1/2016 POZEMNÍ STAVBY

Transkript

1 1/2016 POZEMNÍ STAVBY

2 SPOLEČNOSTI A SVAZY PODPORUJÍCÍ ČASOPIS CO NAJDETE V TOMTO ČÍSLE SVAZ VÝROBCŮ CEMENTU ČR K Cementárně 1261, Praha 5 tel.: , fax: svcement@svcement.cz 3/ 62 / PAVILON PRVNÍHO STUPNĚ ZŠ A ZUŠ LÍBEZNICE V PRAZE NA NÁRODNÍ TŘÍDĚ ROSTE UNIKÁTNÍ MONOLITICKÁ STAVBA MŮJ DŮM, MŮJ BETON /28 14 / BETONPRIJS 2015 NEJLEPŠÍ BETONOVÉ STAVBY V NIZOZEMSKU ZA POSLEDNÍ DVA ROKY OCENĚNÍ EXCELLENCE IN CONCRETE 2015 /20 SVAZ VÝROBCŮ BETONU ČR Na Zámecké 9, Praha 4 tel.: svb@svb.cz 66/ ANTONÍN RAYMOND: PIONÝR BETONOVÝCH STAVEB V JAPONSKU TROPICKÝ PAVILON V JIHLAVSKÉ ZOO PĚTI KONTINENTŮ /8 SDRUŽENÍ PRO SANACE BETONOVÝCH KONSTRUKCÍ Sirotkova 54a, Brno tel.: , fax: mobil: ssbk@ssbk.cz / STUDENTSKÁ ARCHI TEK TO NIC KÁ SOUTĚŽ BETON A ARCHITEKTURA DE ROTTERDAM /26 ČESKÁ BETONÁŘSKÁ SPOLEČNOST ČSSI Samcova 1, Praha 1 tel.: fax: cbsbeton@cbsbeton.eu

3 OBSAH CONTENT ÚVODNÍK TAK MÁME ZASE NOVÝ ROK Radim Čajka / 2 STAVEBNÍ KONSTRUKCE PAVILON PRVNÍHO STUPNĚ ZŠ A ZUŠ LÍBEZNICE Adam Halíř, Jakub Synek, Ondřej Hlaváček / 3 TROPICKÝ PAVILON V JIHLAVSKÉ ZOO PĚTI KONTINENTŮ Jaroslav Huňáček, Vladimír Žák, Radovan Koutek, Petr Meller, Jiří Konečný / 8 OCENĚNÍ EXCELLENCE IN CONCRETE 2015 / 14 BETONPRIJS 2015 NEJLEPŠÍ BETONOVÉ STAVBY V NIZOZEMSKU ZA POSLEDNÍ DVA ROKY Jitka Prokopičová / 20 NÁDRAŽNÍ TERMINÁL V ARNHEMU Jitka Prokopičová / 23 DE ROTTERDAM Jitka Prokopičová / 26 MATERIÁLY A TECHNOLOGIE V PRAZE NA NÁRODNÍ TŘÍDĚ ROSTE UNIKÁTNÍ MONOLITICKÁ STAVBA Radek Syka / 28 ZASTAVÍ NÁS SNAD JEN OBLOHA! Pierre-Claude Aïtcin, William Wilson / 32 BEDNĚNÍ A DETAILY BETONOVÝCH KONSTRUKCÍ Petr Finkous, Michal Števula / 36 VÝSTAVBA CUKERNÉHO SILA V ČESKÉM MEZIŘÍČÍ Václav Branda, Libor Hamáček, Václav Zima / 39 VĚDA A VÝZKUM EXPERIMENTÁLNÍ ANALÝZA STROPNÍCH PANELŮ Z RŮZNÝCH DRUHŮ BETONU VYSTAVENÝCH VÝBUCHU A NÁSLEDNÉMU POŽÁRU Radek Štefan, Marek Foglar, Radek Hájek, Josef Fládr / 42 VZNIK TRHLIN V BETONU VLIVEM NESILOVÝCH ÚČINKŮ Marek Vinkler, Jaroslav Procházka / 49 NORMY JAKOST CERTIFIKACE NOVÉ DRUHY CEMENTŮ PRO OBECNÉ POUŽITÍ PODLE EVROPSKÉ NORMY EN Lukáš Peřka / 56 HISTORIE ANTONÍN RAYMOND: PIONÝR BETONOVÝCH STAVEB V JAPONSKU David Vávra, Irena Veverková / 66 AKTUALITY ALEJANDRO ARAVENA NOVÝ NOSITEL PRITZKEROVY CENY ZA ARCHITEKTURU / 13 DOC. ING. VLADISLAV HRDOUŠEK, CSC., V POHODĚ OSLAVIL OSMDESÁTINY Vladimír Křístek / 38 STUDENTSKÁ ARCHITEKTONICKÁ SOUTĚŽ BETON A ARCHITEKTURA Jana Margoldová / 58 MŮJ DŮM, MŮJ BETON ČÁST 1 / 62 SEMINÁŘE, KONFERENCE A SYMPOZIA / 72 FIREMNÍ PREZENTACE PSP2016 / 13 Redrock / 25 Doka / 31 Betosan / 43 Dlubal Software / 47 Beton University / 3. strana obálky SSBK / 4. strana obálky ROČNÍK: šestnáctý ČÍSLO: 1/2016 (vyšlo dne ) VYCHÁZÍ DVOUMĚSÍČNĚ VYDÁVÁ BETON TKS, S. R. O., PRO: Svaz výrobců cementu ČR Svaz výrobců betonu ČR Českou betonářskou společnost ČSSI Sdružení pro sanace betonových konstrukcí VYDAVATELSTVÍ ŘÍDÍ: Ing. Michal Števula, Ph.D. ŠÉFREDAKTORKA: Ing. Lucie Šimečková REDAKČNÍ RADA: prof. Ing. Vladimír Benko, PhD., prof. Ing. Juraj Bilčík, PhD., doc. Ing. Jiří Dohnálek, CSc., Ing. Jan Gemrich, prof. Ing. Petr Hájek, CSc. (předseda), prof. Ing. Leonard Hobst, CSc. (místopředseda), Ing. Jan Hrozek, Ing. Jan Hutečka, Ing. arch. Jitka Jadrníčková, Ing. Zdeněk Jeřábek, CSc., Ing. Milan Kalný, prof. Ing. Alena Kohoutková, CSc., FEng., doc. Ing. Jiří Kolísko, Ph.D., doc. Ing. arch. Patrik Kotas, Ing. Milada Mazurová, doc. Ing. Martin Moravčík, PhD., Ing. Stanislava Rollová, Ing. arch. Jiří Šrámek, Ing. Vlastimil Šrůma, CSc., MBA, Ing. Jiří Šrutka, prof. Ing. RNDr. Petr Štěpánek, CSc., Ing. Michal Števula, Ph.D., Ing. Vladimír Veselý, prof. Ing. Jan L. Vítek, CSc., FEng. GRAFICKÝ NÁVRH A SAZBA: Ing. Jiří Šilar ILUSTRACE NA TÉTO STRANĚ: Mgr. A. Marcel Turic TISK: Libertas, a. s. Drtinova 10, Praha 5 VYDAVATELSTVÍ A REDAKCE: Beton TKS, s. r. o. Na Zámecké 9, Praha 4 Redakce a inzerce: redakce@betontks.cz Předplatné (i starší výtisky): predplatne@betontks.cz ROČNÍ PŘEDPLATNÉ: základní: 720 Kč bez DPH, 828 Kč s DPH snížené pro studenty, stavební inženýry do 30 let a seniory nad 70 let: 270 Kč bez DPH, 311 Kč s DPH pro slovenské předplatitele: 28 eur bez DPH, 32,20 eur s DPH (všechny ceny jsou včetně balného a distribuce) Vydávání povoleno Ministerstvem kultury ČR pod číslem MK ČR E ISSN Podávání novinových zásilek povoleno Českou poštou, s. p., OZ Střední Čechy, Praha 1, čj. 704/2000 ze dne Za původnost příspěvků odpovídají autoři. Označené příspěvky byly lektorovány. FOTOGRAFIE NA TITULNÍ STRANĚ: Palác Národní v Praze, detail stěny Foto: Radek Syka, Česká Doka bednicí technika, s. r. o. 1/2016 technologie konstrukce sanace BETON 1

4 ÚVODNÍK EDITORIAL TAK MÁME ZASE NOVÝ ROK Ještě jsme nestačili vyhodnotit, co se nám vloni podařilo a co ne, a už se na nás valí nové úkoly a povinnosti. Osobní novoroční předsevzetí a jejich reálnost nechť si každý stanoví po svém. Chci se spíše věnovat problémům celospolečenským, které se také dotýkají betonářů a koneckonců všech stavařů. Řada problémů se přenesla z roku minulého, ale o tom již psaly loňské úvodníky. Nový rok však přinesl i nové otázky a výzvy pro lidstvo. Nebudu se věnovat těm politickým, to nechám jiným. Státy se na konferenci v Paříži shodly na pokračování závěrů z Kyota ohledně dalšího snižování uhlíkové stopy, emisí CO 2. Že se při výrobě stavebních hmot a obecně v celém stavebnictví produkuje docela velké množství těchto plynů, není pochyb. Až na výjimky panuje ohledně snižování emisí celosvětová shoda. Od slov však nesmí být daleko k činům. Mezinárodní granty a smluvní výzkum ve stavebnictví na takto zaměřené projekty zatím nejsou příliš vidět. Česká republika není v tomto směru výjimkou a tento fakt spíše potvrzuje. Nedávné požáry v Dubaji ukázaly na nezbytnost dalšího zajištění požární odolnosti staveb. U výškových staveb v po slední době dominuje beton, který s ohledem na rozvoj vysokopevnostních (ale dnes již častěji tzv. vysokohodnotných) betonů a pokročilé technologie betonáže vytlačuje v této oblasti ocel. Jak však poslední požární havárie na přelomu loňského roku ukazují, je nutno při návrhu a provádění pamatovat i na hořlavost vnějších plášťů a výplní. Hliníkové a plastové pláště požární riziko a potenciální požární zatížení zvyšují. Ještě že v české kotlině nemáme takové mrakodrapy. Nebo bychom se i u nás měli z těchto událostí poučit? Svým studentům vštěpuji oblíbenou poučku: Je lepší a výhodnější se poučit z chyb jiných než z chyb vlastních V posledních měsících jsme byli našimi statistiky (opravdu nemám na mysli statiky, i když se se záměnou těchto pojmů běžně setkávám) utvrzováni, že předchozí hospodářská krize je již zažehnána. Nebo k dočasnému oživení stavebního trhu přispělo jen končící programové období a nutnost dočerpat nebo alespoň částečně snížit objem nevyčerpaných prostředků z OP fondů EU? Jaký bude další vývoj stavebnictví, je vleklá krize i ve stavebnictví opravdu překonána? To jistě potvrdí, nebo vyvrátí nadcházející měsíce. Přeji všem stavařům, aby se na jejich práci konečně pohlíželo s respektem a ne jen skandalizováním nepovedených politických machinací. Podaří se nám odpolitizovat stavebnictví? Určitě by to bylo potřeba, vždyť si to stavební inženýři, technici a řemeslníci zaslouží. Těžko se mi poslouchá, že všichni stavaři jsou podvodníci a zloději. Bohužel, probíhající soudní spory, mnohdy vykonstruované, tyto názory v naší společnosti jen prohlubují. To, co se dá během několika měsíců pokazit, se zdlouhavě vrací zpět Ve vysokém školství nadále dochází k propadu počtu zájemců o studium na technických oborech, stavební fakulty nevyjímaje. I přes vládou deklarovanou podporu technických oborů tak vloni zůstalo jen u slov, soudě alespoň podle podpory stavebních fakult. Když už se nám snad konečně podaří dosáhnout zvýšeného objemu financí na výstavbu, nabízí se alarmující otázka. Kdo tyto náročné projekty bude řídit, navrhovat, stavět? Kdo vlastně u nás bude pracovat ve stavebnictví po roce 2020? Výkonní pracovníci ve školství se snaží v pudu vlastní sebezáchovy přesvědčovat absolventy základních a středních škol, aby se věnovali řemeslu a ti nadanější dále pokračovali v technických oborech. O stavebních oborech to platí samozřejmě stejně, jen oproti strojařům a energetikům jim poslední dobou máme možnost nabídnout stále méně a méně dobře placené práce. Co je však potěšující, dlouhodobé statistiky na celostátní úrovni dokazují, že absolventi stavebních fakult se v životě neztratí a vykazují po roce od ukončení studia jednu z nejmenší míry nezaměstnanosti. Neměli bychom to naší mládeži při její volbě budoucí profese a životní dráhy více připomínat? Nesmíme opomenout ani stále populárnější žebříčky hodnocení jednotlivých univerzit a fakult, které mohou ovlivnit výběr škol potenciálních studentů. To, co je ve světě obvyklé a nezávislé na subjektivním hodnocení, umíme u nás v Česku (resp. naši novináři) dovést k dokonalosti. Stačí jen vhodně zvolit obory. Podle posledního hodnocení stavebních fakult nabyde čtenář dojmu, že se u nás studuje jen architektura. Proč se potom v anketách ptát na nějaké další stavební programy, třeba inženýrské stavitelství. Proč se u strojařů mohou měřit obory ve strojírenství a u stavařů se vzájemně nepoměřují obory ve stavebnictví? U mezinárodních žebříčků je to při hodnocení škol objektivnější, i když i s těmito výsledky umí naši novináři naložit dle své úvahy (nebo snad zadání?). Když je výhodné psát pouze o tzv. Šanghajském žebříčku (ARWU) nebo QS World University Rankings, kde se umístily některé školy na výhodnějších pozicích, proč zmiňovat pro některé univerzity méně příznivý třetí světově uznávaný žebříček Times Higher Education World University Rankings (THE). Že by se politika dostávala i do akademické a novinářské sféry? To zdaleka ne, už tam dávno je Zkusme společně něco změnit. Jak se říká, každý by měl začít u sebe. Pevné zdraví a mnoho pracovních sil po celý nový rok přeje prof. Ing. Radim Čajka, CSc. děkan Fakulty stavební VŠB Technická Univerzita Ostrava Nejvyšší mrakodrap světa Burj Khalifa, 828 m, Dubaj, Spojené arabské emiráty 2 BETON technologie konstrukce sanace 1/2016

5 ŠICKÁ STAVEBNÍ KONSTRUKCE STRUCTURES PAVILON PRVNÍHO STUPNĚ ZŠ A ZUŠ LÍBEZNICE PAVILION OF THE FIRST LEVEL OF THE ELEMENTARY SCHOOL AND ART SCHOOL IN LÍBEZNICE 1 Adam Halíř, Jakub Synek, Ondřej Hlaváček V Líbeznicích byla postavena základní škola pro 240 dětí v osmi kmenových třídách, které po vyučování zároveň fungují jako třídy školní družiny. Objekt je dispozičně řešen jako mezikruží s excentricky umístěným kruhovým atriem, kolem kterého obíhá víceúčelový prostor foyer integrující funkce obslužné komunikace, šaten žáků a společných prostor pro setkávání. Hlavní nosná konstrukce je železobetonový stěnový systém. V interiéru jsou pohledové železobetonové stěny jedním z hlavních estetických prvků. Zdrojem tepla a chladu je tepelné čerpadlo země-voda, využívající pro svůj primární okruh soustavu zemních vrtů. Jako základní koncový prvek pro přenos tepla a chladu byla použita betonová konstrukce. A new school for 240 children was built in Líbeznice. Eight classrooms should serve not only as regular classrooms but also as after-school club rooms in the afternoon. The object was designed in an annular shape with an eccentrically located round atrium, around which there is a multifunctional integral space for communication, locker rooms for children, and common meeting space. The main load bearing construction is a reinforced concrete wall system. One of the most important aesthetic elements are walls from architectural concrete. The source of heat and cold is an earth-water heat pump; it utilizes as its primary circuit a system of underground drills. The concrete structure was used as a basic end element for transfer of heat. Areál základní školy se rozprostírá na 3 ha severovýchodního okraje obce Líbeznice. Hlavní budova školy z roku 1956 byla dlouhou dobu osamělou dominantou v krajině, dokud k ní nedorostla zástavba obce. Dnes je zahrada školy z jihu a západu obklopena individuální obytnou zástavbou, zatímco na sever a východ plyne do volné kraji- Obr. 1 Pavilon prvního stupně ZŠ a ZUŠ Líbeznice, celkový pohled Fig. 1 The pavilion of the first level of the elementary school and art school in Líbeznice, overall view Obr. 2 a) Situace, b) půdorys, c) řez objektem Fig. 2 a) Situation, b) layout, c) cross section 2a 2b ZŠ ZŠ 18 2c 1/2016 technologie konstrukce sanace BETON 3

