádě strukturální vzhled. Konstrukce budovy je z betonu. Svislá nosná konstrukce, sloupy

P AV I LO N U P R O S T Ř E D Arvi Ilonen

LESA

Pavillon du Jardin des Premiéres Nation byl postaven v botanické zahradě v Montrealu na památku třístého výročí podepsání mírové smlouvy mezi původními obyvateli Kanady a Francií v roce 1701. Pavilon je cca. 60 m dlouhý. Je umístěný na hranici mezi listnatým a jehličnatým lesem. Přístřešek je úzký a na jednom konci zahnutý do oblouku. Povrch střechy je nezvykle zvlněný a vhodně skloněný tak, aby 78

a nosné stěny, vnitřní povrch obvodových stěn a balkonové desky jsou prefabrikované betonové prvky, stropní a střešní desky jsou monolitické. Barevná fasáda, oplocení a vstup jsou betonové prefabrikáty. Beton byl použit rovněž pro dlažební prvky na dvoře. Téměř pět metrů široké a patnáct metrů dlouhé obrazy byly navrženy malířem Tiina Kuhanen a architektem Johanna Hyrkäs jako „dvorní tapiserie“, které propojují vnitřní a venkovní prostor. Figury ptáků byly vytvořeny na povrchu betonových prefabrikátů s použitím různých stupňů lesku. Cílem architektonické soutěže je upozornit na úspěšně realizované projekty betonových fasád a jejich návrháře. Soutěž byla letos uspořádána poprvé a v budoucnosti se bude opakovat každé dva roky. Mezi hlavní kritéria hodnocení patří architektonická celistvost fasády, návrh detailů, úspěšné využití vlastností betonu, nové nápady a přizpůsobení fasády životnímu prostředí. Betoni, 4/2007, pp. 8-11

dešťová voda byla odvedena od objektu. Sklad a cenné artefakty jsou vystaveny uvnitř prosklené části na jednom konci přístřešku, další vnitřní prostor, který obsahuje malou zasedací místnost a příslušenství je situován na druhém konci. Mezi těmito dvěma uzavřenými prostory je několik prosklených vitrín, kde je vystaveno množství předmětů s tematikou původních obyvatel. Pavilon byl navržen Gillesem Saucierem a Andrém Perrottem, kteří reprezentují mladší generaci kanadských architektů. Betoni, 4/2007, pp. 22-25


1/2008

SPEKTRUM SPECTRUM

S MY S LO V Ý PAV I LO N – Kimmo Lintula

B ETONOVÁ DÍ LNA

2 0 07

Studenti stavebního inženýrství na katedře architektury na Technické univerzitě v Helsinkách měli v roce 2007 v rámci praktických cvičení realizovat sérii samostatných pavilonů volně umístěných do zadaného terénu. Hlavní myšlenkou bylo, že pavilon by měl odrážet dojmy a přírodní prvky charakteristické pro zadanou lokalitu a využít architektonické možnosti nabízené železobetonem.

Cílem zadání bylo seznámit studenty s konstrukčními vlastnostmi železobetonu a s pracovními metodami typickými pro tento materiál. Úkol byl založen na především na architektonickém přístupu, netradičním použití materiálu a na detailech. Modely byly vytvořeny v měřítku 1:10 a umístěny na podkladních deskách o ploše 1 m2. Venkovní prostor přiléhající k pavilonu byl rovněž součástí celku. Studentské týmy navrhly a vyrobily bednění, namíchaly čerstvý beton a pavilon vytvořily jako monolitický nebo prefabrikovaný. Do betonové směsi byly použity různé typy kameniva, cementu a pigmentů. Povrch byl upraven jak mechanicky, tak chemicky. Hlavním účelem projektu bylo poskytnout studentům praktické znalosti skrze vlastní zkušenost. V roce 2007 se tohoto každoročního povinného praktického úkolu zúčastnilo asi padesát studentů. Závěrečné výsledky ukázaly, jak důležité je pro studenty být schopni pracovat se skutečným materiálem. Betoni, 4/2007, pp. 44-47

