Jedinečnost z pohledu konstrukce a statiky v půdorysné ploše

• Foto

Dilatačně se konstrukce skládá ze tří celků, pracovně nazývaných východní vestavek, západní vestavek a výstavní hala. Východní vestavek je třípodlažní objekt o půdorysných rozměrech cca 10 × 90 m. Západní při stejné délce 90 m je pak přibližně 3× širší (cca 30 m). Vestavky jsou řešeny jako třípodlažní objekty, sloužící především jako technické zázemí pavilonu (kanceláře, strojovny, sklady, trafostanice, bufety, občerstvení atp.). Západní vestavek pak přibližně dvěmi třetinami svého objemu slouží jako vstupní hala se všemi vymoženostmi nutnými k odbavení návštěvníků. Západní vestavek disponuje rovněž konferenčním sálem s veškerým zázemím, a tak bude kromě svého využití jako vstupní brána do areálu či pavilonu v období konání veletrhů využíván rovněž i samostatně.

Oba vestavky i samostatně mají rozměry a vybavení solidní budovy. Kromě vybavení pro svůj provoz skrývají oba ve svých útrobách technologické zázemí pro výstavní halu, koncipovanou jako víceúčelovou. Pro zajímavost, přibližně se jedná o 100 t technologického vybavení v každém z vestavků. Jelikož jsou oba vestavky navrženy jako běžné rámové konstrukce, bude článek dále věnován zejména výstavní hale.

VÝSTAVNÍ HALA
Výstavní hala o půdorysných rozměrech cca 180 × 90 m je sevřena mezi oběma vestavky. Nosná konstrukce střechy je tvořena vaznicovým systémem, spočívajícím na soustavě vazníků, uložených na obvodových sloupech, a na středovém průvlaku. Hlavní průvlak probíhá celou výstavní halou od východu k západu přibližně v 1/2 její šířky. Jedná se o spojitý nosník o pěti polích maximálního rozpětí 48 m (střední pole).

Konstrukce průvlaků je trubková prostorová příhradovina s příčným řezem ve tvaru nepravidelného čtyřúhelníku (statická výška cca 3,7 m). Průvlak spočívá na čtyřech vnitřních sloupech (dva z nich jsou v patě vetknuté) a dvou krajních, které jsou již součástí vestavků. Vnitřní sloupy jsou opatřeny ve vrcholu rozsochou z důvodu statického zkrácení rozpětí průvlaku. Na krajní sloupy je průvlak uložen prostřednictvím elastomerových ložisek. Obvodové sloupy jsou kyvnými stojkami, které spolu se stěnovými a střešními ztužidly zajišťují podélnou tuhost haly. Příčná tuhost je zajištěna příhradovými sloupy statické výšky 1,80 m, situovanými vtipně do vratových portálů v jižní stěně haly. Tyto sloupy tak nezasahují do výstavní plochy haly. Rovinné příhradové vazníky proměnné statické výšky jsou orientovány kolmo na hlavní průvlak a překonávají rozpětí v severní části cca 55 m, v jižní části cca 35 m. Podélný modul haly kolísá mezi 8,25 až 9,90 m.

Kromě prosté funkce zastřešení plochy výstavní haly jsou na konstrukci střechy kladeny ještě další nároky. Konstrukce střechy na sobě nese sedm jednostranně prosklených světlíků o rozměrech 61 × 9 × 1,8 m (d × š × v). Rozměry a rozmístění světlíků se, vzhledem k platným nařízením ČSN o zatížení sněhem, ukázaly určujícími pro dimenzování značného procenta střechy. Střešní konstrukce dále umožňuje zavěšení výstavních břemen o hmotnosti až 250 kg v pravidelném rastru cca 3 × 3 m. V neposlední řadě na sobě nese dráhy pro tři posuvné nafukovací dělicí stěny, které budou prostor schopny rozdělit na čtyři nezávisle provozované části. S požadavkem multifunkčnosti haly a dělením na části bylo potřeba ve statice počítat s problémy, jako například zvýšené množství VZT zařízení umístěné pod střechou i nad její rovinou, nebo vliv tlaku větru na vnitřní dělicí stěny při otevření několika z 10 vrat z venkovního prostoru na výstavní plochu haly. Nutno podotknout, že maximální rozměr vrat je až 11 × 7 m.

