Beton a architektura Prof. ing. Jan Vítek, CSc.
Harry Seidler: „Není jiný materiál, který dává možnost volby tvaru, nad železový beton“
Vitruvius: Firmitas (pevnost, bezpečnost) Utilitas (funkčnost, užitná hodnota) Venustas (elegance a krása) Stavba - dopad do přírody na desetiletí nebo staletí Nutnost zabývat se estetickým dopadem
Utrecht, dům Schröder-Schräder, 1924-25, G.H.Rietveld
Dornach (CH) Goetheanum II 1924-28 R. Steiner E. Aisenpreis
Vila Savoye, Poissy, 1929
Dům nad vodopádem F.L.Wright, 1936
Berlin: Kongresová hala, 1956-57
Notre-Dame-du-Haut, Ronchamp, 1950-54
Emmerich, Heilig-Geist-Kirche, 1965-66
Sagrada Familia, Barcelona
Kongresové centrum, Gifu, Jap.
Nová Opera, Paříž
Salginatobelbrücke (CH), Maillart
Kochertalbrücke
Sunnibergbrücke, Ch. Menn
Sunshine Skyway, Tampa, Florida
Švýcarské tunelové projekty Gotthard, Lötschberg
Estetický výraz: Přírodní Přidaný Vynucený
Golden Gate 1937
Přírodní estetika Výběr materiálu, tvary, zasazení do okolí, zpracování detailů, vyjádření významu jednotlivých prvků
Great Belt East Bridge
Přidaná estetika Dekorace mostní konstrukce, nemá funkční účel, vhodné pro městské prostředí, přiměřená míra
Alexander III, Paris, 1900
Dekorativní estetika mostních pilířů Rheinland Pfalz
Schleswig-Holstein
Vynucená estetika Estetický dojem za každou cenu, obvykle bez souvislosti s významem jednotlivých prvků v konstrukci Alamillo bridge - Sevilla
Campo-Volantin Footbridge Bilbao
Estetický dojem x Náklady Přírodní estetický výraz = přiměřené náklady Přidané estetické doplňky = zvýšení nákladů o 10 15 % Vynucený estetický dojem = zvýšení nákladů v násobcích (2 - 4? krát)
Kylesku Bridge - Skotsko, 132 m
Al Khaleej Viaduct Riyadh 102-130 m
Besos River Barcelona 68 m
Qurashiva Viaduct - Riyadh
Marine Bridge Bahrain
Natchez Trace Parkway Arches Bridging, Tennessee, USA Oblouk 177 (141) m, Mostovka 75 m, Výška 47 m, Prefabrikovaný PB
San Francisco - Oakland Bay Bridge Seismic Safety Project
Jeden pylon Tenká lana Svislé téměř neviditelné závěsy
Sloping Tower Belvedere - Rotterdam Sklon 6°
Osaka City Central Gymnasium Průměr 110 m, Výška skořepiny 16 m Spřažená konstrukce beton - beton
1. fib Kongres – Jap. 2002 Vývojové trendy současného světového betonu
Pokrok v oblasti BK před 1900 – začátky betonu 1920 ⇒ Železobeton rámy, oblouky 1940 ⇒ Předpjatý beton 1960 ⇒ Moderní mostní technologie 1980 ⇒ Volné kabely, částečné předp. 1990 ⇒ Nové betony, Nelineární výpočty Počítačem řízené mechanismy
Beton Technologie betonu – SCC, HSC, HPC, DPC, + Vlákna, UHPC Klasický beton
Moderní beton
Beton Aplikace UHPC – „Ductal“ fc = 180 MPa, ft = 10 MPa
Beton Aplikace UHPC – „Ductal“ fc = 180 MPa, ft = 10 MPa
4.3 m
1.3 m
Rozpětí oblouku 120 m
Beton Aplikace UHPC – „Ductal“ fc = 180 MPa, ft = 10 MPa
Konstrukce Vylehčení kombinací s ocelovými stěnami kom. průřezu Most „Hondani“ 44 + 97 + 56 m
Konstrukce Vylehčení kombinací s ocelovými stěnami kom. průřezu
Most Rittoh lmax = 170 m
Konstrukce
Most Rittoh lmax = 170 m
Konstrukce Most Bras de la Plaine – l = 280 m
Konstrukce
Most Bras de la Plaine – l = 280 m
Konstrukce Budova PB 6 Paříž., La Défense Výška 150 m, jádro B60, sloupy B80, stropy B45
Konstrukce Engineering design and research center, Chennai, Indie
Vodojem Yamazato – Dai-chi Průměr vnitřní 60 m Spodní deska tl. 0.5 – 1.5 m
Problém: Betonáž desky vodotěsnost
Výška stěny 21.3 m
Výstavní plocha - Ženeva Požadavky: • Plocha 44 000 m2, cca 230 x 180 m, návaznost na existující plochu • Zatížení 20 kN/m2, 2 osamělá břemena 500 kN vzdálená 7 m • Překážky pod plochou • Rychlost výstavby •
Výstavní plocha - Ženeva Příčný směr: rozpětí 10 – 25.6 m Výška nad terénem 6.5 – 19 m
Parkoviště Existující výstavní hala Železnice
Komunikace El. dráha Letiště
Příčný řez konstrukcí
Výstavní plocha - Ženeva Schéma konstrukce
Rozmístění sloupů a průvlak
Výstavní plocha - Ženeva
Montáž prefabrikovaného nosníku
Výstavní plocha - Ženeva
Dutinové panely
Dutinové panely v ČR Spiroll a Partek Tloušťka 150 - 400 mm
Šířka 1200 mm
Délka až 18 m
Výroba
Řezání panelů
Betonáž
Přímá podpora s nabetonováním
Aplikace na obvodové pláště
Aplikace na obvodové pláště
Aplikace na obvodové pláště
Aplikace na obvodové pláště
Vzorky povrchů
Některé statické problémy
Metrostav, a.s.
