OC CHODOV, budova B – nosná ocelová konstrukce objektu

• Foto

Nosná konstrukce objektu je bezesporu unikátní. A to z několika důvodů. Umístění stavby přímo nad stanicí metra C – Chodov (obr. 3) a omezené možnosti založení objektu vyvolalo potřebu řešit několik důležitých úloh. A to zejména:

• návrh nosné konstrukce s ohledem na probíhající linii metra, která je uložena relativně mělce pod povrchem,
• postup montáže s ohledem na minimální rozlohu staveniště v kombinaci s požadavkem neomezit provoz obchodního centra a neohrozit provoz metra,
• noční montáž superkonstrukce v době mimo provoz metra,
• typ a umístění jeřábu v návaznosti na situaci stavby,
• ochranu administrativních prostor před vibracemi generovanými provozem metra.

SITUACE A OKOLNÍ PODMÍNKY STAVBY
Projekt budovy B Obchodního centra Chodov je po technické stránce jeden ze zajímavějších projektů z oboru ocelových konstrukcí. Celkový objem ocelové konstrukce je 400 t, z toho hmotnost primární nosné ocelové konstrukce obnáší 250 t. Ostatní konstrukce sekundární, jsou běžné stropní prvky, ztužení, schodiště apod. Z podkladů projektu bylo zřejmé, že se nebude jednat o běžný projekt, ale bude nutné věnovat velkou pozornost celé řadě návazností a omezení. Celá stavba se nachází v rušném komunikačním uzlu.

Objekt budovy B přiléhá k jižní straně stávajícího komplexu Obchodního centra Chodov. Budova B stojí přímo na vestibulu metra trasy C a v těsné blízkosti jedné z hlavních dopravních tepen, ulice Roztylská. V těsné blízkosti stavby se také nachází velmi frekventovaná zastávka MHD – Roztylská. Z hlediska těchto návazností byla stavba realizována za plného provozu obchodního centra i okolní dopravy. S ohledem na provoz metra a objemnosti montážních dílu superkonstrukce bylo nutno provádět montáž v nočních hodinách.

Dalším důležitým bodem byly telekomunikační paprsky mobilních operátoru a radiokomunikací nad objektem, kterým bylo nutno se vyhnout při provádění jeřábnických prací.

V důsledku výše uvedených specifik stavby a jejího okolí vyvstala celá řada omezení, které bylo nutné zohlednit při plánování výroby, zpracování výrobní dokumentace, logistiky, zásobování stavby a montáže ocelové konstrukce.

PROJEKT BUDOVY B – NOSNÁ KONSTRUKCE
V průběhu projektování bylo řešeno několik variant provedení nosné konstrukce. Byly zvažovány jak varianty materiálové, tak varianty prostorového uspořádání. Nakonec byla vybrána varianta nejvhodnější jednak z hlediska rychlosti montáže a také z hlediska využití velmi omezeného prostoru staveniště. Tou je ocelový skelet s železobetonovými stropními deskami, který překračuje podzemní objekt metra. Prostorové uspořádání prvků skeletu je určeno podmínkami stavby. Požadavek nezatížit ani žádným jiným způsobem neovlivnit statické působení podzemních konstrukcí tubusu a stanice metra byl řešen návrhem superkonstrukce, kterou tvoří čtyři hlavní rámové vazby (obr. 3).

Na nich jsou zavěšeny průvlaky stropních desek, které vynáší ocelobetonové spřažené stropy. Toto prostorové uspořádání má své nevýhody, ale je řešením pro dané podmínky. Navíc s jedinečným benefitem. Tím je maximálně volná dispozice v úrovni přízemí, které je z hlediska pronajímatelnosti nejžádanější. V důsledku zavěšování stropů je totiž toto podlaží prakticky bez vnitřních sloupů.

Rámy superkonstrukce tvoří plnostěnné sloupy a příhradové příčle. Příčel využívá celou výšku nejvyššího podlaží, tj. 4,6 metru (obr. 4). Toto podlaží slouží především pro osazení technologie TZB. Rozpon největšího rámu je 46 metrů. Výška od paty sloupu po střechu je 18,5 metru. Prvky rámů jsou navrženy z uzavřených obdélníkových profilů, který byly vyrobeny svařením z plechů. Krajní vazby působí jako dvoukloubový rám. Dva vnitřní rámy jsou podepřeny uvnitř rozpětí další stojkou. Toto uspořádání vyplynulo z podmínek založení, přičemž se sblížily hodnoty vnitřních sil krajních a vnitřních rámů, které mají dvojnásobnou zatěžovací plochu. Rozdíly ve svislých deformacích příčlí byly eliminovány nadvýšením ve třetinách rozponu delších příčlí krajních vazeb.

