Oceľové konštrukcie a mosty 2012 Podbanské, Slovensko, september

23. česká a slovenská medzinárodná konferencia

Oceľové konštrukcie a mosty 2012 Podbanské, Slovensko, 26. - 28. september

Kategória: Mosty, veže, stožiare Priemyselné a technologické konštrukcie Občianske a športové stavby Stavba – konštrukcia: Názov: Rekonverze plynojemu v Dolní oblasti Vítkovic na koncertní sál Lokalita: Ostrava, Vítkovice, Dolní oblast Dátum dokončenia stavby: duben 2012 Údaje o spracovateľoch: Projektant: Výrobca OK: Montážna firma: Generálny dodávateľ: Investor: Prihlášku podáva: Meno, priezvisko, titul: Adresa: Telefón: E-mail:

Ing. Vladimír Janata, CSc, Ing Miloslav Lukeš, EXCON, a.s. Vítkovice, Strojírenství Hutní montáže Ostrava, a.s. Gemo, a.s. VÍTKOVICE POWER ENGINEERING , a.s. Vladimír Janata, Ing. CSc Kolínská 4, 130 00 Praha 3 +420 737270530 [email protected]

Rozsah dokumentácie: Stručná charakteristika Koncepčné a konštrukčné riešenie, výroba, montáž Plynojem se stal po rekonverzi podle návrhu arch. Pleskota novým kulturním centrem v Dolní oblasti Vítkovic. Ve vnitřním prostoru plynojemu byly vybudovány nové konstrukce hlediště pro 1500 diváků, jeviště a další konstrukce potřebné pro zajištění provozu centra. Vznikl tak gigantický prostor o objemu cca 110 000 m3, který je využíván pro pořádání kulturních a společenských akcí. První zatěžkávací zkouškou po otevření se stal ostravský festival Colors. Plynojem byl postaven v letech 1924-1925 a sloužil až do roku 1998, kdy byla ve Vítkovických vysokých pecích po 162 letech ukončena výroba železa. Z funkčního hlediska se jednalo se o tzv. „mokrý“ plynojem s proměnným objemem plynu stálého tlaku. Plynojem má pevnou spodní část v podobě válcové „nádrže“, do které se zasouval pohyblivý „zvon“ ukončený vrchlíkem. Úniku plynu zabraňovalo vodní těsnění. Od roku


Oceľové konštrukcie a mosty 2012 Podbanské, Slovensko, 26. - 28. september 1998, kdy došlo k ukončení provozu, byl zvon plynojemu uložen na 32-ti provizorních podporách ve výše cca 1,5m nad podlahou plynojemu. Před započetím samotného projektu rekonstrukce byl vnitřní povrch plynojemu mechanicky očištěn. Následně byl proveden podrobný průzkum stavu ocelové konstrukce zvonu a nádrže se zaměřením na zjištění korozních úbytků a na ověření dimenzí a stavu jednotlivých prvků. Zároveň byla pomocí technologie 3D scanování zaznamenána stávající geometrie zvonu. Bylo zjištěno, že konstrukce nevyhovuje v nové funkci z hlediska mezního stavu únosnosti. Zejména nevyhovovaly radiální prvky střechy zvonu a vnější kruhový prstenec střechy zvonu, ve kterém jsou od nového zatížení extrémní tahové síly. V rámci rekonstrukce byly opraveny poškozené a zkorodované prvky. Pod kulový vrchlík bylo umístěno prostorové radiální vzpínadlo, tvořené 16 předpjatými táhly Macalloy M64, středním kruhem a 16 vzpěrami. Vzpínadlo slouží k příznivé redistribuci vnitřních sil tak, aby většina stávajících prvků vyhověla své nové funkci. Táhla jsou na vnější straně kotvena k vnějšímu kruhovému prstenci, na vnitřní straně k novému kruhovému příhradovému vodorovnému prstenci s vnějším průměrem 22,6m. Prstenec je vzepřen o konstrukci vrchlíku přes sloupy a šikmé vzpěry. Vnášené předpětí bylo měřeno tenzometry. Díky příznivému přerozdělení sil nebylo nutné plošné zesilování prvků, pouze byly zesíleny prvky v blízkosti rámového rohu. Tahová síla v horním kruhovém prstenci byla snížena o cca 25 % a prstenec tak na nové zatížení vyhověl. Radiální prvky zvonu plynojemu byly zesíleny dodatečnými příhradovými vazníky, kde původní radiální prvky slouží jako jejich spodní pas. 64 nových radiálních příhradových nosníků je doplněno dvěma kruhovými tangenciálními příhradovými prstenci, které jsou k tangenciálním kruhovým nosným prvkům střechy připojeny obdobným způsobem jako radiální příhradové nosníky. Touto konstrukční úpravou vzniká větraný prostor mezi stávajícím plechem zvonu plynojemu a zateplenou skladbou střešního pláště na novém trapézovém plechu. Tento prostor je využitý pro uložení technologie (vzduchotechnika, sprinklery, elektroinstalace apod.). S ohledem na požadovanou požární odolnost konstrukce je objekt vybaven zařízením pro nucený odtah tepla a kouře (OTK) a sprinklery. Nad středem střešního vrchlíku byla umístěna nová konstrukce tamburu, kruhová konstrukce o průměru 20,6m. Střecha konstrukce tamburu, jejíž vnitřní povrch slouží k akustickým účelům, má tvar obráceného kulového vrchlíku s radiální strukturou vazníků, jejichž pasy se sbíhají na centrálním kruhovém příhradovém válci. Konstrukce zrekonstruovaného zvonu plynojemu o hmotnosti 800t byla vyzdvižena o 13m šplhavým způsobem s použitím hydraulických lisů uložených na 16-ti nově instalovaných příhradových sloupech. Po zdvihu bylo doplněno dalších 16 mezilehlých sloupů. Sloupy byly pomocí lisů aktivovány tak, aby přenášely příslušnou reakci. Po zdvihu byl vytvořen 13m vysoký otvor v nádrži plynojemu v rozsahu 1/3 obvodu, který slouží jako prosklený hlavní vstup do vnitřního prostoru. Další velkoplošný otvor byl vytvořen v plášti nádrže za jevištěm směrem k vysoké peci 1 zrekonstruované na rozhlednu. Vnitřní konstrukce původního plynojemu byla natřena pouze lazurou bez antikorozního účinku, vnější plášť nádrže a nové konstrukce byly opatřeny úplnou antikorozní ochranou. Uvnitř plynojemu byla nejprve postavena betonová nosná konstrukce multifunkční auly, která ohraničuje prostor pro hlediště a jeviště. V severozápadní části plynojemu na úrovni +12,0m je umístěno jeviště s půdorysnou plochou 410 m2 a s ocelovou konstrukcí o výšce 12m. Nosnou konstrukci tvoří šestnáct příčných vazeb které tvoří čtyřboké příhradové vazníky a čtveřice sloupů. Část vazníků je uložena na betonové konstrukci a v zadní části jsou vazníky uloženy na sloupech. Součástí konstrukce jsou dále ztužidla


