Novostavba divadla v Plzni – ocelové konstrukce – I. díl

• Foto

Budova divadla se sestává ze dvou částí. Z hlavní budovy a vedlejší provozní budovy. Ty jsou vzájemně propojeny jednak prostory zkušeben, druhak šesti přechodovými můstky. Z hlediska dispozice hlavní budovy jde o zcela netypické uspořádání neboť hlediště a hlavní scéna nejsou lemovány provozními prostory. Ty jsou soustředěny v menší samostatné budově. Funkci akustické bariéry mezi vnitřním prostorem divadla a vnějším prostředím tak tvoří pouze obvodové konstrukce. Obvodové stěny jsou vícevrstvé. Přenosu hluku brání na vnitřní straně nosné železobetonové stěny a na vnější straně, rovněž železobetonový, in situ betonovaný obvodový plášť s probarvením.

Nosná konstrukce provozní budovy je železobetonová. Nosná konstrukce hlavního objektu kombinuje železobeton s konstrukční ocelí. Železobetonová je spodní stavba, svislé nosné konstrukce a stropy menších rozponů. Ocelové a ocelobetonové spřažené konstrukce byly navrženy především tam, kde bylo třeba zastřešit větší rozpětí, tedy na střechách a stropech pnutých na celou šířku budovy 20-ti metrů. A dále z důvodů provozních či pro zajištění požadavků architektury.

Ocelové respektive ocelobetonové spřažené konstrukce se dají rozčlenit na několik základních celků, které tvoří ucelené části stavby. Jsou to zejména:

• Ocelobetonové spřahované střešní a stropní desky
• Zastřešení jeviště
• Shedová střecha
• Hala technologie
• Spojovací můstky
• Únikové schodiště

OCELOBETONOVÉ SPŘAŽENÉ STŘEŠNÍ A STROPNÍ DESKY
Zastřešení hlavní budouvy, která má šířku přes dvacet metrů je provedeno jako ocelobetonová konstrukce. Z uspořádání příčného řezu vyplynula hodnota 1 400 mm jako maximální disponobilní výška pro návrh hlavních nosníků. Další podmínky, tedy zatížení a hlavně požadavek akustiky na provedení železobetonové střešní desky v tloušťce minimálně 200 mm, vedlo k návrhu a realizaci spřažené ocelobetonové konstrukce (obr. 2). Stejný návrh byl pak aplikován rovněž v případě dvou stropů uvnitř objektu, které mají rovněž rozpětí na šířku budovy, tj. 20 metrů.

Hodnota 1 400 mm byla dokonce ještě v některých specifických případech snížena. A to zpravidla na krajích z důvodu koordinace s trasami technologických potrubí. V jiných případech bylo toto řešeno prostupy ve stojinách nosníků.

Ocelové nosníky průřezu I byly svařovány z plechů tloušťky 10 – 40 mm v dílně. Byly na ně navařeny spřahovací trny (obr. 3). Osazení třicítky nosníků o hmotnosti deset až dvacet tun bylo provedeno za pomoci mobilního jeřábu. Uložení na železobetonovou konstrukci je provedeno pomocí ocelových centrovacích kamenů. Mezi hlavní spřažené nosníky byla následně namontována tzv. sekundární ocelová konstrukce (obr. 4) s trapézovým plechem, která jako celek plnila funkci ztraceného bednění železobetonové desky. Do doby nabytí pevnosti betonu bylo třeba ocelové nosníky podpírat (obr. 5).

Ocelobetonová spřažená konstrukce se v tomto případě ukázala jako nejvhodnější řešení. A to nejen z hlediska inženýrského návrhu, ale rovněž z hlediska nákladů. Při daném limitu výšky ocelového nosníku vede spřažení k nižšímu množství spotřebované oceli a to zároveň při vyšší tuhosti realizované konstrukce. Ohybová tuhost má samozřejmě vliv na provozní průhyby střech a stropů. V případě stropů byla však rozhodující i s ohledem na dynamický charakter užitného zatížení ve zkušebnách na nich provozovaných.

SHEDOVÁ STŘECHA
Střecha zkušeben je reminiscencí historického pojetí střech průmyslových hal. Prvotní funkce shedových střech, tedy prosvětlení hlubokého prostoru halového objektu není jediným důvodem pro návrh. Pilový tvar střechy se zde stává i jedním z výrazových prostředků architektonického návrhu stavby. Použití ocelové konstrukce je v tomto případě dáno rozpětím střechy a požadovaným tvarem v podélném řezu. Hlavní vazníky a konstrukce jednotlivých zubů světlíků je sdružena. Ve svislých částech střechy jsou umístěny Vierendeelovy nosníky pnuté na rozpon 20,2 metru. Příhradové diagonální prvky by zde překážely oknům. Šikmé části nesou neprůhledný střešní plášť a jsou ztuženy příhradovými ztužidly. Vznikají tak ve své rovině tuhé plochy, které zajišťují stabilitu hlavních Vierendellových nosníků. Kombinací obou typů konstrukcí vzniká střecha požadovaného tvaru a potřebné tuhosti.

Uložení střechy na železobetonové stěny je provedeno pomocí ocelových centrovacích hranolů. V podporách, kde je z důvodu dilatací požadováno uvolnění vodorovného posunu, jsou umístěna elastomerová ložiska s kluznou vrstvou.

SPOJOVACÍ CHODBY
Hlavní a provozní budova jsou propojeny objektem vedlejšího hlediště se zkušebnou. Kromě tohoto jsou ještě další propojení mezi oběma objekty realizována pomocí přechodových můstků. Je jich šest a mají rozpětí od osmi do patnácti metrů. Některé jsou ve spádu, propojují odlišné výškové úrovně obou budov. Můstky mají ocelovou konstrukci. Tvoří ji vždy dva stěnové nosníky a vodorovné prvky v podlaze a ve střeše. Společně se ztužidly vytváří prostorovou konstrukci. Na tu je v dolní úrovni uložena železobetonová deska v trapézovém plechu jako ztraceném bednění. Střešní plášť je lehký. Tvoří jej trapézový plech coby nosný podklad pro teplnou izolaci a hydroizolační povlak.

Jednotlivé prvky – pruty konstrukce jsou obdélníkového a někdy i proměnného průřezu. Jsou vyrobeny svařením čtyř plechů.

Můstky jsou uloženy vždy na jednom konci neposuvně pomocí ocelového kamene a na druhém konci je uvolněn posun pomocí kluzného elastomerového ložiska. Toto uložení zajišťuje chování konstrukce v souladu s předpoklady statického výpočtu a eliminuje projevy dilatačního protisměrného chování hlavní a provozní budovy.

Pohledově pojatá konstrukce bude opláštěna skleněnou fasádou.

Dokončení v příštím čísle.

New Construction of a Theatre in Pilsen – Steel Structure – Part 1
In 2015, Pilsen is becoming the European Capital of Culture. In connection with this status, apart from other things, also construction of a theatre has been taking place already for a second year. The theatre is situated near the city centre, on the Jizdecká Street. The completion and opening have been planned for the second half of 2014. The project represents a completely new construction of the theatre, what makes it unique at least within the Czech Republic. However, its uniqueness lies in more aspects. The theatre on the Jízdecká Street predominantly embodies modern architecture (Fig. 1), nonetheless it boasts other interesting features, as well.

Autor

• Ing. Pražák Aleš