Stavební fakulta ČVUT, Praha
Sloupy
Stavební fakulta ČVUT, Praha
Předpjaté stropy Zatížení a rozpětí
Volba geometrie Volba předpětí Kritéria
Metrostav, a.s.
¾ Konečný stav – únosnost, použitelnost
¾ Výstavba – podskružení, dočasné podepření
Stavební fakulta ČVUT, Praha Metrostav, a.s.
Předpjaté stropy
Volba výšky průřezu trámu h ??? Předpětí konstantní 16 lan ∅ 15.7 mm Rozpětí 12 m
Náklady x Užitné zatížení 8 Užitné zatížení
1650
Náklady [Kč/m2]
6
1600
5
1550
4
1500
= 2.8 kN = 91 Kč
3
1450
2
1400 0.3
0.32
0.34 0.36 Výška trámu
0.38
0.4
Náklady na m2 [Kč]
1700
7 Užitné zatížení [kN/m2]
Stavební fakulta ČVUT, Praha Metrostav, a.s.
Předpjaté stropy
Průhyb [mm] 25 Průhyb stálé
20 Průhyb [mm]
Stavební fakulta ČVUT, Praha
Předpjaté stropy
Průhyb nahodilé 3 kN/m2
15 24 mm
10
14 mm
5 0
Metrostav, a.s.
-5 -10 0.3
0.32
0.34 0.36 Výška trámu [m]
0.38
0.4
Kulturní a obchodní centrum Nový Smíchov
Aplikace betonů definovaných vlastností v České republice
Self-compacting concrete
Dywidag, Prefa Lysá
Self-compacting concrete
cast in situ, Bridge Zlíchov
Self-compacting concrete
cast in situ, Bridge Zlíchov
Self-compacting concrete
cast in situ, Bridge Zlíchov
Self-compacting concrete
cast in situ, Bridge Zlíchov
Průběh teploty v desce nad krajní stěnou v místě 4 80.0 70.0 teplota (°C)
60.0 50.0 40.0 30.0 20.0 10.0 0.0 0
20
40
60
80 100 120 140 160 180 200 220 240 čas (hod)
Self-compacting concrete
tunnel lining - subway
Self-compacting concrete
tank in a brewery, Nymburk d = 29 m t_s = 350 mm h = 4m (1 casting stage)
Self-compacting concrete
tank in a brewery, Nymburk
Watertight concrete
launched tunnels under the Vltava River
Watertight concrete
launched tunnels under the Vltava River
High strength concrete
prestressed bridge beams - T-section
High strength concrete
prestressed bridge beams - T-section
Lightweight aggregate concrete
footbridge in Č. Bud.
L = 25 + 76 + 25 m Prestressed LWAC
Lightweight aggregate concrete
Precast elements LWAC Density Liapor 4-8/650 Actual compression strength Modulus of elasticity
footbridge in Č. Bud.
LC 35/38 (CEM I 42.5) 1760 kg/m3 ~50 MPa 21000 MPa
Stavební fakulta ČVUT, Praha Metrostav, a.s.
Obloukový most
Zadání: Obloukový most, rozpětí obl. 50 m, délka mostu 60 m Návrh: Oblouk konstantního průřezu, prefabrikované vzpěry, předpjatá mostovka
Stavební fakulta ČVUT, Praha
Obloukový most Trvanlivost – dlouhé konzoly Proveditelnost – jednoduché tvary, prefabrikace x monolit Robustnost návrhu – rezerva ve vzepětí
Metrostav, a.s.
Ekonomie – kompromis mezi kvalitou a náklady Estetika – oblé tvary, variabilita povrchů (hladký, vzor dřeva)
Metrostav, a.s.
Stavební fakulta ČVUT, Praha
Obloukový most
Metrostav, a.s.
Stavební fakulta ČVUT, Praha
Obloukový most
Metrostav, a.s.
Stavební fakulta ČVUT, Praha
Obloukový most