Rámy samy o sobě zajišťují tuhost v podélném směru. Tuhost skeletu ve směru příčném je zajištěna vložením ztužidel do středního pole kratších obvodových stěn. Ve vnitřním prostoru se tak nenacházejí žádné ztužující prvky, které by omezovaly jeho využitelnost. Spolupůsobení hlavních rámů je zajištěno pomocí spřažených železobetonových desek. Ty byly betonovány do trapézového plechu jako ztraceného bednění.

VÝROBA OCELOVÉ KONSTRUKCE A DOPRAVA NA STAVBU
Investorem zadaný harmonogram stavby byl dalším, resp. jedním z prvních důležitých kritérií, které bylo nutné dodržet. Počátek montáže byl plánován na konec dubna. Pro přípravu a výrobu ocelové konstrukce tedy zbývaly dva měsíce. Vlastní montáž pak měla trvat 8 týdnů.

V první řadě bylo nutné zajistit výrobní dokumentaci a materiály pro výrobu. Na výrobu primární konstrukce zbývalo 6 – 7 týdnů. Vzhledem k tomu, že se jednalo o masivní svařované profily, byli jsme si vědomi časové náročnosti výroby.

Další důležitou částí bylo naplánování dopravy na stavbu. Pro dopravu na stavbu byla zajištěna nadrozměrná přeprava. Transport dílců superkonstrukce na stavbu byl realizován pouze v nočních hodinách.

PŘÍPRAVA A VLASTNÍ MONTÁŽ
Montáž byla rozdělena na dvě hlavní etapy. První etapa zahrnovala především montáž superkonstrukce. V druhé etapě potom byla smontována zavěšená patra, trapézové plechy a spřahovací trny.

Během přípravy bylo řešeno několik variant montáže. Bylo nutné zohlednit rozměry přepravovaných dílců, možnosti postavení jeřábu v prostoru stavby, povolené zatížení základové, resp. stropní desky nad vestibulem a tubusem metra.

Velký důraz byl v průběhu přípravy kladen na výběr vhodného jeřábu pro montáž. Z počátku připadalo v úvahu hned několik variant jeřábů včetně věžových, případně použití dvou paralelních mobilních jeřábů. Tyto varianty však nesplňovaly okrajové podmínky z hlediska situace stavby a všech zmiňovaných omezení.
S ohledem na rozměry prvků superkonstrukce byl nakonec pro montáž první etapy zvolen mobilní jeřáb o nosnosti 350 t. Velikost a konfigurace jeřábu vzešla ze společné koordinace postavení jeřábu, rozměrů a hmotností dílců a jejich umístění v konstrukci. V průběhu zpracování výrobní dokumentace byly hmotnosti jednotlivých dílců superkonstrukce neustále porovnávány s konfigurací jeřábu.

Dalším důležitým bodem bylo vyřešení montážního podepření dělených příhradových příčlí, aby mohly být montovány po dopravě na stavbu ihned do konstrukce. Toto se nakonec podařilo úspěšně vyřešit s pomocí prostorové podpěrné konstrukce. Kolegy z projekční kanceláře Helika a. s. pak byly přesně určeny body pro umístění těchto montážních podpěr při ose 9.

Vzhledem k tomu, že primární konstrukce byla navržena s tuhými styčníky – montážně svařovaná, bylo nutné vymyslet způsob provedení na montáži tak, aby mohla montáž probíhat plynule bez výluk pro montážní svařování těchto styčníků. Abychom urychlili celou montáž první etapy, bylo naším požadavkem umístění montážních šroubovaných přípojů na dílce superkonstrukce. Díky tomu mohla být výrazným způsobem zkrácena doba montáže z několika týdnů na několik dní. Finální montážní svařování pak mohlo probíhat po jejím smontování v průběhu druhé etapy.

MONTÁŽ 1. ETAPY – SUPERKONSTRUKCE
V rámci první etapy byla montována superkonstrukce spolu se ztužením objektu. Podmínkou pro montáž nadrozměrných dílců byla montáž v době mimo provoz metra, tedy v nočních hodinách od 0:30 do 4:30 hod.

Jelikož bylo nutné montovat hlavní dílce v nočních hodinách, byla ve finále hlavní část první etapy rozplánována na pět dní, resp. nocí.

