Ocelová konstrukce skleníku botanické zahrady

Nad celým základovým půdorysem je navržena lehká ocelová konstrukce, kterou vytvářejí dva dominantní oblouky o poloměru zakřivení střešní roviny 15 m. Vyšší oblouk má úhel 87 stupňů, začíná v řadě A ve výšce +6,0 m a přechází v šikmou střešní rovinu, končící v úžlabí v ose J na úrovni +5,0 m, kde začíná druhá část s úhlem oblouku 48 stupňů, která je opět ukončena šikmou střešní rovinou, končící v ose O ve výšce +4,4 m. Ve vrcholech každého oblouku je umístěna obruba pro příčný světlík šířky 6 m, sloužící k odvětrávání vnitřních prostor objektu skleníku. Střešní a obvodový plášť bude realizován pásy z Makrolonu Multi 6/16 – 20 mm. Ocelová konstrukce je navržena převážně z obdélníkových a čtvercových tenkostěnných trubek. Celková hmotnost ocelové konstrukce je 94 tuny. Ocelová konstrukce byla zařazena podle ČSN 73 2601 do výrobní skupiny B. Použitý materiál je podle pevnostní třídy S235JRH a S235JRG2. Výroba a montáž ocelové konstrukce se uskutečnila v období od října do prosince roku 2004.

ZPRACOVÁNÍ VÝROBNÍ DOKUMENTACE
Zpracování výrobní dokumentace ocelové konstrukce objektu skleníku i vnitřní prohlídkové lávky provedla firma Kasto. Při zpracování výrobní dokumentace byl použit program pro kreslení ocelových konstrukcí GoSteel 5 a pro řešení prostorových vztahů program AdvanceSteel 5.1, kterým byl vytvořen celkový prostorový model ocelové konstrukce, na jehož základě byly provedeny výrobní výkresy. (Pro porovnání je připojen obrázek generovaného modelu konstrukce a fotografie skutečného provedení.) Oproti prvotnímu požadavku, aby byla celá konstrukce svařována na montáži, bylo s ohledem na provedení a urychlení montáže a po konzultaci s projektantem rozhodnuto realizovat konstrukci jako šroubovanou. Montážní celky byly zvoleny podle dělení systémových os, tj. na pole o šířce 4 m pro stěny a 5 m pro dílce střechy. Jednotlivé montážní díly pro svislé stěny byly navrženy jako svařence s levým a pravým sloupem a tyto dílce byly doplněny vždy mezipolem, přišroubovaným na sloupy. V podélných krajních řadách 1 a 7 byly navrženy nadrozměrné díly o velikosti až 4,5 × 13 m.
Střešní dílce dosahovaly velikosti až 5 × 16 m. Jednotlivé dílce byly transportovány na stavbu a skládány do stěn a střechy. Příčné stěny v řadě 1 a 7 byly spojeny hlavními příhradami o rozpětí 2 × 15 m v řadách D, G a M. Na hlavní příhrady byly usazeny ve vzdálenostech 5 m obloukové a přímé vazníky. V horní úrovni pasů vazníků střešní příhrady je navržen ortogonální systém střešních vaznic a krokví, na které bude osazen střešní makrolonový plášť. Příčnou tuhost objektu zajišťují řady A, J a O. Veškeré patky sloupů byly uvažovány jako kloubové podpory. Sloupy jsou kotveny vždy dvěma chemickými kotvami HVU-HAS M24 Hilti.
Součástí projektu nosné ocelové konstrukce skleníku je vnitřní prohlídková lávka, která je umístěna v interiéru tropického skleníku. Konstrukce tvoří samostatný objekt. Průchozí šířka lávky je 1,5 m a výška lávky v její střední vodorovné části je 3,0 m. Lávka je prostorový objekt, jehož půdorysné geometrické schéma tvoří dva krajní obloukové náběhové segmenty, dva střední vodorovné obloukové segmenty a dva koncové přímé náběhové segmenty. Poloměr zakřivení lávky ve střednici je 7,75 m. Konstrukce lávky byla navržena z šesti prostorových přepravitelných dílů, které se sestavily na montáži v jeden celek. Lávka je opatřena po obou stranách jemným trubkovým zábradlím.