OCELOVÁ KONSTRUKCE VÝSTAVNÍ HALY – DETAILNÍ ZPRACOVÁNÍ LOGISTIKY
Společnost Vítkovice Power Engineering a. s. byla v polovině roku 2008 vybrána jako výrobce ocelové konstrukce výstavní plochy (bez vestavků) pavilónu P. Celková hmotnost konstrukce činila 1 359 t. Její rozměry jsou dány průvlakem o délce 171 m a délkou vazníků 109,3 m. Od předání výkresové dokumentace 18. 7. 2008 byla výroba OK zahájená 28. 7. 2008 a první expedice se uskutečnila 29. 8. 2008.

„Výroba takovéto konstrukce si vyžádala detailní zpracování logistiky, uvolnění dostatečného množství výrobních ploch (dvě haly o 200 m) a pohotové a termínově sladěné zásobování materiálem. Pálení trubek bylo zajišťováno v Německu a ohýbání trubek na dolní obloukově prohnutý pás o poloměru 148,5 m v Polsku. Pro výrobu jednotlivých dílů byla vytvořená pracoviště s předem připravenými přípravky, aby bylo docíleno co nejméně ztrátových manipulačních časů,“ vysvětluje Ing. Jaromír Řeha, vedoucí NS 822 Ocelové konstrukce společnosti Vítkovice Power Engineering a. s.

Výroba započala čtyřmi nosnými sloupy o průměru 800 mm, které byly v horní části +8,1 m zakončeny rozsochou pro umístění průvlaku. Nejnáročnější částí konstrukce pro výrobu byl prostorový příhradový průvlak lichoběžníkového průřezu (1,98 m spodní šíře, 3 m horní šíře o výšce 2,497 m). Délka jednoho dílce má 17,1 metru a počet kusů je 10.

Výroba probíhala ve třech fázích:

1. předvařování pásových trubek do délky dílce s ustavením styčníkových plechů do drážek vypálených v trubkách,
2. sestava příhradových stěn plošně, 3
3. prostorová sestava.

„Náročné bylo tvarové vypalování svarových hran s úkosy a drážkami na koncích trubek. Toto se provádělo na speciálních CNC strojích s použitím 3D modelů. Při výrobě byly použity přípravky pro zajištění lichoběžníkové geometrie průřezu a důležité návaznosti jednotlivých dílců. Pro zajištění lepšího průběhu montážních prací při návaznosti jednotlivých dílců jsme montážní organizaci navrhli řešení, které by umožnilo sestavení navazujících dílců pro montážní svár. Jednalo se o 3 náběhové plechy, které byly umístěny do každé trubky a montáž pak proběhla bez problémů a zbytečných manipulačních časů,“ pokračuje Řeha. Jeden dílec průvlaku má hmotnost 26,98 t. Celková hmotnost průvlaků činila 453,6 t.

S ohledem na rozměrnost konstrukce průvlaku 2,5 × 3 metry a délce 17,1 metru bylo také náročné zhotovení povrchové ochrany, tj. otrýskání a provedení nátěrů. Další rozhodující části výroby byly vazníky, které se skládaly ze dvou částí o délkách 35,7 a 72,6 m. S ohledem na délku byly vazníky pro jistotu sestavení na montáži skládány do dílenské sestavy. Průběh příhradových vazníků po délce je proměnné statické výšky s obloukově prohnutým dolním pásem. „Tato výroba byla s ohledem na nedostatek času náročná na plochu, a proto jsme byli nuceni výrobu umístit do dvou hal na tři pracoviště. Na jednom pracovišti probíhalo svařování trubek do délky a na dalších dvou pracovištích probíhala prostorová montáž. V průběhu celé výroby byl kladen důraz na kvalitu svarů a přesnost provedení. Výroba byla ukončená v měsíci listopadu 2008,“ dodal Řeha.

