Ocelové konstrukce Galerie Harfa – zastřešení elipsovitého náměstí

• Foto

Nosná konstrukce objektu je rozdělena do několika dilatačních úseků. Hlavní části tvoří železobetonová konstrukce, která je doplněna konstrukčními celky z oceli. Tyto celky zejména doplňují střechu, nesou prosklené světlíky a ve dvou případech podpírají skleněné fasády hlavních vstupů. K uplatnění oceli jako materiálu nosné konstrukce dochází z různých důvodů. Jsou to důvody architektonicko-estetické, technické či ekonomické. Často jde o kombinaci těchto faktorů. Ocelová konstrukce zastřešení elipsovitého náměstí je zástupcem kombinace architektonického a technického pohledu.

VSTUPNÍ PODMÍNKY
Obchodně zábavní centra jsou svou povahou značně členité stavby. A to jak z pohledu celkového půdorysu a širších vztahů, tak provozu, vnitřní dispozice a dalších. To vše klade značné nároky na prostorové uspořádání nosných konstrukcí, v nichž se střídají pravidelné modulárně navržené části, obvykle v rozteči cca 8 × 8 metrů, s částmi napohled až chaoticky uspořádanými. V případě vnitřního náměstí u vstupu z ocelářské ulice byla řešena úloha, jak zastřešit půdorysnou plochu tvaru elipsy o rozměrech 23 × 33 metrů. A to konstrukcí, která kromě funkce střechy bude mít dostatečnou tuhost pro instalaci proskleného pláště. Tato konstrukce je zároveň zčásti viditelná, čímž se stává součástí interiéru. Zároveň s ohledem na dilatační dělení leží tento jeden dilatační celek z oceli na třech dilatačních celcích železobetonové konstrukce.

NAVRŽENÉ ŘEŠENÍ
Dilatační dělení hrálo rozhodující roli ve výběru konečné varianty statického řešení. Tím se stal koncept založený na principu obráceného hrnce. Dokonale ztužená obvodová stěna spolu s tuhou rovinou střechy a obvodovým prstencem na dolní hraně vytvářejí prostorově tuhý celek, který splňuje požadovaná kriteria. Celý hrnec leží na třech dilatačních celcích železobetonové konstrukce. Omezené možnosti podepření a snaha o jeho symetrii vedly k redukci počtu ložisek na minimální počet šesti kusů. Hrnec je tak osazen pomocí tří dvojic elastomerových ložisek. Jedna dvojice ložisek má zabráněné posuvy a spojuje tak pevně ocelovou konstrukci s příslušným železobetonovým celkem. Další dvě dvojice mají posuvy v obou směrech uvolněné, aby se síly z dilatačních pohybů nepřenášely z jedné části konstrukce do druhé. Posuvná ložiska jsou elastomerová s navulkanizovanou teflonovou vrstvou a silikonovým mazadlem. Na protikuse, kterým je v tomto případě obvodový prstenec je připevněn nerezový plech. Tato sestava zaručuje minimální tření při posunu. Vodorovná síla v podpoře tak nabývá hodnoty do 5 % svislé síly. Stlačitelné elastomerové ložisko umožňuje natáčení v podpoře, takže lze s jeho pomocí vytvořit téměř dokonalé kloubové podpory s posuny či bez, tak jak je modelováno ve výpočetním programu. Toto řešení je ostatně velmi dobře známé a převzaté z mostní praxe. Střešní plášť z trapézového plechu je nesen příhradovými vazníky. Horní pás je přímý z válcovaného H-profilu. Dolní pasy jsou z trubek kruhového průřezu. Dle požadavku architektury jsou z pohledu statiky poněkud nevýhodně skloněny. Cílem bylo vytvořit vazník tvaru trojúhelníka. Trojúhelník se stal v tomto případě základním prvkem architektonického výrazu. Další trojúhelníky byly vytvořeny doplněním vzpěr dolního pasu a pak zejména ve stěnách hrnce. Svislé stěny jsou dokonale ztuženy pomocí systémových táhel Detan. Ta mají průměr 36 mm, v některých polích 42 mm a jsou v každém poli zkřížena mimoběžně, bez použití spojovacího kruhu. Kromě zajištění tuhosti je takto vyřešeno i vynesení částí hrnce, které nejsou nad železobetonovou konstrukcí. Celá stěna tak tvoří do sebe uzavřený příhradový nosník, jehož dolní a horní pás jsou navrženy z profilu uzavřeného obdélníka svařeného z tlustých plechů. Dolní pás o rozměrech 250 × 300 mm sleduje křivku elipsy. Tohoto tvaru bylo dosaženo vypálením horní a dolní pásnice boxu do požadované křivky. Svislé části průřezu jsou ohýbané. Sloupky ve stěnách jsou rovněž svařované. Zde je dle architektonického zadání použit T-profil. Nevýhodou systému Detan jsou poměrně velké tloušťky styčníkových plechů. To vedlo na poměrně masivní prvky v detailech, obzvláště při požadavku architekta na sjednocení rozměru plechu pro oba průměry táhel.

MONTÁŽ
Montáž téměř padesátitunové konstrukce byla zahájena po dostatečném vyzrání železobetonu. V těchto případech není vhodné spěchat. V nevyzrálém betonu probíhají objemové a tvarové změny. Pokud je zatížen, pak o to více. Tyto změny mohou ovlivnit geometrii poměrně přesné ocelové konstrukce, jejíž montáž byla i tak obtížná. Styky byly pokud možno šroubované. Pouze u dolní obruby bylo vhodnější montážní svařování s ohledem na definici konečného tvaru elipsy ve vztahu k návaznému parapetu železobetonové konstrukce. K dosažení konečného a správného tvaru byla nutná neustálá kontrola geometrie a citlivé dotahování na počátku rozvolněných táhel Detan. Svoji roli sehrálo rovněž montážní svařování dolní obruby a rozdíly nočních a denních teplot. Teplotní vlivy byly omezeny až po instalaci obvodového a střešního pláště včetně zateplení.

ZÁVĚR
Princip obráceného hrnce není nijak převratný a neznámý. Jeho použití je však spíše řídké a svou povahou vhodné pro konkrétní netypické případy. Ty nastávají například právě v projektech a realizacích dispozičně složitých staveb, jakým Obchodně zábavní centrum Galerie Harfa bezpochyby je.

Steel Structures of Gallery Harfa – Roofing of Elliptical Square
In December 2010, Commercial and entertainment centre Gallery Harfa was opened in Prague Vysočany. The centre is located in the immediate vicinity of the sports hall Sazka and is a part of a long-term plan for revitalization of this former factory district of Prague. A number of steel structures were used for the construction. Let us now and in later issues of KONSTRUKCE take a closer look at the most interesting ones.

Autor

• Ing. Pražák Aleš