N Á V R AT B E T O N U Petri Ahonen V devadesátých letech minulého století došlo v betonovém průmyslu k vývoji v oblasti betonových fasád z hlediska jejich trvanlivosti a estetičnosti. Úspěšné používání vláknobetonu vedlo k vytvoření nových trhů pro tento materiál. Jedním příkladem BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

použití vláknobetonu je fibreC, který v minulém roce vyhrál mnoho mezinárodních architektonických soutěží. Mezi jinými, světově uznávaná architektka Zaha Hadid si zvolila fibreC jako hlavní materiál pro Bridge Pavilon na světové výstavě EXPO 2008 v Zaragoze. Betoni, 4/2007, pp. 48-49

1/2008

79

SEMINÁŘE, SEMINÁŘE,

KONFERENCE A SYMPOZIA

KON FE R E NC E A SYM P OZIA V

ČR

SANACE A R EKONSTR U KCE STAVEB 2008 A W TA TAG 2008 30. konference (10. WTA CZ) Termín a místo konání: 6. a 7. března 2008, Brno Kontakt: email: [email protected], www.wta.cz, tel.: 541 147 501 B ETON V PODZEM N ÍCH A Z ÁKL ADOV ÝCH KONSTR U KCÍCH 3. konference Termín a místo konání: 25. a 26. března 2008, Praha Kontakt: Sekretariát ČBS, e-mail: [email protected], www.cbsbeton.eu GL ASSF I B R E R EI N FORCED CONCR ETE – GRC 2008 kongres Termín a místo konání: 20. až 23. dubna 2008, Praha Kontakt: e-mail: [email protected] (informace), [email protected] (registrace) www.concrete.org MOST Y 2008 13. mezinárodní sympozium Termín a místo konání: 24. a 25. dubna 2008, Brno Kontakt: e-mail: [email protected], www.sekurkon.cz NOVÉ B ETONÁŘSKÉ NOR MY (2008) 2. seminář Termín a místo konání: duben/květen 2008, Praha Kontakt: Sekretariát ČBS, e-mail: [email protected], www.cbsbeton.eu SANACE 2008 18. mezinárodní sympozium • stavební průzkum, diagnostika, projektování • sanace a zesilování betonových konstrukcí – metody – technologické postupy – příklady • moderní metody zvýšení statické spolehlivosti objektů pozemních • staveb, aplikace principů trvale udržitelného rozvoje do oblasti sanací • vady a poruchy betonových konstrukcí, kvalita a trvanlivost sanací • materiály pro sanace betonů druhé generace • technické, ekonomické, legislativní a ekologické aspekty sanací betonových konstrukcí Termín a místo konání: 22. a 23. května 2008, Brno, Rotunda pavilonu A, Brněnské výstaviště Kontakt: e-mail: [email protected], www.sanace-ssbk.cz, tel.: 541 421 188, mobil: 602 737 657, fax: 541 421 180 TECH NOLOGI E B ETON U 7. konference Termín a místo konání: 28. a 29. května 2008, Pardubice Kontakt: Sekretariát ČBS, e-mail: [email protected], www.cbsbeton.eu NON-TR ADITIONAL CEM ENT AN D CONCR ETE 3. mezinárodní sympozium Termín a místo konání: 10. až 12. června 2008, Brno Kontakt: e-mail: [email protected], www.fce.vutbr.cz/stm/fracture/symposium2008/default.htm B ETONÁŘSKÉ DNY 2008 15. mezinárodní konference Termín a místo konání: 18. až 20 listopadu 2008, Hradec Králové Kontakt: Sekretariát ČBS, e-mail: [email protected], www.cbsbeton.eu ZAHRANIČNÍ