Hlavním limitujícím prvkem pro montáž byly krajní příhradové příčle v osách A a D, s parametry 42 t/42 m a 46 t/46 m. Tyto příčle byly rozděleny na dvě částí o maximální délce 26,5 m a takto dopraveny na stavbu. Středové příčle v osách C a B byly rozpětí 14,7 – 25 m.

Pro statické působení konstrukce byla v tomto případě velmi důležitá geometrická přesnost. Geometrie celku jakož i výrobně-montážní odchylky jednotlivých částí byly v průběhu montáže kontrolovány a porovnávány s požadavky ČSN-EN 1090-2 a zároveň s předpoklady chování dle výpočetního modelu. Montážní a exponované svary byly defektoskopicky kontrolovány.

MONTÁŽ 2. ETAPY – ZAVĚŠENÁ ČÁST OBJEKTU, STROPNÍ KONSTRUKCE
Montáž 2. etapy se prolínala již s montáží té první. Některé prvky jako závěsy, stropnice a střešní prvky byly montovány již v předešlé fázi. V této fázi již nebylo nutné provádět montáž pomocí mobilního jeřábu s takovou kapacitou. Rozhodli jsme se tedy pro montáž menším věžovým jeřábem, což bylo optimální i pro rychlost montáže.

Paralelně s montáží byly prováděny svářecí práce na montážních svarech primární konstrukce. Svářecí práce byly prováděny po dobu dvou až tří týdnů. V průběhu montážního svařování byly všechny montážní svary superkonstrukce průběžně defektoskopicky kontrolovány.

Jako poslední byly namontovány prvky ocelové konstrukce komunikační šachty – schodiště a výtahu.

Na závěr, v posledním týdnu montáže ocelové konstrukce, byly aplikovány spřahovací trny odporovým svařováním. Montáž probíhala po jednotlivých podlažích.

OCHRANA PŘED VIBRACEMI
Pro zajištění vysoké užitné hodnoty interiérů byla přijata specifická opatření proti přenosu hluku. Zejména z obavy před projevy provozu metra byl proveden dynamický výpočet a posouzení konstrukce na účinky vibrací od dopravy, které byly zjištěny měřením na místě. Chování neodpružené konstrukce, tj. kmitání podlah, překračovalo v některých částech požadavky norem a hygienických předpisů. Pro eliminaci tohoto problému byly do patek sloupů navrženy a osazeny pružinové tlumiče (obr. 8). Tímto opatřením se podařilo dosáhnout vyhovujících hodnot zrychlení kmitání stropů.

Pro odhlučnění prostor kanceláří od provozu na schodišti a výtahu byly navíc do konstrukce vloženy pryžové prvky.

ZÁVĚREM
Lze říci, že koncepce nosné konstrukce, použití pružinových a pryžových tlumičů, spřahované stropní desky a rychlost montáže dává v souhrnu administrativní budově na Chodově punc jedinečnosti. Ocel, jako materiál pro hlavní nosnou konstrukci se zde uplatnila v plné míře. V daných podmínkách a v kombinaci se spřahovanými železobetonovými stropními deskami byla prokázána životaschopnost a oprávněnost návrhu, který byl vybrán z řady alternativ. 

S ohledem na okolní podmínky stavby, její časový harmonogram a zejména složitost navrženého projektu byla prokázána schopnost dodavatele, společnosti PS BRNO, realizovat takto náročný projekt v relativně krátkém čase a s vynaložením maximálního úsilí pro splnění požadavků investora.

Věřme, že objekt bude sloužit k plné spokojenosti jeho uživatelů.

OC CHODOV, B Building – Load-bearing Steel Structure of the Object
The shopping centre in Prague’s Chodov has been extended by the B building object, which represents a next stage of the commercial-administrative complex of OC Chodov. One of the primary particularities of the building is a load-bearing steel structure system. Supplier of the steel structure object was PS BRNO, s. r. o., which is currently also the supplier of building’s sheathing. This year, PS BRNO s. r. o. has been celebrating its 10th anniversary of operation on the Czech market. During the time of its existence, it has achieved a stable position among suppliers of constructions in the Czech Republic. The main domain of the company is general supply of constructions. The company is also profiled as a significant supplier of steel structures and aluminium glass sheathings. Its advantage is the ability to react to challenging demands of investors in the Czech Republic. PS Brno s. r. o. has been investing into extension of their own capacities in the area of execution of constructions as well as in the sphere of production of steel and aluminium structures for a long time. The elaborator of production documentation for the supplier is Helika, a. s., author of the project.

Autoři

• Ing. Pražák Aleš
• Ing. Volf Daniel