6 STAVEBNÍ KONSTRUKCE STRUCTURES ny. V průběhu let doplnil hlavní budovu uvnitř areál u park, dopravní a sportovní hřiště a samostatný pavilon školní družiny. Předměstská neurčitost byla v době počátku projektu zřetelná i v předpolí areálu, kde nebyly zřejmé hranice mezi pěšími a dopravními plochami. 5a ARCHITEKTONICKO- URBANISTICKÉ ŘEŠENÍ Vývoj projektu stavby byl dlouhý a přerývaný. Návrh nového pavilonu v zahradě školy byl původně určen pro mateřskou školu sídlící ve vile naproti školnímu areálu. Z její realizace však sešlo, zčásti z důvodů finančních a zčásti z důvodů demografického vývoje. Právě strmě narůstající poptávka po nových místech v základních školách v obcích na sever od Prahy vyvolala na straně obce logické úvahy o reálnosti změny funkce již vyprojektované a povolené stavby. Společně jsme při tomto procesu dospěli k zjištění, že skutečně úsporná je taková stavba, která snese revizi své funkce v průběhu své životnosti a poskytuje i nadále hodnotné životní prostředí svým uživatelům, vysvětluje Ing. arch. Adam Halíř. Před zahájením prací na přepracování návrhu na pavilon ZŠ bylo ve spolupráci s investorem svědomitě formulováno zadání s ohledem na výšku investičních nákladů a univerzalitu využití budovy. Jak se v předešlé fázi ukázalo, flexibilita řešení stavby je klíčový aspekt při hodnocení její využitelnosti, a tedy i účelnosti vynaložených investic. Zadání bylo v několika krocích rozšířeno na limitní mez, kde klíčovými parametry byly počet dětí, omezení stavebního objemu a množství provozovaných funkcí. Pavilon ZŠ drží původní koncept domu obepínajícího vnější prostředí. Nová budova svým urbanistickým konceptem a nabízenými funkcemi dotváří stávající areál. Třídy a aula jsou vějířově uspořádány okolo atria a směřují do něj svou živost a energii. Základní škola slouží 240 dětem v osmi kmenových třídách, které po vyučování zároveň fungují jako třídy školní družiny. Jídelna umožní po jednoduché a rychlé přestavbě produkci představení základní umělecké školy či filmovou projekci s přednáškou. To vše na m 2. DISPOZIČNÍ ŘEŠENÍ Objekt je dispozičně řešen jako mezikruží s excentricky umístěným kruhovým atriem, kolem kterého obíhá víceúčelový prostor foyer integrující funkce obslužné komunikace, šaten žáků a společných prostor pro setkávání. Z foyer jsou přístupny všechny třídy, hygienická zázemí, sborovna i jídelna/ aula. Zádveří u hlavního vstupu je místem pro přezutí a uložení obuvi a společně s hlavním vstupem je orientováno do předprostoru školního areálu se zastávkou autobusu. Další vstup do objektu je směrován ke gastroprovozu hlavní budovy, odkud probíhá zásobování jídelny. Třetí napojení na exteriér je v jedné ze tříd, kde je umístěn požární únik. Segment s jídelnou se stává, díky své funkční zaměnitelnosti za aulu, hlavním prostorem interiérové dispozice. Zde se společné aktivity školy budou kumulovat a plynule přelévat do foyer. Výdejna jídel je provoz uzavíratelný posuvnou příčkou a v případě fungování auly jako společenského prostoru pak neruší. Stoly je možné dočasně uložit do prostoru výdejny a židle přestavět do divadelního uspořádání pro účely koncertů ZUŠ. Jeviště je pak vytvořeno v prostoru foyer u prosklené fasády atria, 3 4a 4b 5b 4 BETON technologie konstrukce sanace 1/2016

7 STAVEBNÍ KONSTRUKCE STRUCTURES vůči kterému se vymezí zatahovací oponou. Hlavní denní osvětlení učeben je zajišťováno světlíky ze střechy, což poskytuje rovnoměrnou světelnou pohodu pro žáky. Okna ve fasádách jsou doplňkovým zdrojem denního světla a decentním kontaktem se zahradou. Lavice jsou primárně orientovány do středu rondelu, kde jsou na stěnách umístěny interaktivní tabule. Dispozice lavic ve třídách mohou být uspořádány i alternativně podle volby vyučujícího. STAVEBNĚ TECHNICKÉ ŘEŠENÍ Hlavní nosná konstrukce je železobetonový stěnový systém založený na základové desce z vodonepropustného betonu, uložené na izolační vrstvě hutněného drceného pěnoskla. Podkladem je zhutněná pláň opatřená hutněným zásypem nepropustné zeminy. Nosné stěny jsou díky svému paprsčitému uspořádání zároveň prostorově ztužujícím prvkem celé konstrukce. Strop nad jediným podlažím a zároveň nosná konstrukce střechy je tvořena železobetonovou monolitickou deskou po obou obvodech ztuženou obvodovými lemy. Chodba je zastřešena konzolovým přesahem stropu. V místech, kde konzola přesahuje limit 3 m, je vyztužena průvlaky skrytými nad rovinou desky. Průvlaky nad aulou jsou dodatečně předepnuty. Obvodová stěna na vnější straně rondelu je jednovrstvá zděná z keramických tvárnic plněných minerální vatou, z exteriéru obložená nehoblovanými modřínovými prkny. Obvodová stěna rondelu v atriu je celoprosklená ze systémových fasádních hliníkových profilů. Plochá střecha je tepelně zaizolována nad pojistnou hydroizolací s funkcí parozábrany. Hlavní hydroizolace z asfaltových pásů uložená na tepelné izolaci je kryta vegetačním souvrstvím a ozeleněna. Vnitřní příčky jsou jednovrstvé zděné z keramických tvárnic. Stěna mezi výdejnou a přípravnou jídla je z betonových tvarovek, s vloženou ocelovou výztuží a postupným probetonováním. Podlahy v pobytových místnostech (třídy, chodby, jídelna/aula) jsou z povlakových krytin na bázi přírodního linolea. V místnostech s mokrým provozem je podlaha provedena z vinylu s protiskluzným povrchem. Povrch venkovního atria je z drceného probarveného EPDM uloženého na hutněných podkladových vrstvách ze sypaného kameniva. Betonové stěny jsou ponechány v přirozeném odstínu, opatřeny pouze bezprašným nátěrem. Zděné stěny jsou opatřeny vápenocementovými omítkami. V místnostech s mokrým provozem jsou povrchy navíc opatřeny stěrkami s omyvatelnými nátěry, případně keramickými obklady. Okna, střešní světlíky, vnější dveře a fasáda vnitřního atria jsou provedeny ze systémových hliníkových profilů s výplní z izolačního trojskla. Návrh a výstavba železobetonových konstrukcí Při návrhu směsi bylo nutné zohlednit požadavky architekta na pohledový beton v interiéru a beton pro základovou desku s vodotěsnými požadavky. Pro pohledové interiérové betony byla zvolena směs bez použití popílku, který by mohl vytvářet tmavé skvrny na povrchu betonu. Výroba betonu byla realizována společností Zapa beton, a. s., provozovna Neratovice. Na stavbu bylo dodáno 1000 m 3 čerstvého betonu pevnostních tříd od C20/25 až C30/37 v konzistenci S3 a S4. Receptury pro výrobu betonové směsi byly před použitím odsouhlaseny zhotovitelem stavby, pro výrobu betonů bylo použito cementu CEM II/A-LL 42,5R z cementárny Hranice, prané přírodní těžené kamenivo z lokality Křenek a plastifikační a superplastifikační přísady od společnosti Chryso Chemie. Návrh betonu respektoval požadavky pro pohledové betonové konstrukce, křivka zrnitosti byla nepřetržitá s maximálním zrnem Dmax 16 mm. Navržené složení umožňovalo vhodnou ukládku a prostupnost i v hustěji vyztužených konstrukcích. Nosné stěny Pohledové železobetonové nosné stěny jsou v interiéru jedním z hlavních estetických prvků paprsčitý tvar ne - soucí střechu. Takto radiálně dis po nované stěny tloušťky 200 mm mají proměnnou výšku sledující sklon stropní konstrukce. Důležitý byl návrh bednění, který byl řešen s ohledem na minimalizování spár mezi bednicími dílci a zakomponování rádlovacích otvorů do výsledného architektonického řešení celé stavby. Pro výsledný efekt byl zvolen bednicí systém Maximo od firmy Peri, který disponuje velkoformátovými dílci s magnetickými kónusy zaručující pohledový detail v místě rádlování bednění. Samozřejmostí bylo použití úplně nového bednění. 6a 6b 6c Obr. 3 Betonáž základové desky Fig. 3 Concreting the foundation slab Obr. 4 Pohledové železobetonové nosné konstrukce: a) bednění a vyvázaná výztuž stěn, b) příprava bednění pro stropní konstrukci Fig. 4 Load bearing structures from reinforced architectural concrete: a) formwork and fixed reinforcement of walls, b) formwork for the ceiling Obr. 5 a) Příprava výztuže a systému BKT potrubí zajišťujícího vytápění a ochlazování ve stropní desce, b) betonáž Fig. 5 a) Preparation of reinforcements and the system of BKT pipes, ensuring heating and cooling in the floor slab, b) concreting Obr. 6 Světlíky: a,b) příprava bednění a výztuže, c) po odbednění Fig. 6 Skylights: a,b) preparation of the formwork and reinforcements, c) after removal of the formwork 1/2016 technologie konstrukce sanace BETON 5

8 STAVEBNÍ KONSTRUKCE STRUCTURES 7a 7b Stropní konstrukce Stropní konstrukce je navržena v tloušťce 250 mm z betonu C 30/37 XC1. Její půdorysný tvar je mezikruží, ale s tím, že vnitřní a vnější konstrukce nejsou centrické excentricita je 1,75 m. Po vnějším i vnitřním obvodě je stropní skořepina lemována nahoru obrácenými žebry, které tvoří součást atiky. V radiálním směru jsou nad skořepinou navržena žebra v podstatě navazující na nosné stěny, které vynáší vnitřní část stropní konstrukce. Dvě tato žebra jsou předepnuta šestilanými kabely kruhového průřezu. Pasivní kotvy jsou umístěny v části žebra nad učebnami, aktivní kotva je v atice vnitřního otvoru. Ještě složitější než vytvoření pohledových betonových stěn byla realizace železobetonového stropu se 42 ks půdorysně čtvercových střešních světlíků, které jsou obdobně lemovány nahoru obrácenými žebry tvořícími současně atiky. Ve spolupráci s architektem byl vytvořen skladebný výkres bednicích překližek s ohledem na umístění stropních 8 světel, protipožárních čidel a rozhlasu. Po zabednění podhledu stropní konstrukce a vyarmování spodní desky bylo na pomocný rošt z KARI sítí vloženo BKT potrubí zajišťující vytápění a ochlazování jednotlivých školních tříd. Následně bylo dokončeno armování stropní konstrukce a zesilujících žeber. Velký řemeslný důraz byl kladen na pracovní spáru napojení mezi stropní deskou a kónickými střešními světlíky. Důležité bylo neopomenout žádný prostup ve stropní konstrukci, poněvadž kvůli BKT potrubí nelze do stropu následně vrtat. Proto muselo být před betonáží potrubí natlakováno a během betonáže probíhala stálá kontrola tlaku v systému tak, aby potrubí bylo v případě poškození ponornými vibrátory naspojkováno před ztuhnutím betonu. Betonáž stropní konstrukce byla provedena v jednom betonážním záběru, následovaly betonáže trámů a světlíků. Všechny pohledové betony byly po vy vzorkování opatřeny bezbarvou vodoodpudivou impregnací na bázi siloxa nu Sikagard 700 S. Před aplikací im pregnace byly povrchy celoplošně ručně přebroušeny brusnou mřížkou s jemnou zrnitostí. TECHNIKA PROSTŘEDÍ Zdrojem tepla a chladu je tepelné čerpadlo země-voda, využívající jako svého primárního okruhu soustavu zemních vrtů. Teplo a chlad jsou přiváděny do aktivované stropní betonové konstrukce, kde se předem připravuje teplota betonu tak, aby teplota uvnitř tříd byla optimální. Jako doplňkový zdroj tepla a chladu jsou ve třídách umístěny vzduchotechnické jednotky, které jsou osazeny jak topným, tak chladicím registrem. Betonová konstrukce zajišťuje základní tepelnou pohodu a další nuance způsobené např. orientací vůči světovým stranám, obsazeností tříd atd. se řeší pomocí topného a chladicího výkonu příslušných vzduchotechnických jednotek. U projektu jsme bojovali hlavně s potřebným chladicím výkonem světlíky, nutné kvůli přirozenému osvětlení, způsobují poměrně značné tepelné zisky. Chladicí výkon stropní desky se sčí- 9 6 BETON technologie konstrukce sanace 1/2016

9 STAVEBNÍ KONSTRUKCE STRUCTURES Obr. 7 Třída: a) hrubá stavba, nicméně finální povrchy (kromě podlahy), b) jídelna Fig. 7 Classroom: a) structural work with final surface (except the floors), b) canteen Obr. 8 Vstup do školy Fig. 8 School entrance Obr. 9 Pohledový beton v interiéru v detailu Fig. 9 Detail of the architectural concrete in the interior Obr. 10 Pohled z auly/jídelny na kruhové atrium Fig. 10 View from the assembly hall/canteen into the circular atrium Fotografie: 1, 7b, 8, 10 Andrea Thiel Lhotáková, 3, 5, 6 archiv společnosti Stavební firma Hobst, a. s., 4a Martin Kupka, 4b, 7a Adam Halíř, 9 Milan Senko. tá s chladicím výkonem vzduchotechnické jednotky a výsledný výkon je téměř shodný se zisky ze světlíků, oken a žáků. Použití betonové konstrukce jako základního koncového prvku pro přenos tepla a chladu zároveň tvoří nejlevnější způsob vytápění a chlazení, přičemž u chlazení se jedná o ten nejkomfortnější způsob, tj. nikoliv konvekcí, ale radiací zářením. Na časté dotazy, zda vytá - pění shora není proti fyzikálním zákonům, odpovídám, že nikoliv. 70 % tepelné energie je v tomto případě předáváno formou radiace, betonová deska ohřívá podlahu a předměty a osoby na ní. Zbytek tepelné energie je předán konvektivním způsobem do vzduchu, který má snahu udržet se ve vrstvě pod stropem. Vzhledem k instalaci řízeného větrání je ale i tento vzduch částečně strháván do pobytové zóny. Radiátory obecně jsou ve třídách také problém, překážejí. Pokud nemají být zdrojem zranění, tak se zakrývají, a tím se zase snižuje jejich účinnost. Toto řešení je dle našeho názoru ideální, protože nepřekáží a zá- 10 roveň slouží i jako chladicí prvek to by v případě radiátorů nebo topené podlahy nebylo možné, doplňuje Ing. Ondřej Hlaváček. V každé třídě je řízené větrání, které kontroluje hladinu CO 2 a dle této koncentrace a teploty je regulováno, přičemž okna lze samozřejmě otevřít. Doporučujeme ale v této souvislosti provést zaškolení personálu školníka, údržbáře a učitelů seznámit je se zásadami chování uvnitř budovy, jako např. že v době nízkých či vysokých teplot je otevření oken neekonomické, v případě vysokých teplot a současně bouřky se nemají otevírat okna z důvodu rizika zvýšení vlhkosti ve třídě a možné kondenzace vlhkosti na betonovém stropě atd. Na střeše je tepelná izolace tloušťky cca 400 mm a zároveň substrát pro rostliny, které by zde měly růst. Tepelná izolace izoluje a substrát způsobuje omezení vlivu venkovního prostředí např. oslunění konstrukce. Vytápění i chlazení je řízeno pomocí prediktivní regulace se zabudovanou funkcí předpovědi počasí realizováno je akumulací do betonového zásobníku stropu. Stropní konstrukce je na základě těchto dat připravena nachlazena/natopena na určitou teplotu, systém následně vyhodnotí, jaká výsledná teplota v místnosti skutečně byla a dle této skutečnosti upravuje svůj algoritmus tak, aby příště byla výsledná teplota blíže k nastavené hodnotě. Vzduchotechnické jednotky jsou zde dynamickým prvkem, tj. výslednou teplotu je možné operativně ovlivnit teplotou příváděného vzduchu. Dle našeho názoru se jedná o dobré řešení s použitím osvědčených technologií. Vzhledem k tomu, že žijeme v 21. století, myslím, že není možné držet děti v zadýchaných přehřátých prostorech, kde klesá koncentrace, a tím mizí smysl výuky. Sloučením koncových prvků i zdrojů topení a chlazení došlo k optimálnímu návrhu z hlediska investičních a provozních nákladů, uzavírá Ing. Hlaváček. ZÁVĚR Nový pavilon byl slavnostně otevřen 31. srpna 2015, za účasti starostů obcí Líbeznice, Bašť, Měšice, Předboj a Nová Ves, které výstavbu spolufinancovaly. Starosta Líbeznic Martin Kupka poděkoval všem, kteří se na stavbě a její přípravě podíleli. S ohledem na jeho neobvyklý zájem a nasazení v průběhu projektu a stavby samotné to bylo poděkování opravdu upřímné. Od otevření do Vánoc 2015 probíhala optimalizace řídicího systému vytápění ve stropech, reagujícího na předpověď počasí. V současné době by měl být provoz pavilonu stabilizován a ohlasy malých i velkých uživatelů jsou prozatím pozitivní. Přáním autorů stavby je, aby tomu tak bylo i nadále. Ing. arch. Adam Halíř Projektil architekti, s. r. o. adam.halir@projektil.cz Jakub Synek Stavební firma Hobst, a. s. j.synek@hobst.cz Ing. Ondřej Hlaváček TechOrg, s. r. o. ondrej@techorg.cz Klient Obec Líbeznice Architekt Projektil architekti, s. r. o. Autoři Ing. arch. Adam Halíř, Ing. Ondřej Hofmeister Ing. arch. Marek Sankot, Spoluautoři Ing. arch. Bohdana Linhartová, Msc. arch. Adam Hašpica Vizuální styl, infosystém MgA. Zuzana Brychtová Horecká Kultivar, MgA. Ondřej Šorm Very Popular Office Statika RECOC, spol. s r. o. HVAC TechOrg, s. r. o. Prominecon CZ, a. s. Dodavatel generální dodavatel Stavební firma Hobst, a. s. pohledové betony Náklady 44 mil. Kč vč. DPH Soutěž říjen 2011 Projekt červenec 2014 Realizace srpen /2016 technologie konstrukce sanace BETON 7