VÝROBA OCELOVÉ KONSTRUKCE
Vzhledem ke zvolené koncepci výroby a montáže byla výrobou ocelové konstrukce skleníku pověřena Teplická strojírna. Rozsáhlé výrobní prostory a zařízení umožnily projektantovi navrhnout výrobu montážních celků velikosti až 5 × 16 m. Velká část zámečnických i natěračských prací tak proběhla ve výrobních halách a ocelová konstrukce střechy a stěn pak byla montována jako stavebnice z jednotlivých montážních dílů. Velikosti montážních celků a malý počet montážních spojů však kladly mimořádné nároky na dodržení přesnosti a výrobních tolerancí.

Při výrobě ocelové konstrukce byly použity následující materiály:
Sloupy ocelové konstrukce jsou provedeny z uzavřených čtvercových profilů 150 × 150 × 4 a 250 × 250 × 6 mm a z TROBD 300 × 150 × 6. Diagonální prvky svislého ztužení jsou z TR 127 × 4. Dolní a horní pásy hlavních příhrad v řadách D, G a M jsou navrženy z TR4HR 150 × 150 × 4, svislice příhrad jsou provedeny z TR 63,5 × 2,9 a veškeré diagonální pruty jsou z TR 108 × 4. Horizontální nosníky v místě úžlabí jsou navrženy z TROBD 250 × 150 × 5. Na tyto nosníky je přivařen střešní ocelový žlab z P5. Střešní vazníky jsou příhradové s horním profilem TROBD 140 × 80 × 3, dolním TROBD 120 × 80 × 3 a výpletem z TR 63,5 × 2,9. Střešní vaznice jsou vyrobeny z TROBD 140 × 80 × 3 a horizontální stěnové paždíky z profilu TROBD 120 × 80 × 3. Diagonální pruty systému střešního ztužení jsou navrženy z trubek TR 76,1 × 3,2. Střešní krokve jsou vyrobeny z TR4HR 70 × 70 × 2. Veškeré konstrukční prvky pro výrobu lávky byly provedeny z trubek TR 127 × 8, TR 60,3 × 2,9. Podpěry lávky jsou z TR 219 × 6,3.
Výrobně nejobtížnější byly nosníky o profilu 150 × 150 × 4 mm, dlouhé téměř 14 m, které bylo nutné zkroužit v této délce do poloměru 15 m. Při kroužení těchto nosníků v profilové zakružovačce docházelo ke stlačování spodního pasu a ke kroucení profilu po délce. Postupným zakružováním a vyrovnáváním se však podařilo nosníky vyrobit podle výrobní dokumentace a v požadované kvalitě.
Ostatní díly jako sloupy, paždíky a podobné kusy ocelové konstrukce byly již výrobně jednodušší. Všechny profily byly před výrobou otryskány, svarové spoje třískově obrobeny nebo stříhány. Svary byly provedeny pod dohledem svářecího dozoru v ochranné atmosféře směsných plynů. Namátkově byla dělána kontrola svarových spojů prozářením. Vzhledem k prostorovému charakteru a zakřivení byla výrobně zajímavým celkem prohlídková lávka. S ohledem na stálou vlhkost v objektu skleníku byly díly ocelové konstrukce vyrobeny tak, že všechny prvky jsou vzduchotěsně uzavřeny. Na stavbě byly zhotoveny montážně jen svary, spojující střešní dílce v místech napojení, kde s ohledem na uložení střešního pláště nebylo možné vytvářet šroubový spoj. Konstrukce byla opatřena speciálním nátěrem Hempadur ve třech vrstvách.

Nezkrácený článek včetně všech fotografií si můžete přečíst v dubnovém čísle 2/2005.

Autor

• Ing. Procházka Jiří