Multifunkčné pôsobenie prvkov Arény Brezno

• Foto

POPIS KONŠTRUKCIE
Jedná sa o nosnú sústavu navrhnutú s využitím multifunkčného spolupôsobenia všetkých nosných prvkov konštrukcie. Nosný systém strechy je tvorený konštrukciou z drevených lepených hlavných nosníkov s bionickým podhľadom z prvkov z rezaného dreva. Osvetlenie denným svetlom je tvorené svetlíkmi so zvislými sklenenými stenami ako aj presvetľovacími zvislými čelnými stenami (pozri obrázky 1 až 6). Stavba bola navrhnutá okrem iného aj na základe optimalizácie jej geometrie pre dosiahnutie cielených zosuvov snehu za účelom redukcie extrémnych zaťažení snehom.

Geologický prieskum špecifikoval spôsob zakladania základových pätiek hlavných nosníkov na systéme vŕtaných pilot do hĺbky od –1,0 až do cca –10 m. Na vŕtaných pilotách je uložený armovaný základový pás hrúbky 1,0 a šírky 2,0 m, na ktorom sú umiestnené kotevné pätky výšky 3,0 m s konštantným obdĺžnikovým prierezom 1,0 × 2,0 m. Na pätkách sú umiestnené konštrukcie kotevných koncových kĺbov hlavných nosných oblúkov. Pod každou kotevnou pätkou sú štyri vŕtané piloty.

Nad ľadovou plochou bola navrhnutá strešná konštrukcia, tvorená hlavnými nosnými oblúkmi z lepeného dreva, umiestnenými v modulových vzdialenostiach po 6 000 mm. Hlavné oblúky sú spojené s podvesenými nosníkmi zavetrovacej bionickej klenby štadióna, vytvorenej z prvkov rezaného dreva. Bionická klenba s architektonickým
motívom rozvíjajúceho sa kvetu, resp. rastúceho stromu, je staticky zakomponovaná do nosnej konštrukcie oblúkov ako výstužný a zavetrovací systém, ktorý súčasne nesie osvetľovaciu oblohu štadióna.

Hlavné drevené nosné oblúky navrhnutej strešnej konštrukcie zimného štadióna sú tvorené dvojicami paralelne umiestnených trojkĺbových podoblúkov. Celkové rozpätie hlavného dreveného nosného oblúka je 56 000 mm. Hrúbka prierezu každého hlavného dreveného nosného oblúka je po celej dĺžke konštantná, s rozmerom 2 × 200 mm, s medziľahlou medzerou 200 mm pre umiestnenie podoblúka, na ktorom je podvesená zavetrovacia klenba. Výška prierezu každého hlavného dreveného nosného oblúka je po dĺžke rozpätia premenná, od 1 800 mm v mieste uloženia na koncové kĺby na pätkách až do 780 mm v kĺbovom uložení v strede rozpätia. Dvojica nosníkov každého hlavného nosného oblúka z lepeného dreva je uložená vo vzájomnej osovej vzdialenosti po 400 mm so svetlosťou medziľahlého prierezu 200 mm.

Celková výška nosnej konštrukcie zastrešenia je 20 000 mm. Celková dĺžka nosnej konštrukcie štadióna je 78 000 mm. Podhľad osvetľovacej oblohy štadióna je tvorený podvesenou bionickou štruktúrou vzájomne pospájaných drevených prútových prvkov, ktoré tvoria súčasne zavetrovanie konštrukcie v pozdĺžnom i v priečnom smere. Výška bionickej osvetľovacej oblohy nad ľadovou plochou je 14 000 mm.

Ako materiál hlavných nosných oblúkov a oblúkov bionickej štruktúry klenby podhľadu je použité lepené drevo na báze oravského smreka, trieda SA, podľa ČSN 49 1531, resp. STN 73 1701. Ako materiál prútových prvkov bionickej štruktúry podhľadu je použité rezané drevo takisto na báze oravského smreku. Drevené nosné oblúky sú okuté v miestach koncových uložení ako aj kĺbu v strede rozpätia oceľovými koncovkami, resp. pätkami. Strešný plášť je tvorený drevenými hranolmi s rozpätím 6 m, na ktorých je uložená drevená krytina s izolačnými vrstvami a povrchovým hliníkovým plechom.