Oceľové konštrukcie a mosty 2012 Podbanské, Slovensko, 26. - 28. september a přístupové trasy po ochozech a lávkách. Ocelová konstrukce je koncipována pro flexibilní změnu scény zavěšováním divadelní a koncertní technologie s hmotností až 18t na každém vazníku. Dále je na konstrukci umístěna technologie pro posun transportní plošiny umístěné uprostřed jeviště. Otvor ve zvonu plynojemu je přímo na zadní straně jeviště, takže z hlediště je přes jeviště přímý výhled na rekonstruovanou Vysokou pec č. 1. Ocelová konstrukce hlediště s půdorysnou plochou 1450 m2 navazuje na jevištní prostor. Je navržena jako tuhá prostorová příhradová konstrukce ve tvaru lastury. Šestnáct vějířovitě uspořádaných příhradových zaoblených vazníků doplněných tangenciálními půdorysně kruhovými ztužidly do prostorově působícího celku. Horní pasy vazníků mají tvar lomeného polygonu, spodní pasy jsou kruhové o poloměru cca 70m. Vazníky jsou uloženy u jeviště na kruhovém betonovém lemu, v zadní části jsou podepřeny 22m dlouhými trubkovými sloupy kloubově uloženými na podlaze plynojemu. Všechny hlavní profily jsou navrženy z H profilů konstrukce byla na montáži šroubovaná. Železobetonová podlaha hledištš je tvořena filigrány tloušťky 60 mm s nadbetonovanou 120mm silnou deskou. Filigrány byly ukládány na horná pas vazníků který byl opatřen v mezeře mezi filigrány trny. Výpočet Po plánované rekonverzi jsou zatížení na konstrukci zvonu výrazně odlišná (opačná) oproti zatížením, která na plynojem působila během jeho provozu. Při provozu plynojemu byl ve zvonu přetlak, prvky střechy byly tažené a nebylo tak nutné řešit stabilitní problémy. Pouze v případě odstávky byla střecha zatížena svislým zatížením od vlastní tíhy. Po rekonverzi je plynojem zatížen jak vlastní tíhou konstrukce, tak novými stálými zatíženími (skladba nového střešního pláště a jednotky vzduchotechniky, konstrukce tamburu) a proměnnými zatíženími od nových technologií. Dále bude zatížen vyššími hodnotami od klimatického zatížení (sněhem a větrem), které odpovídají normám řady EN. Konstrukci střechy byla nutno zesílena prostorovým vzpínadlem a přídavnými prvky. Při návrhu jsme také museli věnovat zvýšenou pozornost posouzení stability střechy, jak globální tak lokální. Požární posudek konstrukce se opíral o parametrické požární křivky, které pro jednotlivé prostory uvnitř plynojemu popisovaly rozvoj teploty plynů v čase v návaznosti na instalaci OTK. Konstrukce hlediště hlediště a jeviště byly modelovány jako prostorové konstrukce a v případě jeviště byly posouzena dynamické vlastnosti konstrukce.

Spotreba ocele Rekonstrukce a zesílení původní konstrukce plynojemu: 62t Konstrukce jeviště: 105t Konstrukce hmediště: 320t Prílohy (grafická časť, resp. fotodokumentácia)



3

Obr. 1 Mokrý plynojem 50 000 m (je ve Vítkovicích) resp. 100 000 m

3

Obr. 2 Příčný řez plynojemem – nové konstrukce uvnitř plynojemu

Obr. 3 Nové prostorové vzpínadlo–průměr 22,6m; tenzometrické měření sil v táhlech



Obr. 4 Nové zesilující příhradové nosníky na střeše

Obr. 5 Nová konstrukce tamburu (celkový průměr s konzolou cca 25,5m)



Obr. 6 Zdvih zvonu plynojemu, montážní nosníky, hydraulická jednotka

Obr. 7 Detail styčníku lávky +20,3m po otryskání a po aplikaci základního nátěru PKO



Obr. 8 Opláštěný plynojem s montáží prosklení velkoplošného otvoru

Obr. 9 Jeviště a hlediště s filigrány



Obr. 10 Hlediště po dokončení

Obr. 11 Lasturovitý tvar příhradové konstrukce hlediště



Obr. 12 Montáž zasklení velkoplošného vstupního otvoru

Obr. 13 Jeviště a hlediště po dokončení

Oceľové konštrukcie a mosty 2012 Podbanské, Slovensko, september

Recommend Documents