Ocelové konstrukce Forum Nová Karolina

• Foto

Na tomto projektu jsou navrženy části nosné konstrukce budovy jako ocelové. Celkem se jedná o 2 350 tun oceli. Jsou to konstrukce Dómu, konstrukce šedové střechy a konstrukce osmi kinosálů umístěných ve dvou „kostkách“. Tyto konstrukce jsou navrženy jako atypické prostorové ocelové skelety. Dále zde najdeme několik vnitřních ocelových lávek přes pasáže a ocelové střechy čtyř „kostek“.

DILATACE
Ocelový skelet Dómu i šedové střechy je uložen na železobetonový skelet částečně kluzně pomocí mostních hrncových ložisek. Je zde zohledněno dilatační dělení ocelové konstrukce a jiné dilatační dělení železobetonového skeletu, na který je ocel uložena, dále teplotní posuny v režimu léto-zima během montáže, smršťování železobetonového skeletu. Tedy například průběžné ocelové průvlaky šed prochází nad několika dilatačními celky železobetonového skeletu a jsou uloženy na jednosměrně posuvná mostní hrncová ložiska.

OCELOVÉ KONSTRUKCE DÓMU
Hlavní nosný prvek je tvořen prostorovým příhradovým prstencem výšky 5 m, šířky 2 m, na který jsou uloženy svislé příhradové sloupy po obvodu a vnitřní šikmé sloupy vynášející střechu s proskleným světlíkem. Po obvodu je k Dómu přikotvena dobíhající část šedových střech. Po obvodu prstence je obslužná lávka s přístupem na plošinu vzduchotechniky pod střechou a na střechu Dómu. Pro zavěšení obvodového pláště je provedena předsazená sekundární konstrukce. Vnitřní stěny Dómu jsou kónické, ukončené proskleným světlíkem rozměrů 10,4 × 10,4 m. Kónické stěny jsou uloženy na obvodový prstenec přikotveny ke sloupům Dómu a zároveň vynášejí střechu.

Samotná konstrukce Dómu se skládá z několika hlavních částí: Konstrukce střechy – střešní plášť a nahodilé zatížení ze střechy vynášejí věšadlové vazníky. Uprostřed střechy jsou zesílené nosníky z profilů HEB 240 pro uložení ocelové konstrukce světlíku. Po obvodu střechy najdeme rovněž vodorovné ztužidlo.

Konstrukce světlíku je tvořena z uzavřených obdélníkových profilů, které vynášejí prosklenou střechu.

Konstrukce sloupů – střecha je uložena na ocelových příhradových sloupech v rastru od 4,05 do 5,2 m. Stabilitu sloupů zajišťuje propojení trubkami a táhly po obvodu ve vodorovném a svislém směru. Příhradové sloupy jsou z profilů HEB a trubek.

Prostorový prstenec – sloupy jsou na úrovni +23,695 m uloženy na ocelový prostorový prstenec. Prstenec tvoří vodorovné příhradové nosníky z pasů HEB a trubek ve dvou úrovních. Vodorovné příhradové nosníky jsou doplněny trubkovými svislicemi a diagonálami. Celý prstenec je uložen na železobetonových sloupech v úrovni cca +18,5 m. Revizní lávky – po celém obvodu prstence na úrovni +18,720 m je zavěšena revizní lávka. Uprostřed Dómu je v úrovni střechy prosklený ocelový světlík.

Tato hlavní ocelová konstrukce je ve vnitřní části doplněna šikmou konstrukcí od spodního pasu prstence k líci světlíku. Tato konstrukce vynáší podkonstrukce pro vnitřní plášť a ocelovou konstrukci střechy včetně světlíku. Snad jedinou vadou na kráse této OK je fakt, že v projektu se nepočítá s jejím přiznáním. Ve finální podobě bude schována za sádrokartonovými podhledy.

Výroba ocelové konstrukce Dómu
Konstrukce je vyrobena převážně z oceli jakosti S355, podružné konstrukce jsou potom vyrobeny z jakostní oceli S235. Trapézové plechy jsou z materiálu S350DG. Výrobní skupina „B“ dle ČSN 732601 Provádění ocelových konstrukcí. Podle rozměrové kontroly je konstrukce zařazena dle ČSN 73 2611. Základní nosná OK byla ve výrobě otryskána na stupeň čistoty Sa 2,5 a opatřena nátěrovým systémem o tloušťce 120 μm odpovídající stupni korozní agresivity atmosféry C2 dle ČSN EN ISO 12 944. Barva neviditelné nosné OK a podkonstrukce je šedá. Venkovní konstrukce a pororošty revizních lávek jsou žárově zinkovány.