10 STAVEBNÍ KONSTRUKCE STRUCTURES 1 TROPICKÝ PAVILON V JIHLAVSKÉ ZOO PĚTI KONTINENTŮ TROPICAL PAVILION IN THE ZOO OF FIVE CONTINENTS IN THE CITY OF JIHLAVA Jaroslav Huňáček, Vladimír Žák, Radovan Koutek, Petr Meller, Jiří Konečný 2 Posledním a stavebně technicky nejnáročnějším objektem v jihlavské Zoo pěti kontinentů je Tropický pavilon, určený zejména plazům. Stavba se vyznačuje nepravidelnou organickou formou, založenou na osmi výškových úrovních a tvořenou třemi propojenými tubusy s proměnným průřezem. Betonová skořepina, o půdorysných rozměrech m a výšce přesahující 8,5 m, vyžadovala složitou přípravu a mimořádnou pečlivost při samotné realizaci. The last, and the most demanding construction in the Zoo of Five Continents in the city of Jihlava, is the Tropical pavilion, dedicated in particular to reptiles. The construction has an irregular organic form, based on eight height levels and formed by three mutually connected tubes of different diameters. The concrete shell (35 30 m, over 8,5 m high) required intricate preparations and exceptional care during the construction. ARCHITEKTONICKÝ ZÁMĚR Zoo pěti kontinentů v Jihlavě, navržená architektem Jaroslavem Huňáčkem, tvoří šest nových pavilonů. Stavbu prvního z nich zahájila společnost Subterra koncem roku 2011, poslední Tropický pavilon dokončila v loňském roce v létě. Celý projekt byl přibližně ze dvou třetin financován z evropských fondů, z ROP Jihovýchod. Objekt Tropického pavilonu (obr. 1) je určen zejména k chovu plazů všech velikostí, druhů s vysokými nároky na vodu a teplo. Ve spodní části má expozice charakter tropické řeky, v horní jsou umístěni menší suchomilní živočichové. Návštěvníky čeká více než sedm desát různých živočišných druhů, od krokodýlů a želv přes drápkaté opice až po hmyz. Plazi byli také hlavní inspirací pro architektonické řešení pavilonu. Betonová konstrukce je organicky tvarovaná, její zelené opláštění z předzvětralých měděných plechů připomíná šupinatou kůži. Přírodní prostředí evokuje rovněž samotná expozice. Interiér napodobuje skály, jeskyně či říční břehy, stěny terárií i návštěvnických tras jsou z torkre- 8 BETON technologie konstrukce sanace 1/2016

11 STAVEBNÍ KONSTRUKCE STRUCTURES 3b 3a Obr. 1 Tropický pavilon v jihlavské Zoo pěti kontinentů Fig. 1 Tropical pavilion in the Zoo of Five Continents in the city of Jihlava Obr. 2 Axonometrický model Fig. 2 Axonometry 3c Obr. 3 Bednění: a) schéma, b) řez, c) severovýchodní vikýř profily bednění a průnik s bedněním tubusu Fig. 3 Formwork: a) scheme, b) section, c) north-east dormer profile of the formworks and intersection with the tube formwork tovaného betonu. Pavilonem protéká meandrující řeka s vodopádem, dojem pralesa navozují mohutné stromy, které v sobě skrývají vnitřní nosné sloupy i další technické prvky. Některé kmeny, liány a další rostliny byly dovezeny přímo z exotických oblastí, jiné jsou umělé, vyrobené ze sklolaminátu. Autenticitu džungle podtrhuje vrak malého letadla a také chatrč domorodců. Zvýšené podlaží, podél jehož stěn jsou terarijní expozice, je pouze v části pavilonu a umožňuje pohled do vodních nádrží s krokodýly. Jeho součástí je také přemostění o rozponu více než 10 m, napodobující pralesní visutou lávku. Obě úrovně jsou dále propojeny schodištěm a také žebříkem u chatrče. Přímý přístup do 2. nadzemního podlaží je možný rovněž po exteriérové rampě. KONSTRUKČNÍ ŘEŠENÍ Hlavní hmotu pavilonu tvoří tři tubusy s proměnným průřezem poloviční elipsy, které jsou propojeny do tvaru písmene Y (obr. 2). Směřují severním, jihovýchodním a jihozápadním směrem a jejich osy svírají úhly 118º, 118º a 124º. S tubusy se prolínají další tělesa, např. jednopodlažní část s technickým zázemím pavilonu. Objekt je založen na železobetonových patkách a pasech, základová deska tloušťky 150 mm má osm výškových úrovní. Hlavní část nosné konstrukce tvoří samonosná železobetonová skořepina o konstantní tloušťce 200 mm, se stěnami vyztuženými při obou površích. Skořepinu podporují dodatečně betonované vnitřní sloupy o průměru 400, 250, resp. 160 mm. V některých místech jsou stropy ve 2. podlaží vykonzolovány z obvodových stěn objektu. Svislé železobetonové stěny v bočních pří zemních přístavbách mají tloušťku 200 mm, částečně jsou zasypány zeminou a fungují rovněž jako opěrné zdi. Stropy technologického zázemí tvoří železobetonové desky tloušťky 250 mm, rampu pak deska tloušťky 150 mm. Schodiště je betonové, monolitické. Vnitřní dělicí stěny jsou vyzděny z keramických příčkovek tloušťky 100 a 150 mm. Základ střešního a zároveň obvodového pláště tvoří skládaná krytina z mořeného měděného plechu, tepelná izolace je tloušťky 300 mm. Portály všech tubusů a také stěny terárií venkovní expozice uzavírá prosklená sloupko-příčníková fasáda. Pavilon je dále perforován několika desítkami kopulovitých střešních světlíků třech velikostí, otvory o průměru mm lze otvírat, zbývající o průměrech a 500 mm jsou pevné. Nejmenší otvory jsou součástí světlovodů, jejichž nerezové tubusy přivádějí světlo na vybraná místa v interiéru. Ploché střechy jednopodlažní části jsou řešeny jako terasy nebo nesou vegetační skladbu. PROJEKT A TECHNOLOGIE Na základě architektonického záměru a dispozičních výkresů ve formátu CAD bylo třeba nejprve vytvořit digitální 3D model pavilonu. Pro dosažení stability a samonosnosti byl navržen nový geometrický tvar konstrukce, založený na průřezech tvaru poloviční elipsy různé velikosti, se svisle orientovanou delší poloosou. Vlastní železobetonová konstrukce skořepiny o tloušťce 200 mm byla vymodelována jako geometricky částečně degradovaný tvar NURBS (NeUniformní Racionální B- -Spline plocha). Ostatní části objektu byly modelovány velmi individuálně jako matematicky obtížně definovatelné zborcené, tedy ve dvou směrech zakřivené plochy. Geometrické modely těles vytvořené v obecném 3D modeláři byly převedeny do systému BIM. Právě 1/2016 technologie konstrukce sanace BETON 9

12 STAVEBNÍ KONSTRUKCE STRUCTURES ak tuální komplexní model nosné konstrukce pavilonu v BIM umožnil vytvoření dílenské dokumentace konstrukční části projektu včetně stavby bednění. Zvláštní nároky na řešení výztuže si vyžádalo umístění bočních vstupů a velkého množství střešních světlíků. Kromě tvarových úprav skořepiny bylo třeba navrhnout také nejvhodnější technologii betonáže, což představovalo celý projekt výzkumu a vývoje. Pro realizaci bylo zvažováno a posouzeno několik možných postupů. Jedním byl tzv. B-systém, kdy je vlastní tvar vytvořen vázanou výztuží a samotné bednění nahrazeno ocelovým pletivem. Další variantu tvořilo oboustranné bednění a litý beton, zkoumány byly rovněž možnosti použití stříkaného betonu. Nakonec byla zvolena monolitická konstrukce s vázanou výztuží, s vnitřním bedněním a postupným vnějším bedněním. Obr. 4a až f Postup výstavby bednění a betonáže Fig. 4a to f Advancement of construction of the formwork and concreting Obr. 5 Dokončená skořepina Fig. 5 Finished shell construction Obr. 6a,b Interiér pavilonu, vnitřní povrchy jsou z torkretovaného betonu Fig. 6a,b Pavilion interior, the surfaces are from shotcrete 4a 4c 4b 4d 4e 4f 10 BETON technologie konstrukce sanace 1/2016

13 STAVEBNÍ KONSTRUKCE STRUCTURES BEDNĚNÍ Ve spolupráci se společností Peri bylo navrženo prostorové bednění s využitím systémů ocelových závor GRV, Variokit a Peri UP. Příčnou vazbu tvoří vrchlík z prvků GRV a boční křídla. Tyto segmenty byly podepřeny lešením Peri UP Rosett. Na nosném ocelovém roštu byly pomocí spon HBU přikotveny dřevěné příhradové nosníky GT 24. Finální povrch formy je z prken (obr. 3a až c). Odvod sil při betonáži zajišťovalo kotvení u paty klenby (táhla DW 15), rádlování s venkovní obálkou a samotné lešení. Vnější bednění z dřevěných překližkových desek bylo sepnuto s vnitřním bedněním za pomoci armovacího drátu 6 mm. Celkový tvar zabezpečovaly rovněž distanční trubičky. Montáž byla rozdělena do několika kroků. Po montáži nosného podpěrného lešení následovalo osazení vrchlíku a bočních křídel, dále pak dřevěných nosníků GT 24 a vše bylo ukončeno pobitím konstrukce nehoblovanými prkny. Podpěrná konstrukce stála na několika výškových úrovních, pro vyrovnání rozdílů posloužil variabilní systém Peri UP Rosett. Vrchlík klenby byl předmontován na ploše mimo řešenou konstrukci a na místo osazen za pomoci jeřábu a manipulátoru, stejně byla provedena i boční křídla. Tvarovou přesnost formy ověřovalo nepřetržité geodetické měření. S ohledem na proveditelnost popsaného bednění bylo se statikem dojednáno vynechání vnitřních nosných konstrukcí, svislé i vodorovné nosné prvky byly betonovány až dodatečně. Odbedňování formy probíhalo stažením podpěrných vřeten SLS a přesunem části bednění manipulátorem. Pokles formy řešily stavěcí patky a hlavy. Segmenty formy byly využity pro realizaci dalších tubusů. 5 BETONÁŽ Pro nosnou konstrukci dodala společnost Cemex beton pevnostní třídy C 30/37 XA2 S3 Dmax 22 mm. Vzhledem ke složitému tvaru skořepiny musela směs splnit přísné požadavky na konzistenci a pozdější pohledové vlastnosti, složení směsi je v tab. 1. V zájmu ověření navrženého řešení byly vyrobeny a následně testovány jednotlivé stavební části skořepina, napojení stropu, sloup a rovněž vnější části na skořepině. 6a 6b 1/2016 technologie konstrukce sanace BETON 11

14 STAVEBNÍ KONSTRUKCE STRUCTURES 7a 7b Obr. 7a,b,c Exteriér, vstupní portály s prosklenou sloupko-příčníkovou fasádou Fig. 7a,b,c Exterior, entrance portals with glass column-truss facade 7c Investor Statutární město Jihlava Architekt Dr. Ing. arch. Jaroslav Huňáček, FORTIS spol. s r.o. Projektant Ing. Vladimír Žák, AS PROJECT CZ, s.r.o. Statika Ing. Milan Mátl, STATIKA STAVEB s.r.o. Dodavatel S u b t e r r a a.s., vedoucí projektu Ing. Radovan Koutek Bednění PERI, spol. s r.o., Ing. Petr Meller Beton CEMEX Czech Republic, s.r.o., Bc. Jiří Konečný Projekt 2010 Realizace 2013 až 2015 Tab. 1 Receptura betonové směsi Tab. 1 Concrete mixture recipe Písek 0/4 mm DTK lokalita Kluk Kamenivo 8/16 mm a 11/22 mm HDK lokalita Rančířov Cement CEM I 42,5 R Dětmarovice Příměs Přísady do betonu CEMEX Czech Republic, s.r.o. Konzistence S3 ( mm) Doba zpracovatelnosti 90 min Eliminaci neřízených trhlin zajistilo vytvoření řízených spár pomocí lamelové betonáže. Směs byla ukládána po jednotlivých vrstvách o výšce 500 mm, v hustě vyztužených částech pak pouze 300 mm. Stejnou hodnotu měl i maximální rozdíl hladin čerstvého betonu mezi pravou a levou částí skořepiny, aby nedošlo k posunu formy. Maximální tlak směsi byl stanoven výpočtem na 30 kn/m 2. V místě uzavírání oblouku na vrcholu stavby nebylo možno použít oboustranné bednění, proto musela tixotropie betonu projít úpravou tak, aby směs nestékala. Požadované vlastnosti betonu pro tuto část byly zajištěny sestavením optimální křivky zrnitosti kameniva a také použitím přísady na bázi polykarboxylátu. Střední část pavilonu byla řešena jako poslední stejným systémem, spojení všech tří tubusů zajistila technologie vypraskávání ve spojích. Směs byla do bednění dopravována bádiemi a zhutňována ponornými vibrátory, případně propichováním. Podlahové konstrukce byly prováděny z betonu pevnostní třídy C 30/37 XA1 S3 Dmax 16 mm. Vzniku mikrotrhlin zabránilo použití polypropylenových vláken, smrštění betonu snížila upravená křivka zrnistosti kameniva a požadovanou vodotěsnost pak zajistilo použití speciální přísady. Betonáže byly prováděny v několika krocích malým pístovým čerpadlem. ZÁVĚR Pro autory projektu i jednotlivé dodavatele patřila atypická stavba k tomu nejnáročnějšímu, s čím se ve své praxi setkali. Podmínkou úspěšné realizace pavilonu plazů byla úzká spolupráce všech zúčastněných, včetně chovatelů a dalších zástupců investora. Tropický pavilon byl v jihlavské zoo slavnostně otevřen 12. prosince a od počátku se těší velkému zájmu návštěvníků. Dr. Ing. arch. Jaroslav Huňáček FORTIS spol. s r.o. hunacek@fortis.ji.cz Ing. Vladimír Žák AS PROJECT CZ, s.r.o. vladimir.zak@asproject.eu Ing. Radovan Koutek S u b t e r r a a.s. rkoutek@subterra.cz Ing. Petr Meller PERI, spol. s r.o. petr.meller@peri.cz Bc. Jiří Konečný CEMEX Czech Republic, s.r.o. jiri.konecny@cemex.com 12 BETON technologie konstrukce sanace 1/2016

15 AKTUALITY TOPICAL SUBJECTS ALEJANDRO ARAVENA NOVÝ NOSITEL PRITZKEROVY CENY ZA ARCHITEKTURU Pritzkerova cena Hyattovy nadace je prestižní ocenění v oblasti architektury. Cenu založili v roce 1979 Jay Pritzker, podnikatel, filantrop, zakladatel hotelové skupiny Hyatt, a jeho žena Cindy. Cena je každoročně udělována žijícím architektům a oceněný architekt získá kromě prestižního uznání finanční odměnu ve výši 100 tis. dolarů. V letošním roce cenu získal 48letý chilský architekt Alejandro Aravena. Porota ocenila zejména jeho projekty veřejných budov a sociálního bydlení, při jejichž navrhování klade důraz na ekologickou udržitelnost, vliv staveb na utváření společnosti a mezilidských vztahů a na technologické inovace. Své rozhodnutí porotci odůvodnili: Vybrali jsme architekta, který prohlubuje naše vnímání toho, co je skutečně výjimečný návrh. Alejandro Aravena je průkopníkem spolupracujícího přístupu, jehož výsledkem jsou silná architektonická díla zhmotňující i výzvy 21. století. Jeho stavby dávají šanci na bydlení i ekonomicky méně privilegovaným, zmírňují důsledky přírodních katastrof, snižují spotřebu energie a vytvářejí přátelský veřejný prostor. Aravenovo inovativní a inspirativní dílo je důkazem, jak architektura dokáže měnit životy lidí k lepšímu. Aravena se v posledních dvaceti letech prosadil zejména díky návrhům staveb v komplexu Universidad Católica de Chile v Santiagu de Chile nebo koleje univerzity St. Edward s v texaském Austinu. V současnosti stojí v čele studia Elemental, které ve spolupráci s vládními úřady a samosprávou připravuje projekty nízkorozpočtového sociálního bydlení tak, aby důstojný byt mohly získat i ty nejchudší vrstvy obyvatelstva. Příkladem je úspěšný projekt half a house. Když není dostatek peněz postavit dobrý dům pro všechny potřebné, proč nepostavit pro kaž dého polovinu domu a nechat ho dokončit zbytek, říká Aravena. Takto navržené řadové domy mají základní betonovou kostru se střechou, kuchyň a koupelnu. Jejich obyvatelé mají možnost postupně dostavět mezery mezi domy a zanechat na nich svůj vlastní otisk. Tento model se ujal a na různých místech Chile a Mexika bylo postaveno cca jeho variací. Alejandro Aravena bude jako prezident letošního benátského architektonického bienále, které se koná od konce května do konce listopadu, moci prezentovat svou vizi architektury i v Evropě. REŠERŠE ZE ZAHRANIČNÍCH ČASOPISŮ KODA MALÝ DŮM VE ŠVÉDSKÉM STYLU Jednou ze zajímavostí architektonického bienále v Tallinnu byl malý dům z vláknobetonu. Dům s názvem KODA byl postaven během několika hodin jako dočasná stavba před tallinnským kreativním centrem Kultuurikatel. Tým estonských architektů, designérů a inženýrů prezentoval do detailu promyšlený miniaturní dům, který má prostorově velkorysou hlavní místnost navazující na elegantně navrženou kuchyň, koupelnu vybavenou pračkou a vzdušný prostor na spaní. Jistými nedostatky jsou omezená možnost skladovacích prostor potřebných zejména během zimního období, chybějící vstupní hala a předsíň. Použití vláknobetonu umožnilo navrhnout subtilní vnější stěny tloušťky menší než 200 mm (dřevěné venkovní stěny provedené v souladu s platnými normami by vyžadovaly tloušťku větší než 300 mm). Návrháři rovněž vyhodnotili beton jako nejlepší alternativu díky zvukové izolační schopnosti. Záměrem bylo, aby beton vypadal jako beton, nepřikrášlený a šedý. Povrch fasády vyrobený pomocí starých plachet dodal navíc vnějším betonovým stěnám výjimečný charakter. Všechny součásti domu je možné naložit na nákladní auto, veškeré technické systémy jsou v zadní části domu. Jestliže bude zájem a KODA se bude vyrábět sériově, jeho cena klesne na cca eur. Nurmi T. KODA pikkulato Ruotsin malliin. Betoni. 4, 2015, vol. 85, p Firemní prezentace ÚVODNÍ PŘEDNÁŠKY: Dopravní tunely v Praze Petr Dolínek náměstek primátorky hl. města Prahy Smluvní vztahy při výstavbě slovenských tunelů Ing. Viktoria Chomová členka výboru STA Okružní trasa metra v Kodani a další dánské tunelové projekty Søren Degn Eskesen prezident ITA Tunelářské aktivity v Číně Prof. Bai Yun člen přípravného výboru 13. MEZINÁRODNÍ KONFERENCE PODZEMNÍ STAVBY PRAHA VÝCHODOEVROPSKÁ TUNELÁŘSKÁ KONFERENCE EETC KVĚTNA 2016 PRAHA, ČESKÁ REPUBLIKA ps2016@guarant.cz 1/2016 technologie konstrukce sanace BETON 13

