Nosné konstrukce obchodního centra BORY MALL

• Foto

KONSTRUKČNÍ SYSTÉM
Základní modul skeletu je 8 × 8,1 m. Pro tento modul se při daném zatížení jeví jako ekonomicky velmi vhodný konstrukční systém hřibová deska. Vodorovné nosné konstrukce jsou tvořeny železobetonovými deskami vyztuženými hlavicemi nebo deskovými průvlaky. V běžném modulu je navržena deska tloušťky 240 mm vyztužená hlavicemi tloušťky 480 mm. V místech kolem vstupů, pasáží a nad vjezdovými rampami, kde je stavebně požadováno uvolnění dispozice, byly stropní desky doplněny plochými deskovými průvlaky. Tyto průvlaky výšky 480, 600 a 750 mm byly od rozpětí 10 m navrženy jako dodatečně předpjaté.

V místě konzol delších než 5 m byly trámy vyztuženy náběhy s tloušťkou 900 mm. Pro nejdelší rozpony již bylo voleno vyšších a užších průřezů (tyčové průvlaky). Vzhledem k náročným požadavkům koncepčního architekta na rozpětí nosné konstrukce a umístění pasáží s rozměrnými průhledy do nižších a vyšších podlaží bylo nutné v každé dilataci použít předpětí pro vyrovnání účinků zatížení.

PŘEDPĚTÍ
Kromě desek v oblasti pasáží bylo předpětí aplikováno v plochých trámech na velká rozpětí a v tyčových průvlacích, které vynášejí sloupy vyšších pater. Většina trámů byla předepnuta systémem čtyřlanových kabelů v plochých kanálcích. Trámy s rozpětím delším než 15 m byly předepnuty dvojicí (trojicí) 12lanových kabelů.

Samostatnou kapitolu trámů tvoří tzv. transfer-beamy (přechodové trámy), které vynášejí sloupy vyšších podlaží. Tyto trámy mají průřez 1 000 × 1 000 mm, pro rozpětí delší než 8 m byly tyto trámy předepnuty dvojicí 12lanových kabelů. Přechodové trámy měly být předpínány postupně dle nárůstu zatížení. Jako technologicky vhodnější řešení se ukázalo napnutí kabelů až po vybetonování horních pater při současném podstojkování tak, aby ještě nepředpjatý trám nebyl přetěžován, což by mělo za důsledek vznik značných počátečních deformací.

V místě hlavního vstupu do objektu jsou trámy s rozpony až 19 m. Tyto trámy mají průřez 900 × 1 000 mm a jsou předepnuty dvojicí 12lanových kabelů.

Technicky velmi zajímavá oblast z hlediska návrhu nosné konstrukce se nachází v okolí zastřešení nazývaného Tornádo (na styku dilatací 6, 7, 8 a 9). V této oblasti jsou disponovány pasáže s rozsáhlými otvory ve stropních deskách, které ve spojení se sloupy rozmístěnými podle architektonických požadavků, vytvářejí oblasti s velkými rozpony a vyloženími konzol stropních desek, kde by bez použití předpětí byly výrazně překročeny limitní průhyby. Tato místa byla pracovně nazvána jako „náměstí“ a byla tvořena deskami tloušťky 600 mm z důvodu omezení průhybů volných okrajů. Předpětí bylo v těchto deskách umístěno v navzájem křižujících se trajektoriích pro dosažení maximálního zvedacího účinku. Bylo užito čtyřlanových kabelů v plochých kanálcích. V případě několika kabelů, které tvořily fiktivní podporu pro ostatní kabely předpětí, byl zvolen 12lanový systém.

Předpětí bylo vnášeno z napínacích kapes, ve kterých byla vynechána výztuž, která byla následně doplněna za pomoci svařovaného spoje. V případě pasivních (nenapínaných) kotev bylo užito systému mrtvých kotev s cibulovým rozpletem.