OCELOVÉ KONSTRUKCE ŠEDOVÝCH STŘECH
Velmi výrazným prvkem na stavbě Obchodně-zábavního centra v segmentu ocelových konstrukcí jsou šedové střechy. Pokud se v případě Nové Karoliny mluví o „velké“ konstrukci, bavíme se především o tomto typu střechy. Prim zde opět hraje její rozměr.

Prosklené šedy v pravidelném rastru 4 m jsou vynášeny příhradovými vazníky různých rozpětí – max. 24,3 m. Vazníky jsou propojeny šikmými prvky šed, na kterých je uloženo prosklení. Vazníky jsou uloženy na průvlaky krabicového průřezu. Nad průvlaky probíhají hlavní sběrné žlaby, v místě otvoru pro dešťový vtok je průvlak zesílen. Maximální rozpětí průvlaku je 24,3 m. Průvlaky jsou uloženy na železobetonový skelet v úrovni +20,28 m. Každý průvlak vždy v jednom místě pevně, v ostatních kluzně v podélném směru. Vzhledem k různě umístěným pevným bodům na jednotlivých průvlacích dochází vlivem dilatačních posunů ke složitému prostorovému namáhání celé konstrukce. Skelet šed je dále přikotven ke všem vyšším kostkám např. Dómu a kin.

Nosné prvky střechy jsou tvořeny vazníky a průvlaky. Průvlaky jsou krabicového průřezu o rozměrech 650 × 1 130 mm s rozpětím od 10,6 do 24,3 m a jsou umístěny v modulových osách. Působí jako spojitý nosník. Průvlaky jsou uloženy na betonových sloupech. V místech, kde zajišťují betonové sloupy proti vybočení, jsou uloženy pevně. Kluzné uložení je zajištěno jednosměrným hrncovým ložiskem a u jedné z kostek kyvnou stojkou.

Vazníky jsou řešeny jako příhradové ve vzdálenosti po 4 m. Působí jako prosté nosníky, krajní vazník jako prostý nosník s převislým koncem. Podpory vazníků jsou řešeny jako pevné – v místě potřeby zajištění betonového sloupu proti vybočení, nebo posuvné. Horní a dolní pás vazníku jsou z hranaté trubky Ø 100 mm. Statická výška vazníku je 2,005 m. Jeho rozpětí potom 16,2 a 24,3 m. Vazníky jsou uloženy na průvlacích, nebo zavěšeny do lehkých střech.

Na vaznících jsou uloženy vaznice z hranaté trubky 120 × 60 mm po cca 2 m. Tyto vaznice vynášejí plný i prosklený plášť šedové střechy. Vodorovné zatížení od větru je přenášeno ztužidlem v úrovni vaznic pod plným pláštěm. Stabilitu horního tlačeného pásu vazníku zajišťuje ztužidlo v úrovni vaznic. U koncových vazníků je zajištěn svislicí. Odvodnění střechy je zajištěno žlabem, který je umístěn nad průvlakem. V místě otvoru pro dešťové vpusti je průvlak zesílen.

Výroba ocelové konstrukce šedových střech
OK je provedena převážně z oceli jakosti S355, podružné konstrukce potom z jakosti S235. Výrobní skupina „B“ podle ČSN 732601 Provádění ocelových konstrukcí. OK byla ve výrobě otryskána na stupeň čistoty Sa 2,5 a opatřena nátěrovým systémem o tloušťce 120 μm odpovídající stupni korozní agresivity atmosféry C2 dle ČSN EN ISO 12 944. Venkovní konstrukce jsou žárově zinkovány.

OCELOVÉ KONSTRUKCE KIN
Celkem osm kinosálů umístěných po čtyřech ve dvou „kostkách“. Rozměry 43 × 38 m a 28 × 39 m. Jedná se o prostorový ocelový skelet s kinosály umístěnými i nad sebou, zastřešený příhradovou střechou. Na kinech v projektové dokumentaci značených jako 06 a 07 si představíme jejich konstrukce, které se víceméně opakují. Konstrukce obou kin je tvořena v zásadě třemi celky:

• hlavním skeletem: ocelovými sloupy a konstrukcí střechy,
• vestavbou ocelových plošin,
• lehkou konstrukcí tribun kinosálů.