16 STAVEBNÍ KONSTRUKCE STRUCTURES OCENĚNÍ EXCELLENCE IN CONCRETE 2015 EXCELLENCE IN CONCRETE 2015 V příspěvku jsou představeny stavby, které získaly ocenění Excellence in Concrete 2015 udělované každoročně britskou Betonářskou společností. The article introduces constructions awarded the prestigious Excellence in Concrete by the Concrete Society in the UK in CELKOVÝ VÍTĚZ Nejvyšší ocenění získala stavba Lyme Regis Phase IV Sea Wall and Promenade v Dorsetu. Lyme Regis je malé přímořské město na pobřeží Jurassic v Dorsetu známé díky zařazení na Seznam světového dědictví UNESCO. Během posledních několika de sítek let se část pobřeží odtrhávala a padala do moře, před nedávnem došlo dokonce i k poklesu okrajových částí města. Místní rada proto společně s dalšími subjekty zajistila financování projektu s cílem zastavit erozi pobřeží, která ohrožuje staré město. V současnosti jsou hlavním problémem škody způsobené poklesem řady domů a ztráta pozemků na pobřeží. V budoucnosti může být ohrožena i hlavní silnice s plynovodem zásobujícím 500 domů, o výbuchu a závalech ani nemluvě. Oceněný projekt je čtvrtou etapou prací na ochranu města Lyme Regis. Hlavním cílem je stabilizace sesuvu půdy a zachování významné a unikátní geologické lokality v této části pobřeží. Benefitem stavby je rozšíření pobřežní cesty, nyní použitelné kdykoliv, nejen při odlivu. Přílivová hráz Hlavní ochranou proti vlnám je nová přílivová hráz. Volba materiálu pro tuto konstrukci byla jednoduchá: pouze beton je schopný odolat drsnému počasí a přílivu na pobřeží. Nová přílivová hráz (450 m dlouhá, 8 m vysoká) byla postavena před starou hrází z roku 1950, jejíž životnost již byla u konce. Prostor mezi starou a novou hrází byl volně zasypán, a na něm byla vybetonována deska uložená z nové stěny na starou. Povrch čerstvého betonu byl opatřen zpomalovačem tuhnutí a poté byl otryskán. Projekt musel zahrnout veškeré požadavky dané různorodostí jednotlivých úseků padajícího útesu. Ocelové bednění umožnilo formovat hráz do požadovaného tvaru kopírujícího pobřeží a současně výškově do profilu odolávajícího mořským vlnám. Pro 8 m vysokou hráz byly v horní části použity čtyři panely délky 1,8 m s různou délkou výplňových faset, zatímco tradiční bednění zajistilo vytvoření bezesparé konstrukce různé výškové úrovně ve spodní části. Bednění umožňovalo vytvarovat úseky s 20 a 40m konkávním rádiem, 40m rádiem konvexním a přímá pole. Bylo navrženo a zajištěno tak, aby odolalo i tvrdým podmínkám odlivu a přílivu podél jižního pobřeží Anglie. Dodavatel betonu dokončil práce dle přesného programu i přes rozsáhlé sesuvy, které zavalily velkou část stavby v období kolem Vánoc Řízení stavby bylo i přes náročné povětrnostní podmínky na místě ovlivněném přílivem a odlivem úspěšné a nebyly nutné další vícepráce, což ušetřilo velký objem peněz. Během stavebních prací se dokonce podařilo zpřístupnit pro turisty scenérii bohatou na fosilie. Hráz byla postavena především z betonu C50, ale při stavbě byly použity Obr. 1 Dokončená přílivová hráz během odlivu Fig. 1 Completed sea wave return wall during low tide Obr. 2 Letecký pohled zobrazující rozsah nové přílivové hráze Fig. 2 Aerial picture showing extent of new sea wave return wall Obr. 3 Původní rozpadající se hráz skrytá za novou promenádou a přílivovou hrází Fig. 3 Previous dilapidated sea wall being hidden by new promenade and wave return wall Obr. 4 Finální práce na promenádě Fig. 4 New feature promenade being finished at scenic viewpoint Obr. 5 Speciální betonová pumpa vhodná do podmínek rychlého zaplavení v obtížných podmínkách Fig. 5 Specialist concrete pumping plant ideal for condition of rapid pours in difficult location Obr. 6 Místo stavby namáhané nepříznivými přímořskými povětrnostními podmínkami během výstavby Fig. 6 Construction area subjected to severe coastal weather conditions throughout build Obr. 7 Průběh výstavby Fig. 7 Construction phase Obr. 8a,b Dokončená přílivová hráz a promenáda během klidného dne Fig. 8a,b Completed sea wall and promenade on tranquil day BETON technologie konstrukce sanace 1/2016

17 STAVEBNÍ KONSTRUKCE STRUCTURES i další typy. Pro schodišťové prvky byl použit Diamondcrete, který je schopen odolat síle vln. Tento speciální mate riál se vyznačuje rychlým nárůstem pevnosti: již po dvou hodinách vytvrdne natolik, že se po něm dá chodit, celková pevnost je dosažena během 24 h a v čase narůstá. Estetika projektu byla jedním z hlavních důvodů, proč získal podporu zadavatele a místních firem podílejících se na financování. Díky pečlivému použití zpomalovače tuhnutí a vymývání v omezených časových intervalech (při odlivu) byl na hlavní promenádě vytvořen estetický a odolný protiskluzný povrch. Obnažené kamenivo napomáhá vytvořit přirozený přechod pláže na 8a 8b útesy za ní. Na některých místech byly umístěny pamětní desky a zakomponovány originální fosilie nalezené během výstavby. Udržitelnost projektu spočívá zejména v ochraně historického pobřeží a vytvoření cesty podél moře. Místo bylo stabilizováno, zpřístupněno veřejnosti a výsledkem je tak i podpora turismu. Výběr materiálu byl dán časovým omezením výstavby v průběhu dne (v souvislosti s přílivem a odlivem), kontaktem se slanou vodou a kamenivem unášeným přílivem a odlivem. Dlouhá životnost železobetonu navíc přispívá ke zvýšení udržitelnosti konstrukce. V průběhu projektu byla komunikace mezi klientem, dodavateli a místními obyvateli/obchodníky loajální a přínosná a výsledkem je stavba, která bude chránit město následujících padesát let. Velké uznání patří za to, že při práci v tak nebezpečných podmínkách nebyla v průběhu 14 měsíců výstavby ohlášena žádná nehoda. Zadavatel je s výsledkem velmi spokojený, při stavbě byly splněny všechny zadané požadavky a, co je důležité, je spokojený i s průběhem výstavby. Součástí zadání byla podmínka, aby stavební práce nenarušovaly běžný život místních obyvatel a jejich společenské aktivity, jako např. leteckou show, a neměly nepříznivý vliv na podnikání. Projekt byl dokončen nejen podle 1/2016 technologie konstrukce sanace BETON 15

18 STAVEBNÍ KONSTRUKCE STRUCTURES pře sného harmonogramu navzdory extrémnímu počasí a sesuvům půdy na konci roku 2013, ale i se stanoveným rozpočtem. Komentář poroty: Beton je optimální volbou materiálu pro tuto specifickou konstrukci, zejmén a s ohledem na extrémní náročné pod mínky. Tekoucí podstata betonu umožnila jemný přechod zakřivení tak, aby kopíroval pobřeží. Měkké linie měnícího se zakřivení přílivové hráze a finální vzhled betonu jemně dokreslují přímořskou krajinu. Odolnost a dlouhá životnost betonu v extrémních podmínkách jej v tomto případě činí jediným životaschopným materiálem. Při návrhu byly maximálně využity jeho trvanlivost, pevnost a tvarová přizpůsobivost. Byl použit i speciální beton s rychlým nárůstem počáteční pevnosti. Forma a tvar stěn jsou navrženy tak, aby tlumily energii vln a sledovaly linii stávající přílivové hráze a pobřeží. I přes omezení daná počasím a dobou výstavby na šest hodin během dne je kvalita provedení a finálních povrchů vysokého standardu. Toto je plně funkční projekt, který je ku prospěchu místní komunity a ochraně pobřeží. Přesně zapadá do krajiny a současně umožňuje výhled. Proměnlivé zakřivení hráze je půvabným rysem, který zaujme při pohledu z různých stran. Tento projekt vyniká dvojitým účelem ochranou města a místní komunity a také ochranou pobřeží Jurassic, které je součástí světového dědictví. Vlastník Projektant Manager a supervisor Hlavní dodavatel Dodavatel železobetonu Dodavatel betonu 9b West Dorset District Council AECOM CH2M Balfour Beatty Major Projects Carney Construction Aggregate Industries 9a DALŠÍ OCENĚNÍ Anderston Footbridge, Glasgow Anderstonova lávka pro pěší (obr. 9a až c) byla náročným projektem, který vyžadoval konstrukci 200 m dlouhého rozšíření stávající, částečně dokončené betonové lávky s komorovými nosníky v extrémně stísněném prostředí středu města. Monolitický beton byl zvolen jako nejlepší materiál pro svůj estetický vzhled umožňující návaznost na stávající konstrukci, pro dosažení požadovaného elegantního sinusového připojení a pro snadnou budoucí údržbu. Komentář poroty: Celkový dojem z konstrukce je pozitivní díky jeho spojení s původním Mostem nikam (jak jej nazývali místní). Projekt rovněž umožnil propojení centra města se západní částí Glasgow. Monolitický beton byl jediným vhodným materiálem, který zaručil kontinuitu konstrukce 9c a stylu. Výsledný tunelový efekt si záhy oblíbili místní obyvatelé a amatérští fotografové. Použití monolitického betonu bylo nár očné vzhledem k umístění mostu v centru města a napojení na stávající konstrukci. Tvaru lávky a připojení desky bylo dosaženo pomocí na zakázku vyrobeného uzavřeného sloupového systému Harsco VKP, který umožnil lití betonu po etapách, jež bylo možné zvládnout. Zakřivená část mostu je komplikovaná kvůli přesně danému tvarování. Řemeslné zpracování a konečná úprava jsou prvotřídní, nová konstrukce doplňuje starý most neobyčejně dobře. Vlastník Architektonický návrh Projektant Hlavní dodavatel Bednění Transport Scotland Glasgow City Council URS Corporation & Environmental UK Raynesway Construction Harsco UK 16 BETON technologie konstrukce sanace 1/2016

19 STAVEBNÍ KONSTRUKCE STRUCTURES 10a 10b 10c Obr. 9 Anderston Footbridge: a) nová dokončená konstrukce se zakrytím, b) přístupová rampa na západní konec nové konstrukce, c) dokončený úsek lávky nad parkovištěm hotelu Marriot Fig. 9 Anderston Footbridge: a) the new complete structure with the additional protection, b) the access ramp at the western end of the new structure, c) the completed section of footbridge over the Marriott Hotel car park Obr. 10 a) Bridlington Pump Station, b) detail opískovaného betonového povrchu, c) bílý cement byl použit, aby stavba splynula s okolními budovami Fig. 10 a) Bridlington Pump Station, b) detail showing sand-blasted finish to the concrete, c) white cement was used to blend in with surrounding building Čerpací stanice Bridlington, Yorkshire Čerpací stanice Bridlington (obr. 10a až c) je umístěna v sousedství dvou pláží v Yorkshire, oceněných dle EU modrou vlajkou. Projekt vyžadoval speciální beton s vysokou pevností a trvanlivostí, vhodný do písečného prostředí. Všechny viditelné betonové části jsou v souladu s budovami lázní Victorian v sousedství. Komentář poroty: Celkový dojem z konstrukce je vysoká kvalita řemeslného zpracování pro takovou účelovou budovu. Nadzemní části budovy působí trvale a sounáležitě. Společně s podzemními inženýrskými pracemi se jedná o komplexní projekt s minimálním narušením provozu rampy pro záchranné čluny a promenády. Exponované povrchy vnějších stěn a vnitřních teras se staly hlavním rysem objektu. Celý projekt je obdivuhodně integrován do architektury přímořské promenády. V interiéru jsou povrchy betonu velmi dobře zpracova - né. Exteriér byl navržen tak, aby odpovídal stávajícím konstrukcím, což se velmi dobře podařilo. Výběr barvy a návrh celé škály betonů použitých v projektu, od základů a samozhutňujícího betonu po beton použitý pro venkovní povrchy, je velmi dobrý. Externí povrchy byly dokončeny důkladně, s čistými liniemi a výbornou barevnou konzistencí. Vlastník Hlavní dodavatel Dodavatel betonu Dodavatel přísad Yorkshire Water Morgan Sindall Grontmij Hanson UK CECA Admixtures Cuningar Loop Boulder Park, Glasgow Působivé lezecké povrchy (obr. 11a až c) vytvořené stříkaným betonem jsou uměleckou interpretací reálných skalních útvarů. Toto je poprvé, kdy byl vláknobeton použit pro zajištění konstrukční pevnosti pro umělé boul-dery. Komentář poroty: Ocenit je třeba neobvyklou iniciativu. Cel - kový dojem z konstrukce boulderů je velice působivý, svými tvary vytváří skutečnou interpretaci reálných skalních útvarů. Stříkaný beton se ideálně hodil pro konstrukci a je skvělou propagací fle xi - bility a udržitelnosti materiálu. Po užita byla technologie nástřiku mokrou cestou umožňující vytvarovat bouldery a současně vytvořit požadovanou povrchovou strukturu. 1/2016 technologie konstrukce sanace BETON 17

20 STAVEBNÍ KONSTRUKCE STRUCTURES 11a Betonové bouldery doplňují okolí a vyzývají kolemjdoucí, aby se připojili. Jsou velmi pozoruhodné díky preciznímu provedení a po zásluze je možné nazývat je skulpturami. Kvalita a celkový dojem z finálního provedení byly klíčové při výběru ve veřejné soutěži. Vlastník byl odměněn stavbou, která není jen součástí okolí, ale může nabídnout roky zábavy pro obyvatele Glasgow. Řemeslné zpracování a výsledný povrch boulderů je jedinečný a dělá čest všem zúčastněným. Vlastník Architektonický návrh Projektant Hlavní dodavatel Dodavatel betonu Scottish Lowlands Forest District Serious Climbing Ltd ve spolupráci s Voix Holds WLSquared Serious Climbing Ltd/Robertson Civil Engineering Central Cemex Stage-by-the-Sea, Littlehampton, West Sussex Postaven v omezeném čase, Stage- -by-the-sea (obr. 12a až c) tvoří dvě neobyčejné betonové skořepiny, které byly optimalizovány z akustického a konstrukčního provedení. K vytvoření jemných, avšak přesto odolných tvarů byl použit stříkaný beton, který je perfektní z akustického hlediska zejména pro hudební produkci. Komentář poroty: Navenek se jedná o dvě skořepinové konstrukce, které jsou součástí okolní přímořské krajiny. Hlavní skořepina je optimalizována z hlediska akustiky tak, aby umožnila poslech hudby do cca 45 m bez zesílení. Tvar je proto zakřiven ve třech směrech, aby mohl směrovat zvuk. Malý přístřešek byl také optimalizován z akustického hlediska, ale Obr. 11a,b Cuningar Loop Boulder Park, c) stříkání povrchové vrstvy Fig. 11a,b Cuningar Loop Boulder Park, c) spraying the finishing layer Obr. 12 a) Stage-by-the-Sea, b) větší přístřešek, směřující do vnitrozemí, pro hudební představení, c) menší přístřešek směrem k moři pro místní obyvatele Fig. 12 a) Stage-by-the-Sea, Littlehampton, b) larger shell, facing inland, with bandstand function, b) sea front shelter for local residents naopak tak, aby zachytával zvuky moře. Pro vytvoření takových konstrukcí je třeba materiál, který musí být flexibilní a musí být také hutný, aby odrážel/ zachycoval zvuk. Je těžké si představit tuto konstrukci z jiného materiálu než je beton, který jí dá tvar a umožní přenos zvuku. Použití stříkaného betonu také umožnilo vytvořit subtilní konstrukci, 12a 11b 11c a to vše s rozpočtem , což je mimořádné. Malý, ale velice působivý projekt. Vlastník Architektonický návrh Projektant Hlavní dodavatel Dodavatel betonu 12b Littlehampton Town Council Flanagan Lawrence Expedition Engineering Shotcrete Group UK Shotcrete Group UK 18 BETON technologie konstrukce sanace 1/2016