V několika málo případech bylo nutno velmi rychle se stavbou vyřešit problém zřejmě nesprávně probetonované kotevní oblasti v místě kotvení cibulového rozpletu v desce tloušťky 240 mm, projevující se při napínání kabelu poklesem napětí na předpínacím zařízení a porušením betonu v místě cibulových kotev. Bylo nutné odstranit beton v místě cibulové kotvy a poničený konec kabelu nahradit novou systémovou kotvou, zpětně místo dobetonovat a znovu napnout kabel. Zde se prokázala nezbytnost vedení protokolů o napínání jednotlivých kabelů, neboť vizuálně nebylo tento jev možné identifikovat.

STATICKÝ VÝPOČET
Globální chování jednotlivých dilatačních celků bylo vyšetřováno užitím 3D numerických modelů s desko-stěnovými prvky. Pro návrh a posouzení účinků předpětí bylo použito numerických modelů s fázemi výstavby, které měly mimo jiné prokázat vhodnost oddělení tlustých desek smršťovacími pruhy od běžné stropní desky. Konstrukce byla analyzována na 3D desko-stěnovém modelu, který byl rozdělen na jednotlivé dilatační celky. Velikost prvku sítě MKP byla volena 500 mm.

Běžné modely celé dilatace byly používány pro ověření celkového působení konstrukce a navržení železobetonových prvků na MSÚ. Účinky předpětí byly zjišťovány na modelech patrových výseků. Předpětí bylo v deskách modelováno pomocí diskrétních kabelů se zdrojovou geometrií přiřazených k fiktivním prutům vloženým do desky.

Hlavním důvodem vnášení předpětí bylo omezení průhybů. Předpětí bylo navrženo jako částečné s připuštěním tahových napětí od kvazi-stálé kombinace a dekompresí od stálých zatížení. Konstrukce byla analyzována nejen standardním numerickým 3D modelem, ale bylo užito také modelů s fázemi výstavby pro ověření zvoleného postupu výstavby s oddělením „tlustých“ desek „náměstí“ smršťovacími pruhy za účelem zvýšení vlivu předpětí při napínání samostatných desek „náměstí“.

V jednotlivých fázích výstavby bylo počítáno se změnami modulu pružnosti betonu v čase a bylo užito modifikátorů ohybových vlastností pro snížení ohybové tuhosti stropních desek vlivem trhlin. Statickou analýzou s použitím fází výstavby byl zjištěn výskyt menších dlouhodobých průhybů, které by se na jednoduchém statickém modelu bez fází výstavby nezjistily. Tento výsledek byl zcela v souladu s očekáváním.

ZÁVĚR
V článku byla představena nosná konstrukce obchodního centra BORY MALL v Bratislavě se zaměřením na předpjaté prvky, při jejichž návrhu byla výzvou zejména identifikace technicky a ekonomicky korektního řešení předpjaté stropní desky v místě pasáží s otvory. Řešení zadání vyžadovalo využití zkušeností s řešením technicky náročných projektů velkého rozsahu v ČR i v zahraničí pro dosažení dispoziční, objemové a konstrukční logiky v koncepci návrhu. I přes poměrně komplikované zadání respektující architektonické požadavky exponovaných oblastí, generující značná rozpětí polí a vyložení konzol, se podařilo najít technicky správné a zároveň hospodárné řešení.

Vzhledem k celkové náročnosti díla byla v průběhu výstavby nutná vzájemná komunikace mezi projektantem a dodavatelskou společností, díky které byly exponované části nosné konstrukce provedeny bez výraznějších problémů.

Load-Bearing Structure of the BORY MALL Shopping Centre
This paper presents the information about load bearing structure of the shopping centre BORY MALL in Bratislava (Slovakia). Due to ambitious requirements of the conceptual architect to the span of concrete beams and floor slabs, placement of many voids in floor decks, usage of pre-stressed concrete was the only one possibility to cover complex requirements to the load bearing structure. The biggest care was applied to floor slabs in place of large courts near the architectonic element of the roof structure called „Tornado“. In this place the thickness of the slab of 600 mm was designed to solve problems with deflections of cantilevers on the edge of large voids.

Autoři

• Ing. Kovář Martin
• Ing. Petřík Vojtěch PhD.
• Ing. Mužík Milan
• Ing. Nikš Milan
• Ing. Karásek Petr Ph.D.