KON FE R E NC E A SYM P OZIA

U LTR A H IGH P ER FOR MANCE CONCR ETE 2. mezinárodní sympozium Termín a místo konání: 5. až 7. března 2008, Kassel, Německo Kontakt: e-mail: [email protected], www.uhpc-symposium.de/ B ETONTAG 2008 Rakouské betonářské dny Termín a místo konání: 24. a 25. dubna 2008, Vídeň, Rakousko Kontakt: www.concrete-austria.com SAF E, AF FOR DAB LE, AN D EF F ICI ENT Konference o betonových mostech 2008 Termín a místo konání: 4. až 6. května 2008, Hyatt Regency, St. Louis, Missouri, USA Kontakt: www.nationalconcretebridge.org TAI LOR MADE CONCR ETE STR UCTU R ES: N EW SOLUTIONS FOR OU R SOCI ET Y fib sympozium Termín a místo konání: 19. až 22. května 2008, Amsterdam, Nizozemsko Kontakt: e-mail: [email protected], www.fib2008amsterodam.nl

80

TH E CONCR ETE F UTU R E 3. mezinárodní konference Termín a místo konání: 21. až 23. května 2008, Yantai, China Kontakt: www.cipremier.com N ET WOR KS FOR SUSTAI NAB LE ENVI RON M ENT AN D H IGH QUALIT Y OF LI F E Termín a místo konání: 22. až 25. května 2008, Dubrovník, Chorvatsko Kontakt: www.secon.hr I N FOR MATION AN D COM M U N ICATION TECH NOLOGY (ICT) FOR B R I DGES, B U I LDI NGS AN D CONSTR UCTION P R ACTICE IABSE konference Termín a místo konání: 4. až 6. června 2008, Helsinky, Finsko Kontakt: e-mail: [email protected] ANALY TICAL MODELS AN D N EW CONCEPTS I N CONCR ETE AN D MASON RY STR UCTU R ES 6. mezinárodní konference Termín a místo konání: 9. až 11. června 2008, Lodz, Polsko Kontakt: www.amcm2008.p.lodz.pl TH I N WALLED STR UCTU R ES 5. mezinárodní konference Termín a místo konání: 18. až 20. června 2008, Surfers Paradise, Gold Coast, Australia Kontakt: [email protected] FOOTB R I DGE 2008 3. mezinárodní konference Termín a místo konání: 2. až 4. července 2008, Porto, Portugalsko Kontakt: e-mail: [email protected], www.footbridge2008.com IAB MAS’08 – B R I DGE MAI NTENANCE, SAF ET Y AN D MANAGEM ENT 4. mezinárodní konference Termín a místo konání: 13. až 17. července 2008, Seoul, Korea Kontakt: www.iabmas08.org F R P COM POSITES I N CIVI L ENGI N EER I NG 4. mezinárodní konference Termín a místo konání: 22. až 24. července 2008, Zurich, Switzerland Kontakt: www.cice2008.org CR EATI NG AN D R EN EWI NG U R BAN STR UCTU R ES, TALL B U I LDI NGS, B R I DGES AN D I N F R ASTR UCTU R E IABSE kongres Termín a místo konání: 14. až 19. září 2008, Chicago, USA Kontakt: IABSE Chicago 2008, Organising Committee CR EEP, SH R I N K AGE AN D DU R AB I LIT Y OF CONCR ETE AN D CONCR ETE STR UCTU R ES – CONCR EEP 8 8. mezinárodní konference Termín a místo konání: 30. září až 2. října 2008, Ise-Shima, Japan Kontakt: http://concrete-lab.civil.nagoya-u.ac.jp/concreep8/ CONCR ETE ENGI N EER I NG I N U R BAN DEVELOP M ENT 4. středoevropský betonářský kongres Termín a místo konání: 2. až 3. října 2008, Opatia, Chorvatsko Kontakt: e-mail: [email protected], www.grad.hr/4ccc UTI LIZ ATION OF H IGH-STR ENGTH AN D H IGH-P ER FOR MANCE CONCR ETE 8. mezinárodní sympozium Termín a místo konání: 27. až 29. října 2008, Toshi Center Hotel, Tokio, Japonsko Kontakt: e-mail: [email protected], www.jci-web.jp/8HSC-HPC/, více www.betontks.cz CONCR ETE – 21ST CENTU RY SU P ER H ERO fib sympozium Termín a místo konání: 22. až 24. června 2009, Londýn, Velká Británie Kontakt: fib group UK, c/o The Concrete Society, www.concrete.org.uk IABSE SYM POZI U M Termín a místo konání: 13. až 18. září 2009, Bangkok, Thajsko