21 STAVEBNÍ KONSTRUKCE STRUCTURES Vlastník Architektonický návrh Spolupráce Projektant Hlavní dodavatel Subdodavatel Southend Borough Council / University of Essex / South Essex College ADP Hoare Lee AKS Ward Wates Knight Build 12c Obr. 13 Forum: a) hlavní vstup s nočním osvětlením, b,c) atrium Fig. 13 Forum: a) main entrance at night, b,c) atrium The Forum, Southend-on-Sea, Essex Monolitický beton v kombinaci s prefabrikovanými prvky vysoké kvality byl přirozenou volbou pro návrh objektu The Forum (obr. 13a až c) od samého počátku. Z vnějšku čisté křehké linie betonu navazují na přímořskou architekturu, v interiéru pak použití betonu přispívá k celkové nízkoenergetické strategii. Komentář poroty: Forum je působivá konstrukce, jejíž vzhled koresponduje se sousedními objekty: na jedné straně je budova nižší a navazuje na terasový dům, na druhé straně je vyšší a impozantnější, aby se stala součástí veřejného náměstí. Je současně místem, které se může přizpůsobit budoucím požadavkům: dodatečně předepjaté železobetonové stropní desky umožnily vytvořit otevřený prostor bez sloupů. V podlaze zvýšeného vstupního podlaží jsou rozvody topení a chlazení, takže líce podhledů jimi nejsou narušeny. Vnější prefabrikovaná žebra poskytují stínění, akumulují teplo a jsou i zajímavým prvkem na fasádě. Výsledkem dobré kvality řemeslného zpracování a reálného pochopení, co je (nebo není) možné, je vysoká kvalita výsledných povrchů celé stavby. Toto je dobrý příklad, co vše je možné dokázat s betonem i s omezeným rozpočtem. 13a 13b 13c Podrobný přehled oceněných staveb byl uveřejněn v časopise Concrete, Vol. 49, listopad 2015, Issue 09. Děkujeme redakci časopisu Concrete za poskytnutí podkladů a laskavé svolení s českým přetiskem. Redakčně zkráceno. 1/2016 technologie konstrukce sanace BETON 19

22 STAVEBNÍ KONSTRUKCE STRUCTURES BETONPRIJS 2015 NEJLEPŠÍ BETONOVÉ STAVBY V NIZOZEMSKU ZA POSLEDNÍ DVA ROKY BETONPRIJS 2015 THE BEST CONCRETE CONSTRUCTIONS IN THE NETHERLANDS IN THE LAST TWO YEARS Jitka Prokopičová V článku jsou představeny stavby, které byly nominovány Asociací nizozemských výrobců betonu Betonvereniging na cenu Betonprijs 2015 v kategorii Užitné budovy a Obytné budovy. The article introduces constructions nominated by the Concrete Association of the Netherlands Betonvereiniging for the Betonprijs 2015 in categories Residential constructions and Living constructions. Každé dva roky je v Nizozemsku udělována cena Betonprijs za nejlepší stavby, při kterých byl zajímavým způsobem použit beton. Soutěž organizovaná Asociací nizozemských výrobců betonu Betonvereniging, má několik kategorií Obytné budovy, Užitné budovy, Mosty a viadukty, Vodní stavby, Rekonstrukce, Konstrukční řešení, Provedení a Betonové technologie. V posledním ročníku Betonprijs 2015 posuzovala odborná porota celkem 93 návrhů. V každé kategorii byly nominovány tři stavby a 18. listopadu loňského roku během tradičního Dne betonářů byli slavnostně vyhlášeni vítězové. V tomto článku uvádíme přehled nominovaných a vítězných projektů v kategoriích Užitné budovy a Obytné budovy. KATEGORIE: UŽITNÉ BUDOVY V kategorii Užitných budov byly nominovány: nádražní terminál v Arnhemu, muzeum Mauritshuis v Haagu a mrakodrap De Rotterdam v Rotterdamu. Vítězem se podle očekávání stal projekt terminálu v Arnhemu. 1 Terminál Arnhem Celý projekt přestavby nádraží v Arnhemu (obr. 1) navržený architektonickým ateliérem UNStudio patří v Nizozemsku k největším a nejkomplexnějším stavebním projektům poslední doby. Ústřední hala vyniká originální architekturou, která byla velkou výzvou pro stavbaře. Původní návrh počítal s tím, že celá hala bude postavena z betonu, ale nakonec se z technických a úsporných důvodu muselo přistoupit k ocelobetonové konstrukci. Betonu je na stavbě přesto stále dost, jenom na halu jej bylo použito m 3. Výjimečným rysem konstrukce haly je její komplexní forma, limitované množství podpěr a strukturální interakce mezi jednotlivými částmi. Porotu také zaujalo originální řešení střechy terminálu. Ocelová konstrukce je opláštěna betonovými prefabrikovanými dvojitě zakřivenými deskami, při jejichž výrobě bylo použito speciálních flexibilních forem. Na pohled nakonec hala vypadá velmi betonově, ačkoliv v sobě ukrývá ocelovou konstrukci (více v článku na str. 23, pozn. redakce). Zadavatel Architektonický návrh Projekt Dodavatel Subdodavatelé ProRail (Správa železničních tratí), NS (Nizozemské dráhy), město Arnhem, provincie Gelderland UNStudio BAM A&E, ABT, Arup, Arcadis a další BAM, Ballast Nedam Sorba Projects, mbx/concrete Valley De Rotterdam Mrakodrap od věhlasného studia OMA (Rem Koolhaas) je bezesporu nejvýraznější dominantou současného Rotterdamu (obr. 2). Tento kolos tří věží dosahujících výšky 150 m stojící u paty Erasmova mostu je největší stavbou v Nizozemsku. Projektanti a stavbaři se museli vyrovnat s obrovskou hmotou na celkem nestabilním podloží a omezeném stavebním prostoru. Při stavbě byly proto použity originální a inovativní technologie. Fasáda budovy je prosklená, skelet budovy je z monolitického betonu a uvnitř je v hojné míře zastoupen i pohledový beton. Celkový design interiéru nezapře rukopis Rema Koolhase, konkrétně určitou podobu s jeho další ikonickou a první slavnou stavbou galerií Kunsthal stojící nedaleko (více v článku na str. 26, pozn. redakce). Budova byla v této soutěži zařazena do kategorie Užitných staveb, protože její větší část zabírají kanceláře, hotel a restaurace. Jedna z jejich věží je však určena pro byty, které mají úchvatný výhled na celý Rotterdam a jeho okolí. Zadavatel Architektonický návrh Projekt Dodavatel Subdodavatel De Rotterdam C.V. OMA Royal HaskoningDHV Strabag, Züblin Nederland B.V. MAB, OVG Mauritshuis v Haagu Rozšíření slavného muzea Mauritshuis v Haagu podzemním propojením s vedlejší budovou bylo další výjimečnou stavbou roku (obr. 3). Stavbaři využili stávající sklepy pod oběma budovami a jejich propojením vzniklo rozsáhlé podzemní, ale přitom prosvětlené 20 BETON technologie konstrukce sanace 1/2016

23 STAVEBNÍ KONSTRUKCE STRUCTURES Obr. 1 Terminál v Arnhemu střecha opláštěná betonovými deskami Fig. 1 Terminal in Arnhem roof plated with concrete slabs Obr. 2 Mrakodrap de Rotterdam Fig. 2 Skyscraper de Rotterdam Obr. 3 Muzeum Mauritshuis v Haagu vstup z podzemního foyer do historické budovy Fig. 3 Mauritshuis Museum in The Hague entrance from the underground foyer into the historical building Obr. 4 Vila Rieteiland Oost Kavel 01 v Amsterodamu Fig. 4 Villa Rieteiland Oost Kavel 01 in Amsterdam 2 foyer. Celý projekt podle návrhu Hans van Heeswijk Architecten byl dokončen v plánovaném termínu a v rámci plánovaného rozpočtu a je ukázkou špičkové spolupráce architektů, projektantů a stavbařů v nelehkých a stísněných podmínkách uprostřed historického centra města. Ve výsledku muzeum zdvojnásobilo svoji kapacitu a získalo nový prostorný vstup pro každoroční nápor tisíců návštěvníků. Historická budova a nové části na sebe vzájemně harmonicky navazují a dokazují, že klasika a moderní styl se k sobě velmi dobře hodí (více o muzeu v Beton TKS 6/2015, pozn. redakce). Zadavatel Architektonický návrh Projekt Dodavatel Poradci a dozor Nadace Královská obrazárna Mauritshuis Hans van Heeswijk architecten ABT Volker Staal en Funderingen, Koninklijke Woudenberg ARUP, ABT, Dare KATEGORIE: OBYTNÉ BUDOVY V kategorii Obytné budovy byly nominovány dvě soukromé vily: Kavel 01 v Amsterodamu, Het Tolhuis v městě Zaltbommel a několikapodlažní obytný dům s obchody Amadeus v Haagu. Vítězem se stala vila v Amsterodamu. Vila Rieteiland Oost Kavel 01 v Amsterodamu Tento celkem malý projekt s velkým důrazem na detail zaujal kvalitou svého návrhu i provedením. Na omezeném složitém pozemku cípu ostrova vznikl dům s elegantními jednoduchými tvary, extrémně do detailu provedený a konstrukčně zajímavé řešený. Je to dům plný překvapení a kontrastů s výraznými prostorovými a materiálovými kvalitami. Udivuje neomezeným prostorem s panoramatickým výhledem do přírody a naproti tomu soukromím ukrytým za závojem žaluzií. Elegantní nábytek na míru kontrastuje s téměř brutální betonovou strukturou v interiéru, v kombinaci s teplým dřevem a studenou ocelí. Světlo a výhled byly klíčovým faktorem při navrhování tohoto domu, který byl dokončen v roce Vytvořit velký otevřený prostor bez podpůrných sloupů bylo možné díky nosné betonové konstrukci fasády a centrální schodišťové šachtě, ve velké míře je zde použit pohledový beton. Pro tento projekt byla dokonce vyvinuta speciální technologie stříkaného betonu na fasádu. Vzhledem k tomu, že kvůli předpisům nebylo možné postavit na místě vyšší dům, je jeho část zapuštěna do země jako suterén. Podél jižní fasády je zemina vyhloubena a umožňuje tak přístup slunce a světla i do těchto suterénních místností. Zvenčí se dům jakoby vznáší nad zemí. Krásný výhled a splynutí s přírodou je dokladem soudobého moderního bydlení. Architektonický návrh Projekt Dodavatel Geotechnický poradce Studioninedots Amsterdam ABT Valleibouw Veenendaal ABT 3 4 1/2016 technologie konstrukce sanace BETON 21

24 STAVEBNÍ KONSTRUKCE STRUCTURES 5 Obr. 5 Vila Het Tolhuis, Zaltbommel Fig. 5 Villa Het Tolhuis, Zaltbommel Obr. 6 Obytný dům s obchody Amadeus, den Haag Fig. 6 Amadeus residential house with shops in The Hague Architektonický návrh Projekt Dodavatel Bekkering Adams architecten CAE Nederland BV Woudenberg Wijnstekers 6 Vila Het Tolhuis, Zaltbommel Rozšířením stávajícího historického mýtného domu z roku 1836 ve městě Zaltbommel vznikla výjimečná vila s novou obytnou částí a pracovním prostorem (obr. 5), která se díky proskleným stěnám a posuvným dveřím otevírá do zahrady a umocňuje pocit domu coby zelené oázy v centru města. Beton zde byl použit jako spojující element mezi starou a novou částí a v hojné míře i v interiéru jako dekorační prvek. Příkladem je malý bazén s dešťovou vodou, která se v domě používá jako užitková. Železobetonová konstrukce v sobě ukrývá i instalace a vybavení jako je topení v podlaze a ve stěnách, elektroinstalace, osvětlení a centrální vysavač. Stěna tvořená vertikálními a nakloněnými sloupy z monolitického betonu odděluje starou část a nový obytný prostor a ohraničuje část chodby, ze které je přístup do všech částí domu. Při výstavbě byl kladen velký důraz na detail a preciznost provedení. Amadeus, den Haag U této několikapodlažní budovy v centru Haagu je zajímavá nejen její architektura, ale především konstrukční řešení základů (obr. 6). Po důkladném průzkumu a posouzení přenosů sil v základech a s ohledem na těsnou blízkost tunelu pro tramvaje, které místem projíždějí, bylo rozhodnuto opětovně využít zesílené stávající základy domu, který stál na místě předtím. Strop sklepa byl zesílen pomocí ocelových rámů tloušťky 400 mm zapuštěných v nové betonové podlaze. Skelet domu byl postaven z monolitického betonu s ocelovou konstrukcí. Zvláštní důraz byl kladen na snížení hmotnosti nadzemní části, aniž by to způsobilo snížení komfortu bydlení. Proto byly železobetonové stropy v jednotlivých patrech konstruovány s pomocí systému Cobiax, který snížil hmotnost stropu až o 35 %. Dalším prvkem byly tzv. stabilizační portály přes tři úrovně výšky 13 m a šířky 15 m, které spolu s prefabrikovanými betonovými stěnami zajišťují celkovou stabilitu budovy. Výsledný projekt je ukázkou vysoké architektonické a urbanistické kvality v centru města. Rohový dům s dvěma věžemi perfektně zapadá do sousední zástavby, má celkem 8500 m 2 komerční plochy ve třech podlažích a nad ní 36 soukromých a 40 nájemních bytů. Stojí na místě, kde kdysi stával dům, ve kterém byl ubytován Wolfgang Amadeus Mozart, který jako dítě v Haagu koncertoval a po kterém nese nová budova své jméno. Zadavatel Architektonický návrh Projekt Dodavatel Developerská společnost Kalvermarkt (ASR a Provast) Bedaux de Brouwer Architecten IMd Raadgevende Ingenieurs Züblin Nederland B.V. Redakce děkuje Betonvereniging za poskytnuté materiály a fotografie. Jitka Prokopičová Autorka žije v Nizozemsku 22 BETON technologie konstrukce sanace 1/2016

25 STAVEBNÍ KONSTRUKCE STRUCTURES 1 NÁDRAŽNÍ TERMINÁL V ARNHEMU IN ARNHEM RAILWAY TERMINAL Jitka Prokopičová V nizozemském Arnhemu byl na konci loňského roku slavnostně uveden do provozu nádražní terminál. Neobyčejná ocelobetonová stavba organických tvarů je součástí komplexního projektu přestavby celého nádraží. At the end of the year, a new railway terminal was open in Arnhem, The Netherlands. An extraordinary, steel-concrete construction in an organic shape is a part of a complex project of the whole railway station reconstruction. 2a 2b Obr. 1 Nové nádraží v Arnhemu Fig. 1 New railway station in Arnhem Obr. 2 a) Situace, b) podélný řez Fig. 2 a) Situation, b) longitudinal section Arnhem je jedním z nejdůležitějších železničních dopravních uzlů v Nizozemsku, kde se křižují lokální i mezinárodní trasy. Přestavba nádraží byla holandskou vládou zařazena mezi klíčové projekty železniční infrastruktury. Celý komplex nádraží navrhlo architektonický atelier UNStudio, v jehož čele stojí známý architekt Ben van Berkel. Jeho projekt nové nádražní haly se vyznačuje organickými tvary tvořícími jednu velkou plynoucí vlnu. Nerovnosti terénu využili architekti pro zajímavé architektonické řešení. Málokde mají stejná podlaží komplexu budov i stejnou výškovou úroveň, pravý úhel se těžko hledá. Různé úrovně podlaží v jednotlivých částech komplexu však na sebe plynule navazují, vzájemně se prolínají a jsou pospojovány schodišti, rampami či přemostěními. Van Berkel se údajně inspiroval krajinou okolo Arnhemu, která není úplně typicky holandská a vyznačuje se mírnými kopci a krásnými lesy s vřesovišti. Součástí komplexu jsou i dvě výškové budovy, zvané věže, s barevným provedením fasády. Modrá věž s vlnitou texturou má připomínat řeku Rýn, která protéká městem na jih od nádraží, zelená věž zase odkazuje na krásný rozlehlý park Sonsbeek na severní straně (obr. 1). 1/2016 technologie konstrukce sanace BETON 23