ZÁPADNÍ VESTAVEK
Západní vestavek zaujme návštěvníky zejména svou velkolepě pojatou prosklenou západní fasádou o rozměrech cca 90 × 15 m s přibližně 15 m přesahem na fasádu severní. Ocelová podkonstrukce fasády byla navržena tak, aby svými rozměry a detaily co nejméně narušovala celkový dojem z jednolité prosklené plochy. Ohromující prostor vstupního atria, prosvětlovaný již zmíněnou fasádou, ozvláštňují dvě prosklené výtahové šachty a dvě ocelová schodiště, z nichž zejména to kruhové bez vřetene bude zajímavým konstrukčním prvkem tohoto prostoru.

Jak již bylo výše zmíněno, jsou konstrukce vestavků oddilatovány od výstavní haly, a to jak v ocelové konstrukci, tak v obvodovém a střešním plášti. Obě dilatační spáry mají teoretickou kapacitu rovnající se minimálně kapacitě elastomerových ložisek (35 mm). Dilatační kapacita byla navržena zejména s důrazem na oteplení konstrukce po uzavření obvodového pláště z montážní teploty +10 °C na teoretickou hodnotu +40 °C, vyplývající ze zkušeností z ostatních výstavních pavilonů. V době projekce a realizace však bylo nutné vypořádat se s problémem dilatace konstrukce vlivem ochlazení v průběhu montáže. Jelikož montáž byla dokončována, a to zejména v oblasti dilatace, právě v zimních měsících, bylo nutné uvažovat se zkrácením konstrukce výstavní haly (prosinec 2008 až –15 °C). Vzhledem k rozměrům konstrukce a architektonickým či investorským nárokům na ni bylo do objektu umístěno cca 2.600 t ocelových konstrukcí.

OCELOVÁ KONSTRUKCE ZÁPADNÍHO VESTAVKU
Společnost DT Mostárna, a. s. Prostějov se na výstavbě „Pavilonu P“ v areálu brněnského výstaviště podílela dodávkou a montáží ocelové konstrukce objektu západního vestavku. Západní vestavek je třípodlažní objekt o půdorysném rozměru cca 26,8 × 87,6 m. Konstrukce západního vestavku je řešena jako prostorová rámová, jejíž sloupy jsou kotveny kloubově na železobetonové patky. Průvlaky jsou v obou směrech vetknuty do svařovaných hlavic sloupů. Pohledové sloupy byly vyrobeny z trubek, ostatní z válcových profilů HEA/B.

Na stavbě západního vestavku bylo hojně využito IPE a UPE profilů. Jsou z nich (IPE) například vyrobeny průvlaky, stropnice nebo konstrukce střechy. Průvlaky byly k nosným sloupům připojovány přes navařené konzoly a působí staticky jako spojité nosníky. V roce 2008 uvedla firma Arsien a. s. na český trh právě nové profily UPE vyráběné dle normy DIN v jakostech S275 a S355. Tyto profily jsou zajímavé ze statického hlediska a plně nahrazují doposud vyráběné profily U. Používáním nových profilů UPE dochází ke snižování hmotnosti ocelových konstrukcí a k celkovému snížení investičních nákladů investorů. Na stavbě západního vestavku ale najdeme i další druhy konstrukcí. Jde o konstrukce výtahových šachet, VZT plošiny nebo schodiště. Celková hmotnost konstrukce západního vestavku se vyšplhala na 575 tun a její realizace včetně montáže probíhala od září do poloviny listopadu loňského roku. Montáž doplňkových konstrukcí byla dokončena v prosinci 2008.

Pavilion P – the largest exposition hall in Central Europe
In the article dedicated to the structure of the exposition pavilion P, there are constructional solutions of steel structures itemized in detail, and thus main exposition halls as well as built-in which directly adjoin with the main hall. Steel structures of the exposition pavilion are described from both the point of view of their designer and manufacturers and suppliers of steel structures of individual parts. With such a big amount of Steel structures a great emphasis had to be put on the logistics and production of some components of the structure was implemented for instance in Germany or Poland.

Autor

• Bc. Fejfar Vítězslav