Kino 06 – popis konstrukcí
Nosnou konstrukci střechy tvoří vaznice a vazníky. Vaznice jsou vzpěrkové z válcovaných profilů a jsou uloženy na příhradových vaznících po cca 2,065 – 2,325 m. Vazníky jsou příhradové z trubek. Rozpětí vazníků je 9,3; 13,170 a 14,455 m. Statická výška je 1 000 mm. Vazníky jsou uloženy na ocelových respektive železobetonových sloupech. Ocelové sloupy jsou válcované I profily, které jsou kotveny chemickými kotvami do betonové desky stropu. Přípoj vazníků k ocelovým sloupům je šroubovaný. Nad částí půdorysu kino 06 přebíhá šedová střecha. Pro uložení těchto střech probíhají v kině železobetonové sloupy. Přípoj příhradových vazníků na železobetonové sloupy je šroubovaný. V jiné části střechy dobíhá pod střechu železobetonová schodišťová šachta. Kotvení vaznic, příhradových nosníků a štítových nosníků je do předem zabetonovaných ocelových desek, které jsou součástí železobetonových konstrukcí. Prostorová stabilita je zajištěna střešním vodorovným ztužidlem a svislým stěnovým ztužidlem. V místě uložení stěny šedové střechy je vaznice a ztužidlo.

Vnitřní část kina je tvořena plošinami ve čtyřech výškových úrovních. Plošiny tvoří rámy a ztužení mezi nimi je provedeno z kulatin. Rámové přípoje jsou šroubované. Mezi rámy jsou kloubově uloženy stropnice, které vynáší trapez. Podlaha plošin je tvořena betonovou deskou, ve které trapez tvoří ztracené bednění. V oblastech kotvení na železobetonové sloupy a schodiště jsou příčle i stropnice kotveny kloubově do předem zabetonovaných desek, které jsou součástí betonu, nebo pomocí chemických kotev. Sloupy rámů jsou kotveny do železobetonové podlahy. Součástí plošin jsou rovněž ocelová schodiště.

Podkonstrukce pro podlahu a stupně v kinosálech je tvořena lehkými příhradovými nosníky. Pasy, svislice a sloupky jsou navrženy z uzavřených profilů (jeklů) TRC 50/50, doplněných taženými diagonálami z kulatin Ø 16 mm. Příhradové nosníky jsou celosvařované. Sloupky nosníků jsou kotveny šroubovými přípoji k šikmým rámům z profilů HEA 180. Sloupy rámů HEA jsou kotveny na železobetonový strop pomocí chemického kotvení. Příhradové nosníky jsou shora opláštěny 2 × OSB deskou tl. 22 mm a z boku 1 × OSB deskou tl. 22 mm a vytvářejí souvislou rovnou plochu ve spodní části kinosálů, respektive stupně pro uložení sedadel a paralelní schody. Součástí konstrukcí kina jsou ještě konstrukce pěti schodišť zajišťující přístup na plošiny různých výškových úrovní a zdvojenou podlahu, podkonstrukce atiky a podkonstrukce pro vynesení fasády.

OK jsou provedeny převážně z oceli jakosti S355, podružné konstrukce potom z jakosti S235. Výrobní skupina „B“ podle ČSN 732601 Provádění ocelových konstrukcí. OK byla ve výrobě otryskána na stupeň čistoty Sa 2,5 a opatřena nátěrovým systémem o tloušťce 120 μm odpovídající stupni korozní agresivity atmosféry C2 dle ČSN EN ISO 12 944. Venkovní konstrukce jsou žárově zinkovány.

Kino 07 – popis konstrukcí
Hlavní nosnou konstrukci střechy tvoří vaznice, vazníky a průvlaky. Vaznice jsou vzpěrkové z válcovaných I profilů a jsou uloženy na příhradových vaznících po cca 2,050 – 2,160 m. Vazníky jsou příhradové z trubek a jejich statická výška je 1 400 mm. Rozpětí vazníků je 10,8 – 16,425 m. Vazníky jsou uloženy na sloupech krabicového průřezu. Sloupy jsou svařované z plechů, štítové sloupy jsou z válcovaných I profilů. Sloupy jsou kloubově kotveny chemickými kotvami do železobetonové desky. Průvlaky jsou z válcovaných I profilů, vynášejí příhradové nosníky v místech, kde není možné umístit sloup. Všechny přípoje příhradových vazníků na sloupy a průvlaky, přípoje průvlaků na sloupy a přípoje vaznic jsou šroubované. Nad šachtou betonového schodiště je vytvořen anglický dvorek. Střecha v okolí je vynesena rámy na krátkých sloupech, kotvených do stropu šachty pomocí chemických kotev. Prostorová stabilita je zajištěna střešním vodorovným a svislým stěnovým ztužidlem.

Vnitřní část kina je tvořena plošinami v šesti výškových úrovních.. Sloupy plošin jsou kotveny do betonové podlahy patra chemickými kotvami. Stropnice jsou umístěny po 2 m a vynášejí trapez, který tvoří ztracené bednění pro vynesení betonové desky podlahy. Prostorová stabilita plošin je zajištěna svislým a vodorovným ztužením z kulatin. V oblasti největšího kinosálu 06 jsou dvě výškové úrovně propojeny šikmou konstrukcí, která zajišťuje stabilitu a bude podpůrnou konstrukci pro kotvení lehkých konstrukcí tribun.