26 STAVEBNÍ KONSTRUKCE STRUCTURES 3a 3b Investor se rozhodl rozsáhlý projekt časově rozdělit do dvou částí. V první fázi byly vybudovány garáže a podzemní stanoviště pro kola, přístupový tunel pro pěší k nástupištím a dvě zmíněné výškové budovy. Současně byl navýšen počet kolejišť a zbudován příjezdový tunel pro vlaky Dive-under umožňující mimoúrovňové křížení vlaků v severojižním a západovýchodním směru (více v Beton TKS 6/2014, pozn. redakce). Nejrozsáhlejší část projektu nádražní hala společně s kancelářskou budovou s názvem K5 byla realizována v druhé fázi. Nádražní hala měla být podle původního projektu postavena celá z betonu. Architekti chtěli využít téměř neomezené tvarové možnosti monolitického betonu a navrhli originální skořepinu dvojí křivosti, kde jedna část přechází plynule v druhou a vytváří unikátní plovoucí formu. Realizace takto zakřivené betonové konstrukce s vyloučením všech rizik by ovšem vyžadovala vysoké náklady a investoři měli fixní rozpočet 47,5 milionu eur. Z úsporných a technických důvodů bylo později rozhodnuto, že nosná konstrukce bude ocelová v kombinaci s železobetonovými částmi. Dodavatelem ocelových částí byla společnost Centraal Staal z Groningenu (CSG), jejímž původním zaměřením je konstrukce námořních lodí, ale která se v posledních letech specializuje také na pozemní stavby. Nádraží v Arnhemu je nyní unikátní kombinací betonu, oceli a skla. Obr. 3a, b Průběh výstavby Fig. 3a,b During construction phase Obr. 4 Prosklená fasáda Fig. 4 Glass facade Obr. 5 Fronttwist, centrální spirálový pilíř z oceli a betonu Fig. 5 Fronttwist, central spiral column from steel and concrete Obr. 6 Zářící terminál jako organická plynoucí vlna Fig. 6 Glowing terminal like an organic flowing wave 4 5 projektu je komplexní forma, limitované množství podpěr a strukturální interakce mezi jednotlivými částmi. Budova nádraží sestává z několika částí, z nichž každá má odlišný charakter, ale společně tvoří jeden celek. V suterénu jsou garáže a dvoupatrové stanoviště pro kola a nad nimi se klene světlem zalitá velkoprostorová nádražní hala, které dominuje Fronttwist, 16 m vysoký spirálový pilíř z oceli a betonu. Výraznými nosnými prvky haly jsou šikmé V-stěny, které jsou založeny pod podzemními garážemi, prostupují jimi a následně celou budovou. Při návrhu konstrukce bylo použito 3D modelování v programu Scia Engineer. Bylo to nezbytné z důvodu komplexní formy, zakřivení struktur, naklonění podpěr a celkové interakce s konstrukcemi fáze 1. POHLEDOVÝ BETON A STŘECHA Velká část betonových konstrukcí je v pohledové kvalitě, což ovlivnilo návrh betonové směsi (např. limitovaná přípustná šířka trhlin) a současně vedlo ke zvýšeným nárokům na provádění. Dalším limitujícím faktorem bylo dodržení požadované homogenní světle šedé barvy. Výztuže betonových konstrukcí dlouhé několik kilometrů jsou do sebe propletené podle tvaru staveb a v kritických místech křížení byly provedeny KOMPLEXNÍ FORMA A STRUKTURÁLNÍ INTERAKCE Nádražní terminál a budova K5 se nachází vedle sebe a díky svým organickým formám do sebe plynule zapadají. Nosná konstrukce obou je ocelobetonová. Výjimečným rysem této části 24 BETON technologie konstrukce sanace 1/2016

27 STAVEBNÍ KONSTRUKCE STRUCTURES 6 trojrozměrně. Na halu bylo použito kolem m 3 betonu a 680 t ocelových prvků. Ocelové části byly vyráběny v Groningenu, ale také v sousedním Německu. Jakkoliv je konstrukce střechy ocelová, je zakončena opláštěním betonovými prefabrikovanými prvky vyrobenými s použitím flexibilních forem. Ty byly jedinou cenově dostupnou možností, jak zakrýt plochu m 2 pomocí dvojitě zakřivených desek. Kvůli dvojímu zakřivení stropních desek bylo prakticky nemožné použít tradiční způsob vyztužení, a proto byl použit speciální mix z vysokopevnostního sklovláknobetonu. Proces výroby byl přísně kontrolován a nákup všech surovin musel proběhnout najednou, aby se zajistilo dodržení jednotné barvy konečného produktu. ZÁVĚR Terminál byl slavnostně uveden do provozu 19. listopadu Příprava a rea - lizace celého obrovského projektu trvala téměř dvacet let a stála 163 milionu eur. Arnhem teď má supermoderní architektonicky výjimečné nádraží budoucnosti, které denně dokáže pojmout až 110 tisíc cestujících. Poskytuje komfort při cestování a bude jistě sbírat i ceny za architekturu. Nejméně dvě již má: za nejlepší stavbu z oceli a za nejlepší betonovou užitnou budovu v soutěži Betonprijs Zadavatel Architektonický návrh Projekt Generální dodavatel ProRail, NS, Město Arnhem, provincie Gelderland UNStudio Arup, Van der Werf & Lankhorst, BAM Advies & Engineering, Arcadis, DGMR Bouwcombinatie OV Terminal Arnhem (BAM, Ballast Nedam) Zdroje použité pro přípravu článku: UNStudio, BAM, časopis Cement, ProRail, Arnhemcentraal.nu Jitka Prokopičová Autorka žije v Nizozemsku Fotografie: 1 Siebe Swart, 3a, 3b Stefan Verkerk, 4, 6 Frank Hanswijk, 5 Ronald Tileman PROFESIONÁLNÍ ŘEŠENÍ výzkum vývoj výroba obchod poradenství pro sanace betonových konstrukcí Redrock Construction s.r.o. Újezd 40/450, Michnuv palác Praha 1, Malá Strana Telefon: Fax: info@redrock-cz.com Firemní prezentace 1/2016 technologie konstrukce sanace BETON 25

28 STAVEBNÍ KONSTRUKCE STRUCTURES DE ROTTERDAM DE ROTTERDAM Jitka Prokopičová Rotterdam má novou dominantu, tzv. Vertikální město, ve kterém se může pohybovat denně až lidí. Tři věže se společnou základnou posunuté v horní části různými směry byly velkou výzvou pro projektanty i stavbaře. Rotterdam has a new dominant, so called Vertical City, where up to people can be around daily. Three towers, built on a common foundation, shifted in different directions in their upper parts were the challenge to project engineers and builders. Mrakodrap De Rotterdam od věhlasného studia OMA (Rem Koolhaas) je největším domem nejen v Nizozemí, ale i v celé Evropě. Jeho tři věže vypínající se do úctyhodné výšky 150 m sice nepřerostly nedaleko stojící Maastoren (161 m), ale co do celkového objemu se 3 této nové dominantě Rotterdamu stojící na břehu řeky Maas u paty slavného Erasmova mostu jen tak nic nevyrovná: 44 podlaží, celkový objem 543 tisíc m 3, 160 tisíc m 2 plochy, z toho 60 tisíc m 2 kanceláří, m 2 restaurační plochy, čtyřhvězdičkový hotel s m 2 konferenční plochy a 280 pokoji, parkoviště pro 670 aut a k to mu ještě 240 bytů. To všechno pojme tento gigant o celkové váze 230 tisíc t, ve kterém se může denně pohybovat až 5 tisíc lidí a kterému se tudíž právem říká Vertikální město. De Rotterdam je doposud největší projektem, který kdy byl v Nizozemsku realizován. Masivní spodní část budovy o rozloze 100 x 40 m a výšce 30 m má šest podlaží. Z ní vyrůstají tři věže, které jsou ve výšce 90 m nad úrovní země horizontálně posunuté přibližně o 9 m, každá jiným směrem, takže budova vypadá z každé strany trochu jinak. KONSTRUKCE A PROVEDENÍ Navržený zalomený tvar spolu s obrovskou hmotou a nestabilním podložím byl velkou výzvou pro projektanty stavby, protože hrozilo nestejnoměrné sedání budovy. Nosná konstrukce budovy je monolitický železobetonový skelet založený v hloubce 24 m pod úrovní moře (NAP Normal Amsterdams Peil) v první písčité vrstvě. Pro korekci sedání budovy během stavby byly na několika místech použity hydraulické písty. Tento způsob byl efektivnější a levnější než původně uvažovaný princip hloubkového zakládání a masivní základové desky pod celou stavbou. Hydraulická zařízení pod pilíři v podzemí budovy korigovala rozdíly v sedání až 120 mm. 2 Obr. 1 Vertikální město De Rotterdam Fig. 1 Vertical City De Rotterdam Obr. 2 Model podélný řez Fig. 2 Model the longitudinal section Obr. 3 Výstavba železobetonové monolitické konstrukce s použitím šplhacího bednění Fig. 3 Construction of the in-situ structure utilizing the climbing formwork Obr. 4a,b De Rotterdam v kontextu okolní zástavby Fig. 4a,b De Rotterdam in the context of the surrounding buildings Obr. 5a,b Interiéry Fig. 5a,b Interiors Při projektování a stavbě bylo použito 3D modelování. Při výpočtech spolupracoval prováděcí architekt B+M se stavební firmou DeltaPi, která vylepšila konstrukci budovy tím, že nahradila diagonály mezi pilíři tzv. stabilizačními stěnami. Aby se mohl realizovat navržený převis, vyvinula firma Peri řešení s příhradovým nosníkem, který je i důležitou součástí konstrukce. Běžné díly byly použity v kombinaci se speciálně vyvinutým táhlem (na ztužení konstrukce proti namáhání tahem způsobenému většinou větrem). Během výstavby dvou nejvyšších pater bylo stavební místo chráněno speciálními ochrannými stěnami, takže stavaři mohli pracovat chráněni před větrem i v takové výšce. To mělo po BETON technologie konstrukce sanace 1/2016

29 STAVEBNÍ KONSTRUKCE STRUCTURES 4a 4b zitivní vliv na rychlost stavby. Pro konstrukci jednoho podlaží potřeboval dodavatel pouhých 8 dnů. 5a 5b PROČ MONOLITICKÝ BETON? Projektanty a stavaře k tomu vedly ekonomické, logistické, ale především konstrukční důvody. Nestejnoměrné sedání způsobené hmotou stavby a její konstrukcí vyžadovalo větší flexibilitu při stavbě. Určitou roli hrály i technické instalace. Na tak malém prostoru byla možnost pohybu jeřábů omezená. Dopravování bednění z jednoho patra do druhého bylo přece jenom jednodušší než případné dopravování prefabrikátů jeřáby (kterých bylo na staveništi celkem pět). Hlavní důvod použití monolitického betonu byl ale konstrukční. Každá z věží má své vlastní základy na pilotech, ale pilíře na okrajích stavebního místa stojí na patkách. Stavba měla nerovnoměrné sedání pod středem věží 200 mm a na okrajích 120 mm. Nosná konstrukce z monolitického betonu v kombinaci s použitím hydraulických pístů byla řešením. Pro jednotlivé konstrukce byly použity různé třídy betonu: na sloupy beton C80/95, na stěny C50/63 a na podlahy C25/30. Vzhledem k tomu, že bylo potřeba získat co nejvíce místa, sloupy jsou optimalizované, tzn. že jejich průřez se s narůstající výškou budovy zmenšuje. PŘESNÁ LOGISTIKA Pozemek De Rotterdam se nachází v husté zástavbě centra města. Vzhledem k omezené možnosti skladování na staveništi byly některé části jako např. ochranné stěny dodávány kompletně smontované a jeřáb je přepravoval přímo na místo. Při stavbě byl použit sofistikovaný software (srovnatelný se softwarem pro letiště Schiphol), který řídil všechny dodávky materiálu. Auta se musela registrovat pár dnů před tím, než byla vpuštěna na stavbu a dostala tzv. boarding pass. Činnost jeřábů navazovala na tento systém, takže automaticky byly připraveny zpracovat dodaný materiál, aby mohl být hned použit. Na třech místech v Rotterdamu byly vytvořeny tzv. čekací lokality, odkud nákladní auta s materiálem vyrážela v přesně stanovený čas, aby doba strávená přímo na stavbě byla co nejmenší. Sypký materiál, zrovna jako vytěžená zemina ze základů se dopravovaly na lodích. ZÁVĚR Mrakodrap De Rotterdam byl uveden do provozu v prosinci 2013 a od té doby již získal řadu architektonických nominací a ocenění. Mezi nimi například cenu CTBUH jako Nejlepší výšková budova v Evropě, nominaci na cenu Mies van der Rohe 2015 a naposledy byl nominován na cenu Betonprijs 2015 jako nejlepší užitná stavba z betonu. Tato stavba nepřestává vzbuzovat pozornost, ale i diskuse o smysluplnosti takových obrovských projektů, protože ještě teď, dva roky po dokončení se ji nepodařilo zcela zaplnit Zadavatel De Rotterdam CV, Rotterdam Architektonický návrh OMA, Rotterdam Prováděcí architekt B + M Architecten, den Haag Projekt Royal HaskoningDHV (dříve Corsmit) Dodavatel Züblin Nederland (Strabag), Vlaardingen Provádění betonových prací Zucotec, Lisabon Dodavatel bednění Peri Nederland, Schijndel Dodavatel betonu Dyckerhoff Basal, Rotterdam Hrubá stavba září 2010 až březen 2013 Ukončení celé stavby listopad 2013 Zdroje použité pro přípravu článku: de rotterdam.nl, oma.eu, bplusm.nl, cementonline.nl, cobouw.nl, bouwereld.nl Jitka Prokopičová Autorka žije v Nizozemsku Fotografie: 1, 5a, b Ossip van Duivenbode, 3 archiv společnosti Peri, 4a Fred Ernst, 4b archiv derotterdam.nl 1/2016 technologie konstrukce sanace BETON 27

30 MATERIÁLY A TECHNOLOGIE MATERIALS AND TECHNOLOGY V PRAZE NA NÁRODNÍ TŘÍDĚ ROSTE UNIKÁTNÍ MONOLITICKÁ STAVBA UNIQUE CAST-IN-PLACE CONCRETE BUILDING IS BEING CONSTRUCTED IN NÁRODNÍ TŘÍDA IN PRAGUE 1 Radek Syka V centru Prahy roste Palác Národní. Jedná se o železobetonový monolitický skelet, při jehož stavbě jsou používány probarvené betony, reliéfní otisky a velký důraz je kladen na extrémní kvalitu provedení stavby, včetně zajištění bezpečnosti pracovních čet. The Národní Palace is growing in the centre of Prague. The construction is a reinforced concrete, in-situ cast frame using coloured concrete and embossed prints. Great emphasis is being paid to the top quality of the realization of the construction, incl. the safety of the workers. Novostavba v centru historického města se vždy potýká s různými pohledy zda zachovat historický ráz či dát zelenou moderní architektuře. V případě Paláce Národní došlo na zelenou, a to doslova, protože jeho prosklené terasy budou zaplaveny rostlinami. Původní projekt hotelového komplexu byl přehodnocen a na místě se staví polyfunkční budova s kancelářemi, obchody a restauracemi (obr. 1). Skvělá práce betonářů, kteří si hrají s každým detailem stavby, tak bude naštěstí přístupná široké veřejnosti. Ve čtyřech podzemních a osmi nadzemních patrech je co obdivovat: celý betonový skelet budovy je doslova prošpikován otisky různých předmětů, rozličných povrchů bednicích desek a třeba i stromů. Stěny monolitu realizujeme zejména prostřednictvím rámového bednění. Desky ale podle přání architekta nahrazujeme na vybraných místech jinými prvky například OSB deskami, heraklitem, hoblovanými nebo broušenými prkny a dalšími materiály, popisuje stavby vedoucí Milan Vávra ze společnosti Terracon. Otisky nejsou náhodné dle aktuálního nápadu, všechny jsou striktně zadané a do detailu rozkreslené architektem. V betonu je možné najít i různé vsadky z cihel (obr. 3), prejzů, kamenů nebo také otisky nářadí, rukou nebo třeba bot. Reliéfy se objevují i na stropech. Do bed nění stropů jsou vkládány různé provazy, kabely a plachty, abychom vytvořili zajímavé obrazce ve finálním betonu (obr. 2a,b). Tyto obrazce se pak prolínají celou budovou, doplňuje stavbyvedoucí Miroslav Mrázek. PROBARVENÉ BETONOVÉ STROMY Každé patro má svůj styl tvořený právě otisky. Například přízemní patro zdobí otisky skutečných stromů včetně listí, žádné silikonové matrice (obr. 4b). Ty jsou navíc otisknuty do probarveného betonu, který vytváří na stěnách i sloupech efektní šedé, bílé, cihlové a hnědé pruhy. Beton je upravován přímo v betonárce do mixu je přidáno barvivo, které se po cestě z betonárky na stavbu optimálně promixuje s betonem a probarví ho na požadovaný odstín. Po betonáži je nutné stroje pečlivě vyčistit a teprve pak je možné připravit další várku betonu. Při betonáži barevných pruhů je třeba navíc počkat až várka optimálně zavadne a teprve poté lze betonovat další vrstvu, jinak by mohlo dojít k jejich promíchání a barevnému šumu na betonovaných objektech. Betonáž stěny tak trvá celý den. REALIZACE NEGATIVNÍCH OTISKŮ Otisky na zdech i stropech (obr. 4a až c). jsou realizovány skutečnými 28 BETON technologie konstrukce sanace 1/2016

