Výstavba vzdělávacího komplexu FEKT VUT v Brně – ocelová konstrukce auly

• Foto

Autorem návrhu je brněnský architekt Josef Pálka z kanceláře Hexaplan International s. r. o. Je třeba zdůraznit, že tato neobvyklá konstrukce mohla vzniknout, mimo jiné, i díky jeho vytrvalosti, se kterou svoji ideu prosazoval. Ne všichni angažovaní v tomto projektu jí úplně fandili a nechybělo málo a místo kopule mohla stát fádní kostka s omítkou.

Hlavní myšlenkou architekta bylo dát celému komplexu, který je přece jen spíše konvenčních tvarů, jakousi symbolickou tečku v podobě tvarově i materiálově neobvyklé budovy auly. To zpočátku naráželo na nepochopení u některých účastníků projektu, ostatně jak bývá u netypických řešení obvyklé. Objevily se návrhy jak na úpravu tvaru, tak materiálu obkladu. Nakonec však byla konstrukce realizována dle představ architekta.

NOSNÁ KONSTRUKCE
Objekt auly je tvaru kopule. Její průměr je zhruba 27 m, výška cca 15 m. Hlavní část skeletu je tvořena obloukovými rámy průřezu tvaru I, výšky 450 mm. Z technologického hlediska se ukázalo jako vhodnější použití svařovaného profilu, skládajícího se z pálené stojiny a zkružených pásnic. Tvarování konvenčního válcovaného IPE do požadované geometrie by bylo komplikované. Ve vrcholu jsou jednotlivé půloblouky spojeny pohledově výrazným svařencem.

K hlavním rámům jsou připojeny vodorovné vaznice z uzavřených obdélníkových profilů prostorově lámaných a natočených tak, aby v místech zalomení kopírovali plochu kopule. Jsou zakryty akustickým podhledem, viditelné tak zůstávají pouze hlavní obloukové rámy. Takto vytvořené „rovníky“ kopule slouží jako podkonstrukce střešního pláště, zároveň zajišťují přenos vodorovných klenbových sil od hlavních obloukových vazníků. Tuhost v rovině vaznic je zvýšena jejich propojením (vyvěšením) tyčovými prvky z profilu tvaru L.

Na hlavních vaznicích jsou přivařeny konzoly z trubek kruhového průřezu, které slouží pro kotvení vyložených obloukových krokví z jäklů tvořících poledníky kopule. Jsou opatřeny šroubovým přípojem, mezi jehož příruby je vložena plastová deska z polyamidu. Také šrouby jsou od kovových prvků odděleny soustruženými plastovým vložkami. Toto řešení bylo zvoleno pro omezení tepelného mostu při prostupu skladbou střešního pláště.

Na konzoly jsou připojeny obloukové krokve, které slouží jako podpora pro vodorovné hliníkové prvky podkonstrukce obkladu keramikou. Ve vrcholu kopule jsou připojeny k tepelně odizolovanému cylindru, čímž je zajištěn přenos tangenciálních sil a na konzoly tak působí pouze radiální síly. Tento systém výrazně redukuje kroucení vaznic. Nad částí, kterou je aula spojena se zbytkem areálu, je prosklený světlík. Krokve nacházející se v této oblasti tak bylo nutné přerušit, horní část v exteriéru je vyvěšena, dolní část v interiéru je kotvena do podlahy.

Prostorovou tuhost kopule jako celku zajišťují 3 pole ztužidel s diagonálami z kruhových uzavřených profilů. V plášti jsou celkem čtyři prostupy pro dveře – dva na úrovni ± 0,000 (1. NP) a dva na úrovni + 4,400 (2. NP). Kolem těchto prostupů jsou provedeny výměny – rámy z uzavřených obdélníkových profilů. Součástí konstrukce kopule jsou i 2 pole ocelového stropu z profilů UPE a IPE, který doplňuje přiléhající železobetonový skelet. Součástí je i svislá podkonstrukce atiky z jäklů.

STATIKA
Vzhledem k použití křehkého keramického obkladu bylo hlavním tématem co možná nejvíce omezit deformace konstrukce. Obloukové rámy byly proto sepnuty spojitými „obručemi“ – vaznicemi. To, spolu s použitím 3 polí příhradového ztužení, značně zvýšilo tuhost celého skeletu. Některé prvky, jejichž dimenze byly zvolené s ohledem na minimalizaci průhybů, splňovaly pevnostní kritéria i při uvážení poměrně konzervativních předpokladů.

VÝROBA, MONTÁŽ
Zvolený konstrukční systém se spojitými vaznicemi s sebou přinesl značné nároky na přesnost. Toto bylo ve výrobní dokumentaci zohledněno systémem pečlivě volených kontrolních kót, jejichž dodržení bylo pro bezproblémovou montáž nezbytné. Jak se posléze ukázalo, výběr výrobce – brněnské firmy MC Čermák – byl šťastnou volbou. Její pracovníci nejen, že odhalili některé drobné chybičky v dokumentaci, ale především provedli nejkritičtější prvky – hlavní rámy a spojité vaznice – s velkou přesností.

V okamžiku, kdy začala montáž, se nám moc dobře nespalo, neboť jsme očekávali telefonáty ze stavby s výčitkami, co všechno nesedí. Stal se opak – jednotlivé dílce k sobě sedly bez sebemenších problémů, což překvapilo nejen nás, ale i pracovníky montážní firmy.

KONSTRUKCE OBKLADU
Jak již bylo zmíněno, finální pohledovou vrstvu tvoří keramický obklad. Jednotlivé dlaždice musely být z vypálených polotovarů do požadovaných tvarů řezány. Uloženy jsou na podkonstrukci z hliníkových skružených trubek, kotvených k ocelovým krokvím. Kruhový průřez byl zvolen záměrně, neboť vzhledem k jeho symetričnosti k nekonečnému množství os nebylo nutné řešit problém skružování ve 2 rovinách, čemuž by nebylo možné se vyhnout u hranatých profilů. Keramický obklad je použit i v interiéru. Jelikož je z venku tato část viditelná přes přiléhající prosklené fasády, vytváří to dojem kopule jako celku prostupujícího navazujícím objektem.

ZÁVĚR
V současné době je konstrukce před dokončením a bude již brzo sloužit akademikům, pevně doufáme, k jejich plné spokojenosti.

Construction of the Educational Premises of The Faculty of Electrical Engineering and Communication of Brno University of Technology – Steel Structure of the Assembly Hall
Part of the newly built premises of the Faculty of Electrical Engineering and Communication Brno University of Technology is – apart from other – also the building of the assembly hall, interesting mainly for its shape and materials used for cladding. From our perspective it is pleasing that the bearing structure is of steel and its main part is obvious in the interior.

Autor

• Ing. Krajíček Martin