1/2008

CÍL A ZAMĚŘENÍ KONFERENCE V současnosti je v ČR i v dalších státech středoevropského regionu čerstvě dokončena nebo rozestavěna řada silničních a železničních tunelů, které prakticky bez výjimky představují cenné příspěvky k obohacení dosavadních technických znalostí a zkušeností všech, kdo se zabývají aplikací betonu v podzemních konstrukcích. Řada nových výpočtových, návrhových, konstrukčních i zkušebních postupů současně provází i tak tradiční obor uplatnění betonu, jakým jsou základové konstrukce. Česká betonářská společnost ČSSI (ČBS) proto pokračuje ve svém záměru vždy jednou za 2 roky shrnout nejnovější vývoj v tomto oboru staveb a rozhodla se uspořádat již 3. konferenci Beton v podzemních a základových konstrukcích (2008).

KONEČNÁ POZVÁNKA

Česká betonářská společnost ČSSI www.cbsbeton.eu a ČBS Servis, s. r. o. www.cbsservis.eu

Snahou vědeckého výboru konference bude soustředit v programu konference opět to nejdůležitější a nejzajímavější, co bylo v daném oboru realizováno v uplynulých dvou letech. Podstatně větší prostor v programu než v minulosti dostanou zároveň i vyzvané přednášky špičkových odborníků ze zahraničí i ČR, které cíleně seznámí posluchače s nejvýznamnějšími stavbami a směry technického vývoje v ČR a středoevropském prostoru. HLAVNÍ TEMATICKÉ OKRUHY

ve spolupráci s Českým tunelářským komitétem ITA/AITES

ŠEST VY

CH PŘE ZVANÝ

DNÁŠE

K!

A Vyzvané přednášky (Bruno Mattle (Rakousko), Lothar Martak (Rakousko), Ralf Vergeiner (Rakousko), Pavel Šourek, Miloslav Zelenka, Peter Balušík & Libor Mařík) B

Tunely a kolektory, konstrukce podzemních prostor

C

Základové konstrukce z betonu

3. konference

D Vodonepropustnost konstrukcí E

Sanace základových a podzemních konstrukcí z betonu

VĚDECKÝ VÝBOR

BETON V PODZEMNÍCH A ZÁKLADOVÝCH KONSTRUKCÍCH

Prof. Ing. Jan L. Vítek, CSc., předseda | Prof. Ing. Josef Aldorf, DrSc. | Ing. Pavel Kasal, Ph.D. | Ing. Libor Mařík | Doc. Ing. Jan Masopust, CSc. | Ing. Jiří Smolík | Ing. Pavel Šourek | Ing. Vlastimil Šrůma, CSc., MBA POŘADATEL

1993  2008

Česká betonářská společnost ČSSI (ČBS), www.cbsbeton.eu ORGANIZÁTOR ČBS Servis, s. r. o., Samcova 1, 110 00 Praha 1 Tel.: 222 316 173, 222 316 195, Fax: 222 311 261, E-mail.: [email protected], www.cbsbeton.eu TERMÍN A MÍSTO KONÁNÍ Konference a doprovodná výstava se budou konat v úterý 25. března a ve středu 26. března 2008 v Orea hotelu Pyramida, Bělohorská 24, Praha 6

15 let 25. a 26. března 2008 Praha, Orea hotel Pyramida

S VA Z

VÝROBCŮ CEMENTU

S VA Z

V ÝROBC Ů B ETON U

ČESKÁ

ČR

ČR

B ETONÁŘSK Á SP OLEČ NOST

SDRUŽENÍ

ČSSI

P R O S A N AC E B E T O N O V Ý C H K O N S T R U K C Í

2008 K ULTURNÍ A SPORTOVNÍ STAVBY

Recommend Documents