31 MATERIÁLY A TECHNOLOGIE MATERIALS AND TECHNOLOGY Obr. 1 Palác Národní vyrůstá v historickém centru Prahy Fig. 1 The Národní Palace is being built in the very centre of Prague Obr. 2a,b Na stropech je možné najít i kruhové otisky tvořené lany a kabely Fig. 2a,b Circular prints of ropes and cables can be found on the ceilings Obr. 3 Pohledové betonové stěny s vsadkami z cihel Fig. 3 Walls from architectural concrete with brick layers Obr. 4a až c Detaily otisků na zdech i stropech Fig. 4a to c Details of prints on the walls and ceilings 2a 2b 3 předměty; výjimku tvoří jen otisky rukou betonářů, kterých je v prvním podzemním podlaží plná garáž. Ruce si kolegové otiskli do sádry. Po jejím vytvrdnutí jsme z těchto forem vyrobili silikonové pozitivní odlitky, které jsme následně přibili na bednicí desku, a vybavili odbedňovacím prostředkem. Samotná betonáž pak probíhala standardně, popisuje Miroslav Mrázek. SPECIÁLNÍ BEDNĚNÍ Netradiční stavba se nedá realizovat jen s běžným bedněním. Některá místa bylo třeba betonovat do bednění, které svými ojedinělými tvary naplní autorovy mnohdy značně divoké představy. Výroba speciálního bednění pro komplikované tvary probíhá většinou ve výrobně zvláštního bednění Doka v pražských Čakovicích, jen zřídka se tvoří přímo na stavbě. Touto výjimkou bylo bednění pro vorvaně, jak stavební tým přezdívá oválným výztuhám (obr. 6a,b). Naši technici vytvoří plány pro výrobu a nasazení bednění jakéhokoliv tvaru, ve výrobně zvláštního bednění pak tyto plány převedou do reality, komentuje Dipl. Ing. Arch. Zoran Tanevski, vedoucí technického oddělení a výrobny zvláštního bednění. Bednění vyrábíme od základu přímo podle požadavků stavby nebo architekta. Dokážeme tak snadno naplnit jeho představy, aniž bychom museli na stavbě improvizovat, doplňuje. V rámci stavby nejsou stropní desky betonovány do roviny, ale jsou na nich různé odskoky a mají různé výšky. Milan Vávra vysvětluje: Architekt požaduje pohledové stropy bez jakýchkoliv podvěšených vzduchotech- 4a 4b 4c 1/2016 technologie konstrukce sanace BETON 29

32 MATERIÁLY A TECHNOLOGIE MATERIALS AND TECHNOLOGY 5a 5b nik nebo podhledů. Veškeré chlazení, rozvody vzduchotechniky i kabeláže bu dou v podlahách a zabudované ve stropních železobetonových deskách. Bednění vyrobené na míru se technickými parametry, jako je snadné použití, únosnost i bezpečnost nasazení, plně vyrovná systémovým prvkům. BEZPEČNÁ STAVBA JE ÚSPĚŠNÁ Základem úspěšné stavby je kvalitní práce a její rychlý postup. To se nedá dosáhnout bez profesionálně řízené bezpečnosti na stavbě. S kvalitním zabezpečením stavby máme velmi dobré zkušenosti. Tady jsme například zkusili novinku systémovou ochranu volného okraje Doka XP, komentuje stavbyvedoucí Miroslav Mrázek. Ochrana okraje je tvořena z univerzálních sloupků, které lze doplnit o řadu patek pro upevnění na různých typech bednění, schodištích nebo třeba hrubé stavbě i parapetu (obr. 7). Sloupky jsme doplnili o ochranné mříže XP, které vnímáme jako velký bonus. Jsou jednoduché na montáž, lehké na přepravu, bezpečné při použití a navíc se nám na stavbě neztrácí jako běžné zábradlí tvořené Obr. 5a,b Schodišťová stěna z probarveného betonu Fig. 5a,b Staircase wall of coloured concrete Obr. 6a,b Zvláštní bednění vyrobené na míru pro tento projekt dalo tvar i speciálním oválným výztužím, kterým tým stavby přezdívá vorvani Fig. 6a,b Special formwork, tailor-made for this project, formed also special oval reinforcements, which are called sperm whales by the construction team Obr. 7 Systém ochrany volného okraje Fig. 7 Security system of the outer edge Obr. 8a,b,c Pohledové betony od sklepa až po střechu Fig. 8a,b,c Architectural concrete from the basement to the roof 6a 6b 7 30 BETON technologie konstrukce sanace 1/2016

33 MATERIÁLY A TECHNOLOGIE MATERIALS AND TECHNOLOGY 8a 8b 8c fošnami. Stává se, že si chlapi na stavbě půjčují prkna ze zábradlí když potřebují dřevo. V takovém případě není ochrana okraje příliš bezpečná, přiznává Miroslav Mrázek. Zbývá dodat, že popsaný bezpečnostní systém je navíc lehce stohovatelný a zabírá o třetinu méně prostoru při přepravě než jiné systémy. ELEKTRONICKÁ POMOC PRO PŘEHLED NA STAVBĚ Stavba v historickém centru města má omezený prostor pro skladování materiálu. Proto je důležité, aby se podpora dodavatelů zaměřila i na výkonnou logistiku a funkční přehled materiálu. Společnost Terracon na svých stav bách využívá platformu mydoka, která poskytuje stavbyvedoucím jasný přehled o materiálu na stavbě i všechny relevantní dokumenty jako jsou dodací listy, vratky i faktury, popisuje Radek Syka, key user systému pro Českou republiku. Platforma je přístupná online a je aktuální v reálném čase, takže stavebníci mají vždy přesný přehled. UNIKÁTNÍ OTISK DO MĚSTSKÉHO ARCHITEKTONICKÉHO FONDU Důležité je, že stavba bude po svém dokončení z velké části přístupná veřejnosti. Betonářský um, jaký se zde podařilo uplatnit, se hned tak nevidí. A navíc není jisté, zda vůbec ještě v nej bližších letech bude vyrůstat podobná stavba v centru prahy pravděpodobně se totiž jednalo o poslední volnou parcelu. I proto celou stavbu komentuje Miroslav Mrázek takto: Stavíme Palác Národní, a to je něco výjimečného. Taková příležitost pro realizaci už asi nebude a my jsme proto hrdí, že tady můžeme zanechat svůj otisk. Mimochodem doslova, protože jedna z rukou, které jsou otištěny v suterénních prostorách, je jeho. Architektonický návrh Ing. Arch. Stanislav Fiala, Fiala + Němec, s. r. o. Generální dodavatel Hinton, a. s. Dodavatel monilitu Terracon, a. s. Dodavatel bednění Česká Doka bednicí technika, spol. s r. o Realizace září 2012 až prosinec 2016 Radek Syka Česká Doka bednicí technika, spol. s r. o. radek.syka@doka.com Odborníci na bednění. Pomáháme realizovat Vaše smělé plány Ať už jsou Vaše představy monolitické konstrukce sebenáročnější, bednění Doka jim může pomoci vtisknout tvar, strukturu a finální vzhled. S moderními profesionálními systémy Doka je realizace monolitu snazší - od prvotního plánování, přes dodávky bednění až po finální servis a vyhodnocení Vaší stavby. Při Vašem projektu se tak můžete spolehnout na dlouholeté zkušenosti odborníků na bednění ze společnosti Doka. S S výrobnou bednění přímo pro požadavky stavby pomůžeme realizovat každý projekt. S Bezpečnost na stavbě je pro nás prioritou. Proto nabízíme také bezpečnostní program. 1/2016 technologie konstrukce sanace BETON 31

34 MATERIÁLY A TECHNOLOGIE MATERIALS AND TECHNOLOGY ZASTAVÍ NÁS SNAD JEN OBLOHA! THE SKY S THE LIMIT! Pierre-Claude Aïtcin, William Wilson V příspěvku je shrnut vývoj výstavby výškových budov v souvislosti s vývojem technologie betonu a je ukázáno, jak se konstrukce výškových budov postupně vyvíjely od konstrukcí výhradně ocelových k téměř výhradně železobetonovým. Jsou zmíněny přelomové stavby postavené od roku 1968 až do současnosti. V první části jsou diskutovány výškové budovy postavené ještě v éře lignosulfonanů, aby byl přiblížen stav technologie před rokem 1975 (před nástupem účinných plastifikátorů), druhá část se týká výškových staveb postavených v éře účinných plastifikátorů a superplastifikátorů. This article summarizes the development of construction of high-rises in connection with development of technologies; it also shows how the structures have developed during the years starting with structures exclusively of steel to almost exclusively only of reinforced concrete. We show the breaking-point buildings, having been constructed since To show the technologies before introduction of effective plastificators before 1975, we discuss In the first part the high-rises built still in the era of lingo-sulphonans, while in the second part we show high-rises built in the era of very efficient plastificators and superplastificators. Během posledních padesáti let prodělala technologie betonu nebývalý pokrok, a to zejména díky možnosti ovlivňovat reologii betonu použitím plastifikačních a superplastifikačních přísad (SP) a stabilizačních neboli viskozitu modifikujících přísad (VMP). Reologie betonu tedy již nezávisí jen na dávce vody, ale spíše na pečlivé rovnováze mezi dávkou vody a dávkou superplastifikační a stabilizační přísady. Redukce vodního součinitele w/c nebo w/b, kde w je dávka vody, c dávka cementu a b dávka pojiva, znamená přiblížení zrn pojiva blíž k sobě, takže tlaková pevnost může růst i přes 100 MPa, přestože v takovém betonu není dostatek vody k tomu, aby zhydratovalo veškeré pojivo. Tlaková pevnost betonu roste s tím, jak w/c nebo w/b klesá, protože výrazněji závisí na vzájemném přiblížení zrn pojiva v cementové pastě, než na tom, kolik cementu skutečně zhydratovalo. Feretův zákon pro cementovou pastu a Abramsův zákon pro beton zůstávají v platnosti, i když nezhydratují všechny částice pojiva. Před rokem 1970 nebylo možné vyrábět beton, který by měl vodní součinitel nižší než 0,4 a zároveň sednutí kužele 100 mm. Přísady na bázi lignosulfonanů, které tehdy byly na trhu jako jediné dostupné, nevykazovaly dostatečný dispergační účinek. Jakmile však byl v Německu [1] a Japonsku [2] objeven výrazný dispergační účinek sulfonovaných polymelaminů a polynaftalenů, bylo umožněno produkovat směsi s vodním součinitelem w/c menším než 0,4 a se sednutím kužele až 200 mm. Tyto inovace vyústily ve výraznou výhodu betonu před ocelí při výstavbě výškových budov. Už nebylo nutné používat jeřáby pro dopravu a ukládání betonu, s přísadou VMP mohl být beton čerpán z prvního až do nejvyššího patra. Tak např. při stavbě Burj Khalifa v Dubaji byl beton pumpován až do výšky 586 m při použití jednoho čerpadla. V blízké budoucnosti se počítá s čerpáním betonu až do výšky m, zatímco ocelové sloupy a vazníky musejí být stále dopravovány jeřáby. Článek ukazuje, jak se konstrukce výškových budov postupně vyvíjely od konstrukcí výhradně ocelových k téměř výhradně železobetonovým. Jsou zmíněny přelomové stavby postavené Obr. 1 Výškové budovy postavené před rokem 1975: a) Water Tower Place (foto Jeremy Atherton), b) CN Tower (foto Benson Kua) Fig. 1 High-rise buildings constructed before 1975: a) Water Tower Place (photo credit: Jeremy Atherton), b) the CN Tower (photo courtesy of Benson Kua) Obr. 2 Výškové budovy postavené v éře superplastifikátorů: a) Scotia Plaza (foto John Bickley), b) Two Union Square (foto Weston Hester) Fig. 2 High-rise building constructed with HRWRAs: a) construction of Scotia Plaza (photo courtesy of John Bickley), b) construction of Two Union Square (photo courtesy of Weston Hester) od roku 1968 až do současnosti. Článek má dvě části. V první jsou diskutovány výškové budovy Water Tower Place (1968) a CN Tower (1973) postavené ještě v éře lignosulfonanů, aby byl přiblížen stav technologie před rokem 1975 (před nástupem účinných plastifikátorů). Druhá část se týká výškových staveb postavených v éře účinných plastifikátorů a superplastifikátorů. Je to Scotia Plaza (1983), Two Union Square (1989), Petronas Towers (1998), Burj Khalifa (2010), dále Worli Project, který je ještě ve výstavbě, a plánovaný projekt Kingdom Tower. ÉRA LIGNOSULFONANŮ Water Tower Place V roce 1960 bylo možné v Chicagu vyrábět beton se sednutím kužele 100 mm s pevností v tlaku nejvýše 30 MPa. Tento beton byl používaný pro sloupy výškových budov až do doby, než John Albinger zjistil, že pečlivým výběrem cementu, popílku a plastifikátoru na bázi lignosulfonanů je možné 1a 32 BETON technologie konstrukce sanace 1/2016

35 MATERIÁLY A TECHNOLOGIE MATERIALS AND TECHNOLOGY pevnost v tlaku zdvojnásobit [3]. Aby se prosadil s vysokopevnostním betonem na trhu, zvolil následující strategii. Během výstavby požádal projektanty, aby mohl na sloupy použít beton s pevností 41 MPa bez zvýšení ceny betonu. Jeho požadavek byl akceptován. Následující den nikdo nezaznamenal nějakou změnu mezi betonem s tlakovou pevností 41 MPa a betonem s pevností 28 MPa, který byl použit na betonáž ostatních sloupů. Architekt byl velice potěšen, že je mož né redukovat rozměry sloupů, a po žádal projektanta, aby byla další výšková budova navržena z betonu s pevností 41 MPa. Projektant byl také spokojen, protože to znamenalo snížení vlastní váhy konstrukce. Během betonáže betonu s pevností 41 MPa zopakoval John Albinger svoji taktiku a požádal o svolení vybetonovat jeden sloup z betonu s tlakovou pevností 52 MPa, opět bez navýšení ceny. Stejná taktika byla zopakována i pro beton s pevností 62 MPa, a tím byly otevřeny dveře architektům a projektantům, aby mohli navrhnout další výškovou budovu Water Tower Place (obr. 1a) s použitím betonu s tlakovou pevností 62 MPa pro sloupy spodních pater. Pro horní patra bylo použito postupně betonu nižší a nižší pevnosti, až v nejvyšším patře byly sloupy betonovány z betonu pevnosti 28 MPa. Úpravou množství výztuže byli projektanti schopni dodržet stálý průřez sloupů pro všechna podlaží, takže od nejspodnějšího až po nejvyšší patro mohlo být použito stejné ocelové prefabrikované bednění. Kromě toho měla všechna patra stejné geometrické schéma, takže se úprava interiéru stala opakovatelným procesem, což se výrazně odrazilo ve snížení nákladů na výstavbu. 1b CN Tower Až do postavení Burj Kalifa byl CN Tower v Torontu v Kanadě s výškou 482 m nejvyšší samostatně stojící betonovou konstrukcí na světě (obr. 1b). Tato věž byla postavena s použitím posuvného bednění z provzdušněného betonu s průměrnou tlakovou pevností 55 MPa [4]. Beton musel být provzdušněn, aby byla zajištěna jeho mrazuvzdornost. Stavba probíhala průběžně od začátku května do konce listopadu při okolní teplotě dosahující 35 o C, ale také -10 o C. Stěny u základů byly silné 2,1 m, a proto byl použit cement s nízkým vývinem hydratačního tepla, aby byly omezeny teplotní gradienty. Ale jak venkovní teplota postupně klesala a zároveň konstrukce rostla do výšky, byl cement s nízkým hydratačním teplem nahrazován běžným portlandským cementem. Pro kontrolu tlakových pevností během výstavby bylo využito zrychlených zkoušek. ÉRA SUPERPLASTIFIKÁTORŮ 2a Scotia Plaza Scotia Plaza v Torontu v Kanadě je atrak tivní 68podlažní kancelářská budova vysoká 275 m a obložená červenou žulou. Konstrukce byla vybetonována s použitím posuvného bednění (obr. 2a). Beton nebyl provzdušněn a byl navržen na pevnost 70 MPa nejvyšší pevnost, s jakou tehdy počítala kanadská norma [5]. K jejímu dosažení bylo použito ternárního pojiva, sestávajícího z portlandského cementu, struskového portlandského cementu a mikrosiliky. Vodní součinitel w/b byl 0,3 a sednutí kužele 175 mm. Tento beton byl čerpán od prvního až do posledního podlaží. Aby byl dodržen požadavek na nejvyšší povolenou teplotu betonu 18 o C, byl beton během horkých červencových dní chlazen tekutým dusíkem. Pro kontrolu kvality betonu během výstavby bylo využito zrychlených zkoušek a zkoušek typu pull-out. Two Union Square Seatle je velmi větrné město. Aby byly minimalizovány deformace od zatížení větrem, rozhodli se projektanti pro tuhou kompozitní konstrukci z ocelových 2b 1/2016 technologie konstrukce sanace BETON 33