Podkonstrukce pro podlahu a stupně v kinosálech je tvořena lehkými příhradovými nosníky. Pasy, svislice a sloupky jsou navrženy z uzavřených profilů TRC 50/50. Sloupky delší než 1 m z TRC 60/60, doplněných taženými diagonálami z kulatin Ø 16 mm. Příhradové nosníky jsou celosvařované. V kinosálech 5,7 a 8 (menší kinosály) jsou sloupky příhradových nosníků kotveny na železobetonový strop respektive železobetonovou desku pater. V kinosálu 6 jsou sloupky příhradových vazníků kotveny šroubovými přípoji k šikmým rámům z profilů HEA 200, které jsou již součástí hlavního nosného skeletu nebo k šikmým nosníkům HEA 180, které jsou mezi rámy doplněny. Nosníky jsou podepírány sloupy HEA 180 a tyto jsou kotveny na železobetonový strop pomocí chemických kotev vždy v místě nosníků hlavního nosného skeletu. Nosníky a sloupy HEA 180 jsou kotveny kloubově. Rovněž v kinosále 07 se nachází ještě ocelová schodiště, podkonstrukce atiky a podkonstrukce pro vynesení fasády.

KOMUNIKAČNÍ LÁVKY
Posledními z konstrukcí, které jsou na první pohled výrazné a nepřehlédnutelné jsou ocelové konstrukce komunikačních lávek. Mall Bridge s délkou 21,8 m společně s dalšími dvěma lávkami o délkách 6,62 a 11,25 m patří mezi nejvýraznější vnitřní ocelové konstrukce objektu. Světlá šířka hlavní lávky je 3 m. Celková výška nosné OK lávky od spodní hrany po horní hranu bez al. obkladu je 1,435 resp. 1,595 m. Podívejme se nyní blíže na samotnou konstrukci největší z lávek.

Hlavní nosnou konstrukci lávky tvoří podélné příhradové vazníky, mezi kterými jsou při spodním pasu uloženy příčníky, které vynášejí mostovku. Příčníky se svislicemi příhradových vazníků vytvářejí otevřený polorám, který zajišťuje příčnou tuhost lávky. V podélném směru jsou příhradové vazníky přímopasé. Mezi spodními pasy příhradových vazníků a příčníky jsou navrženy diagonální pruty, které vytváří s příčníky a pasy vodorovný příhradový vazník, který zajišťuje rovinnou tuhost mostovky. Na příčníky se kladl nosný trapézový plech , do kterého se vybetonovala železobetonová deska vyztužená prutovou výztuží ve spodních vlnách trapézového plechu a KARI sítí v nadbetonované 50 mm silné desce. Podlahové vrstvy se kladou na horní líc železobetonové desky. Krajní svislice hlavních příhradových vazníků jsou umístěny 1,9 m od vertikální podpory lávky jako celku, což znamená, že spodní pasy přesahují krajní svislice o 1,9 m. Spodní pasy jsou od podpory přes první a druhou svislici zesíleny pro přenos vertikální reakce příhradových vazníků. Konstrukce lávky je rozdělena v podélném směru na tři díly, které jsou montážně spojeny v jeden dílec. Horní a spodní pasy jsou spojeny ohybově tuhými spoji DAST, diagonály se svařovaly. Příčníky se k příhradovým vazníkům připojily ohybově tuhými přípoji DAST v místě styčníků svislice a spodního pasu. Diagonály vodorovného ztužujícího vazníku jsou šroubované.

Lávka je opláštěna sklem. Montáž nosné ocelové konstrukce byla provedena na průvlaky železobetonového skeletu. Konstrukce lávky je uložena na ocelové konzoly přivařené na předem zabetonované desky, které jsou součástí železobetonového skeletu – na jedné straně pevný kloub – ložisko a na druhé straně posuvná kloub – válečkové ložisko. Rektifikace uložení byla provedena v rámci montážního přivaření uložné konzoly.

Steel Structures of Forum Nová Karolina
On the building of the business and entertainment centre Forum Nová Karolina we can find also a large number of steel structures from the most simple ones, typically used up to the more complicated ones. Also here for some of the structures the size is dominant. Let´s introduce some of them in details below.

Z podkladů GEMO OLOMOUC, spol. s r. o., K4, a. s. a projekční kanceláře KONEČNÝ ŠEBESTÍK Brno

Autor

• Bc. Fejfar Vítězslav