Čelné steny na východnej a západnej strane haly sú tvorené oceľovými hlavnými nosníkmi, na ktorých je predsadený oceľový rošt ako nosný systém pre tónované sklenené okná. Nosný systém tribún je železobetónový.

POLYFUNKČNÉ SPOLUPÔSOBENIE
Geometrický tvar priečneho rezu haly bol špecifikovaný jednak požiadavkami funkčnosti a estetiky. Pri návrhu haly boli použité techniky optimalizácie za účelom dosiahnutia cielených zosuvov snehu pre odľahčenie konštrukcie počas jej zimnej prevádzky. Hala je viacúčelová a je vybavená modernými technológiami klimatizácie, vykurovania i chladenia, výroby ľadu a interného vybavenia. Interiér i exteriér haly boli vytvorené na základe splnenia všetkých súčasných požiadaviek jej estetiky a funkčnosti. Okrem optimalizácie geometrie za účelom dosiahnutia cielených zosuvov snehu pre odľahčenie konštrukcie počas jej zimnej prevádzky, pri statickej analýze vystúpili do popredia otázky multifunkčného spolupôsobenia všetkých prvkov nosného systému pri rôznych druhoch zaťaženia.

Jedným z takých zaťažení sú napríklad návaly snehu, vznikajúce naviatím a hromadením snehu v okolí bočných vikierov (obr. 7 a 8), ktoré spôsobujú lokálne prídavné zaťažovacie účinky na interakčne spolupôsobiace prvky nosnej konštrukcie. Intenzita týchto zaťažení je variabilná a ťažko predvídateľná. Pri týchto zaťaženiach výrazne vystupuje do popredia polyfunkčná priestorová interakcia všetkých prvkov nosnej konštrukcie haly, ktorá bola podrobne analyzovaná v referenciách [1], [2] a [3].

ZÁVER
Investorom stavby bol Magistrát mesta Brezno. Návrh zastrešenia a projektová dokumentácia boli vypracované v Inžinierskej kancelárii TESÁR & PARTNER, Bratislava. Generálnym zhotoviteľom stavby bola firma UNISTAV, a. s. Prešov. Výroba a montáž lepených, ako aj rezaných hlavných drevených nosných oblúkov, ako aj prvkov pôsobivej podvesenej bionickej drevenej klenby v tvare rozvíjajúceho sa kvetu, boli uskutočnené firmami TECHNOMOL, a. s., Dolný Kubín a TESCO, a. s., Praha. Hala je osadená do krásneho prírodného prostredia mesta Brezno, s ktorým vytvára harmonický celok a pôsobivú dominantu Horehronia.

LITERATÚRA:
[1] Tesar, A.: Multi-functioning in virtual monitoring of thin-walled bridges. Journal of Mechanics Engineering and Automation, David Publishing Company, Volume 2, Number 11, November 2012 (Serial Number 17), pp. 701–708
[2] Aréna Brezno – Projektová dokumentácia. Tesár & Partner, Inžinierska kancelária, Bratislava, 2006–2009
[3] Tesar, A.: Tuned vibration control in aeroelasticity of slender wood bridges. Coupled Sy-stems Mechanics, Vol. 1, No. 3 (2012), pp. 219–234

Multifunctional Effect of the Elements of Aréna Brezno
Multifunctional effect of the load bearing elements of Aréna Brezno, which is among interesting wooden structures in Slovakia, is emphasised in case of non-standard snow burden caused e.g. by snow cumulation in structure irregularities due to wind.

Autor

• Ing. Tesár Alexander Ph.D., DrSc., doc., hosť. prof., Feng