36 MATERIÁLY A TECHNOLOGIE MATERIALS AND TECHNOLOGY 2c trubek, vyplněných betonem s modulem pružnosti 50 GPa (obr. 2b) [6]. Na takový beton muselo být kamenivo přivezeno ze sousední Kanady. Jednalo se o glaciální žulový štěrk (kačírek) s maximální velikostí zrna 10 mm. Tento štěrk měl několik výhod: byl tvrdý a byl v dávných dobách pomalu drcen ledovcem, nikoli brutálně až v drtičích. Jeho zrna mají oválný tvar, což se příznivě projevilo na reologii betonu, a současně mají drsný povrch, což velmi pozitivně ovlivnilo soudržnost kameniva a ztvrdlé cementové pasty (na rozdíl od hladkého povrchu zrn říčních štěrků). Aby bylo dosaženo modulu pružnosti 50 GPa, byl vodní součinitel w/b snížen na 0,22 a tlaková pevnost dosáhla 131 MPa, i když projekt požadoval pevnost pouze 90 MPa [7]. Transport betonu s w/b = 0,22 nebyl (a stále není) jednoduchý úkol, zejména z důvodů načasování dodávek. Tento problém byl vyřešen tím, že byl beton dopravován o víkendových nocích, kdy je na silnicích nejmenší provoz. Aby se vykompenzovalo nepohodlí, které tím vzniklo obyvatelům okol ních domů, nabídl investor a výrobce betonu, že v dané lokalitě postaví zadarmo dětské hřiště, které město Seattle odmítalo už několik let postavit. Kromě toho byly zadarmo poskytnuty ušní ucpávky těm, kdo je potřebovali pro klidné spaní v nocích, kdy byl beton dopravován. Obyvatelé na takovou dohodu rádi přistoupili. Petronas Towers Ještě před rokem 2000 ztratily Spojené státy prvenství v nejvyšší budově světa. Petronas Corporation se rozhodlo postavit v Kuala Lumpur v Malaisii 451,9 m vysoké věže 1,5 vyšší než Eiffelova věž. Věže (obr. 2c) jsou postaveny z betonu s různou pevností, nejvyšší pevnost 80 MPa má beton v sloupech v dolních podlažích [8]. Během stavby věží zjistili inženýři, že není praktické dopravovat beton v koších až do nejvyšších pater, protože počet jeřábů je omezen. Tehdy začal rozsáhlý výzkumný a vývojový program zaměřený na čerpání vysokohodnotného betonu, který pokračuje dodnes [9], [10]. Burj Khalifa V současné době je nejvyšší budovou na světě s výškou 828 m Burj Khalifa v Dubai ve Spojených arabských emirátech (obr. 3a). Do výšky 586 m se jedná o železobetonovou konstrukci. Až do této výšky byl beton čerpán jedním čerpadlem [11]. Během výstavby ocelové konstrukce nad touto betonovou konstrukcí projektanti zjistili, že výstavba posledních 242 m byla velmi problematická, časově náročná a drahá, protože byly k dispozici jen dva jeřáby. Ty pracovaly dnem i nocí a dopravovaly ocelové části. Během této doby ovšem nebylo možné ocelové prvky kompletovat. Worli Project V Mumbai v Indii supervizuje Samsung Corporation stavbu 83podlažní betonové konstrukce, ve které je od prvního až po nejvyšší patro veškerý beton čerpán. Čerpadlo je přímo krmeno míchačkou. Sloupy v nejnižších patrech jsou z betonu s pevností 80 MPa a se sednutím kužele 200 mm, stropy jsou betonovány ze samozhutnitelného betonu s pevností 30 MPa a s rozlitím 650 mm [12]. Uvedené ukázky výškových betonových konstrukcí (obr. 3b) ilustrují, jak daleko jsme pokročili od betonu se sednutím 100 mm a s pevností 60 MPa dopravovaného v koších, jak tomu bylo v roce 1968 při stavbě Water Tower Place. Obr. 2 Výškové budovy postavené v éře superplastifikátorů: c) Petronas Towers (foto Morio a Wikimedia Commons) Fig. 2 High-rise building constructed with HRWRAs: c) the Petronas Towers (photo courtesy of Morio and Wikimedia Commons) Obr. 3 Nejvyšší budovy světa: a) Burj Khalifa, b) práce na Worli Project (foto Pierre-Claude Aïtcin), c) model Kingdom Tower (Adrian Smith + Gordon Gill) Fig. 3 Tallest high-rise buildings: a) Burj Khalifa, b) construction of the Worli Project (photo courtesy of Pierre-Claude Aïtcin), c) model of the Kingdom Tower (credit: Adrian Smith + Gordon Gill) 3b Kingdom Tower Saudskoarabská Binladin Group uvažuje o stavbě 1,6 km vysoké věže Kingdom Tower v Jeddah v Saudské Arábii (obr. 3c). Byl ustanoven technický tým, ovšem přechod od 828 m vysoké Burj Khalifa k 1,6 km vysoké věži je příliš ambiciozní. Nicméně věž s výškou m je realizovatelná. Na stole jsou nyní dva scénáře čerpání betonu. První z nich počítá s čerpadlem, které by bylo schopné dopravovat beton až do výšky m. Pokud tento scénář nebude fungovat, přijde na řadu druhý, využívající dvou čerpadel v sérii, z nichž každé bude schopné dopravovat beton do výšky 500 m. Pro většinu konstrukčních prvků by byl použit samozhutnitelný beton, pro sloupy se počítá s pevností 100 MPa. Pro kontrolu kvality v in-situ laboratoři byla vybrána firma Advanced Construction Technology Services [13]. PROČ TAK VYSOKO? Proč stavět tak vysoké konstrukce? Jedním z důvodů je prestiž, že můžeme říci My jsme postavili nejvyšší stavbu na světě! Ale tato prestiž je pomí- 34 BETON technologie konstrukce sanace 1/2016

37 MATERIÁLY A TECHNOLOGIE MATERIALS AND TECHNOLOGY 3a jivá dříve nebo později bude postavena vyšší stavba. Trvanlivějším důvodem je posunout meze výšky budov a přispět k vývoji stavební praxe. Díky průkopníkům stavařům, dodavatelům, architektům, projektantům a technologům se dostala technologie betonu do stavu, který byl před padesáti lety nepředstavitelný. A beton začíná stále více nahrazovat ocel jako ten nejlepší materiál pro stavbu výškových budov. Současná technologie umožňuje dosáhnout pevnosti betonu, jakou mají v přírodě nejpevnější horniny, čerpat jej do výšky až 600 m, a brzy i do výšky m, a zlepšit zpracovatelnost, takže vibrace při ukládání betonu již nemusí být používána. Když tedy můžeme čerpat beton až do výšky 600 m, stávají se stavby s výš kou 200 až 300 m relativně triviální záležitostí. Podle Clarka [14] bude na reálném trhu poptávka právě po budovách vysokých 200 až 300 m. Pro tak vysoké budovy je poměrně snadné se v návrhu vypořádat s příčnými sílami. Při větších výškách se návrh komplikuje a prodražuje. ZÁVĚR Díky vývoji účinných plastifikačních a stabilizačních přísad je v současnosti možné stavět výškové budovy velmi efektivně a hospodárně. Díky nadšencům a zlepšovatelům, kteří posunuli hranice použití betonu, se průmyslová praxe naučila čerpat vysokohodnotný beton stále výš a výš. Jedinou hranicí tohoto snažení je snad pouze obloha. Pierre-Claude Aïtcin emeritní profesor na Université de Sherbrooke, Canada pcaitcin@yahoo.ca William Wilson doktorand na Université de Sherbrooke, Canada Článek byl poprvé uveřejněn v časopise Concrete International, Vol. 37, Issue 7, p , 1/2015. Redakce děkuje Ing. Vlastimilu Bílkovi za překlad a spolupráci při přípravě článku. 3c Literatura: [1] MEYER, A. Experiences in the Use of Superplasticizers in Germany. Superplasticizers in Germany, SP-62, V. M. Malhotra, ed., American Concrete Institute, Farmington Hills, MI, 1979, pp [2] HATTORI, K. Experiences with Mighty Superplasticizer in Japan, Superplasticizers in Germany, SP-62, V. M. Malhotra, ed., American Concrete Institute, Farmington Hills, MI, 1979, pp [3] Water Tower Place-High Strength Concrete. Concrete Con struction, V. 21, No. 3, Mar. 1976, pp [4] BICKLEY, J. A. The CN Tower-A 1970 s Adventure in Concrete Technology. ACI Spring Convention 2012, address at the student lunch meeting, Toronto, ON, Canada, 2012, p. 20. [5] RYELL, J., BICKLEY, J.A. Scotia Plaza: High Strength Concrete for Tall Buildings. Symposium on Utilization of High Strength Concrete, Stavanger, Norway, 1987, pp [6] RALSTON, M., KORMAN, R. Put That in Your Pipe and Cure It. Engineering News Record, V. 22, No. 7, Feb. 1989, pp [7] HOWARD, N. L., LEATHAM, D. M. The Production and Delivery of High-Strength Concrete. Concrete International, V. 11, No. 4, Apr. 1989, pp [8] THORNTON, C. H., HUNGSPRUKE, U., JOSEPH, L. M. Design of the World s Tallest Buildings- Petronas Twin Towers at Kuala Lumpur City Centre. The Structural Design of Tall Buildings, V. 6, No. 4, Dec. 1997, pp [9] KWON, S. H., PARK, C. K., JEONG, J. H., JO, S. D., LEE, S. H. Prediction of Concrete Pumping: Part I-Development of New Tribom eter for Analysis of Lubricating Layer. ACI Materials Journal, V. 110, No. 6, Nov. Dec. 2013, pp [10] KWON, S. H., PARK, C. K., JEONG, J. H., JO, S. D., LEE, S. H. Prediction of Concrete Pumping: Part II-Analytical Prediction and Experimental Verification. ACI Materials Journal, V. 110, No. 6, Nov. 2013, pp [11] ALDRED, J. Burj Khalifa-A New High for High-Performance Concrete. Proceedings of the ICE Civil Engineering, V. 163, No. 2, May 2010, pp [12] NEHDI, M. L. Only Tall Things Cast Shadows: Opportunities, Challenges and Research Needs of Self- Consolidating Concrete in Super- Tall Buildings. Construction and Building Materials, V. 48, Nov. 2013, pp [13] Concrete Quality-Control Lab to be Onsite at Kingdom Tower. Concrete SmartBrief, Feb. 18, [14] CLARK, G. Challenges for Concrete in Tall Buildings. Structural Concrete, accepted and published online, Nov ( doi/ /suco /full) 1/2016 technologie konstrukce sanace BETON 35

38 MATERIÁLY A TECHNOLOGIE MATERIALS AND TECHNOLOGY BEDNĚNÍ A DETAILY BETONOVÝCH KONSTRUKCÍ FORMWORKS AND DETAILS OF CONCRETE STRUCTURES Petr Finkous, Michal Števula Správně fungující betonová konstrukce je výsledkem spolupráce projektanta, výrobce betonu, dodavatele bednění a pracovníků, kteří mají na starosti přípravu bednění, uložení a ošetřování betonu. Zanedbání či podcenění kterékoliv z uvedených fází vede k horší kvalitě betonové konstrukce a špatné provedení detailů k vadám na konstrukci. Tento příspěvek vznikl ve spolupráci se společností Peri a má být prvním z řady, který má ukázat, jakou péči je potřeba věnovat přípravě bednění některých detailů, aby výsledný betonový prvek splnil očekávání do něj vkládaná. Pro ilustraci jsme zvolili formu obrazové přílohy s krátkými popisy. Correct function of a concrete structure results from cooperation of the designer, concrete producer, formwork supplier and workers, who are in charge of the formwork preparation, concreting and curing of concrete. Neglecting or under evaluating of any of these phases leads to lower quality of the concrete structure and badly executed details lead to defects in structures. This article was written in cooperation with the Peri company; it is meant to be the first in a line of articles which will show how important it is to pay attention to formwork details to ensure that the resulting concrete element fulfilled the expectations. To illustrate the above mentioned, we show picture examples with short descriptions. Obrázky poskytla společnost PERI, spol. s r.o. Ing. Petr Finkous PERI, spol. s r.o. Ing. Michal Števula, Ph.D. Svaz výrobců betonu ČR BETON technologie konstrukce sanace 1/2016

39 MATERIÁLY A TECHNOLOGIE MATERIALS AND TECHNOLOGY Obr. 1 Jednostranně bedněná stěna s vytvořeným bedněním čela Fig. 1 Building a one-side formwork wall with the front formwork Obr. 2 Jednostranně bedněná stěna, detail. Pracovní spára. Doplnění systémového bednění klasickými tesařskými prvky. Utěsnění spár PU pěnou Fig. 2 Building a one-side formwork wall, detail. Construction joint. Completing the system formwork by classical carpenter elements. Sealing with PU foam Obr. 3 Jednostranně bedněná stěna. Pracovní spára. Detail po odbednění Fig. 3 Building a one-side formwork wall. Construction joint. Detail after removing the formwork Obr. 4 Oboustranně bedněná stěna, detail. Pracovní spára. Doplnění systémového bednění klasickými tesařskými prvky prkny. Utěsnění spár PU pěnou Fig. 4 Building a twosides formwork wall, detail. Construction joint. Completing the system formwork with classical carpenter elements plywood. Sealing with PU foam Obr. 5 Bednění složitého detailu při částečné rekonstrukci. Doplnění systémového bednění klasickými tesařskými prvky. Mnohdy je nutné je navrhnout a vyřešit až na místě na základě skutečného stavu konstrukce. Utěsnění spár PU pěnou Fig. 5 Building a formwork for a complicated detail. Complementing the system formwork by typical carpenter elements. It is often necessary to design and solve on site based on the real state of the structure. Sealing with PU foam Obr. 6 Přibetonovaná část stěny ke stávající konstrukci. Velmi důležité je vyřešit způsob plnění bednění betonem. Detail konstrukčního betonu po odbednění Fig. 6 Concrete wall being added to the current structure. It is very important to solve the way how to fill the formwork with concrete. Detail of structure concrete after removing the formwork Obr. 7 Sloup betonovaný do stávající konstrukce Fig. 7 Column being concreted into the current structure Obr. 8 Detail sloupu betonovaného do stávající konstrukce pomocí systémového bednění nastaveného klasickou tesařskou nástavbou. Na původním stropu jsou vidět stopy po dotěsnění spár bednění PU pěnou Fig. 8 Detail of a column being concreted into a current structure with the aid of formwork extended by classical carpenter addition. On the original ceiling, there are visible traces of PU foam, used for the final sealing Obr. 9 Detail bednění z překližek pro betonáž hlavy sloupu. Utěsnění spár PU pěnou Fig. 9 Detail of the formwork from plywood for concreting the head of the column. Sealing with PU foam Obr. 10 Detail betonovaného sloupu s otiskem pístu plnícího betonážního otvoru Fig. 10 Detail of a concreted column with traces of the piston of the concreting hole /2016 technologie konstrukce sanace BETON 37

40 AKTUALITY TOPICAL SUBJECTS DOC. ING. VLADISLAV HRDOUŠEK, CSC., V POHODĚ OSLAVIL OSMDESÁTINY Doc. Vladislav Hrdoušek oslavil 1. února 2016 osmdesát let. Narodil se v Leskovicích na Českomoravské vysočině. Střední školu absolvoval v Pelhřimově a Fakultu in že nýrského stavitelství ČVUT v Praze ukončil v roce Po zkrácené základní vojenské službě nastoupil v roce 1960 na Fakultu stavební ČVUT v Praze. Celá jeho ži vot ní dráha je protkána kombinací čin nosti pedagogické a praxe v oboru betonových konstrukcí, především mostů. Souběžně s výukou na ČVUT pracoval na částečný úvazek jako projektant u Armabetonu Praha (zde navrhl například předpjatý vazník haly pro Fakultu elektrotechnickou ČVUT v Praze a to byl počátek jeho působení v oblasti předpjatých konstrukcí, dále navrhl bodově podepřené stropní konstrukce loděnice v Praze-Chuchli) a u IPS Praha. V roce 1964 působil jako asistent stavbyvedoucího na stavbě mostu přes Vltavu ve Zbraslavi a od té doby měl vždy blízko k realizaci staveb. Známá je jeho činnost v místě bydliště v Černošicích, kde se podílel na výstavbě komunikací a části kanalizace. Zde byl léta i předsedou komise pro výstavbu. Kandidátskou disertační práci na téma Lokální napjatost od mezilehlého kotvení předpínací výztuže obhájil v roce 1973 na Fakultě stavební ČVUT. V roce 1980 obhájil habilitační práci a byl jmenován docentem pro obor betonové konstrukce a mosty na Fakultě stavební ČVUT v Praze, které zůstal věrný dosud. V letech 1982 až 1986 též působil externě na Stavební fakultě TU v Košicích a v letech 1996 až 1998 na Katedře dopravní infrastruktury Dopravní fakulty Univerzity Pardubice. Má dlouhodobé odborné kontakty s VUT v Brně a TU Dresden. Pro výuku zpracoval vysokoškolská skripta o betonových mostech pro obor konstrukce a dopravní stavby na FSv ČVUT v Praze a TU v Košicích. Pro průmyslové školy připravil s kolektivem autorů publikaci Inženýrské stavby. V roce 1992 získal autorizaci v oboru mosty a inženýrské konstrukce ČKAIT, kde byl několik let předsedou zkušební komise a dodnes je jejím členem. V roce 2000 získal oprávnění pro průzkum a diagnostiku mostů PK, MD ČR. V průběhu let se podílel na statickém řešení železničního mostu v Margecanech, lávky pro pěší přes Torysu v Prešově, dálničního mostu přes Sedlický potok (spolupráce s Inženýrskými stavbami Košice a VPÚ Praha), na typizaci železničních prefabrikovaných mostů z předem př edpjatého betonu (se SUDOP Praha a ŽS Bratislava) a silničních mostů (Doprastav Bratislava). Účastnil se vývoje spřažených ocelobetonových mostů, které byly realizovány v Jirkově a v Rokytnici nad Jizerou (spolupráce s VUIS Bratislava, Vítkovicemi-pobočka Brno, s IPS Praha a Katedrou ocelových konstrukcí FSv ČVUT). Podílel se na statických zatěžovacích zkouškách řady mostů ve spolupráci s TZÚS a Kloknerovým ústavem ČVUT např. na zkouškách mostů přes Poděbradskou ulici v Praze, v Brandýse nad Labem, ve stanici metra Opatov, mostů přes Hapalovu ulici v Brně a v Dalešicích a také na rekonstrukcích mostů v Hradci Králové a následně na jejich zatěžovacích zkouškách. Je třeba se zmínit také o spolupráci se SSŽ Praha, např. při dlouhodobém sledování klenbové montované konstrukce TOM v Nýřanech, a spolupráci s ŽPSV Uherský Ostroh v oblasti železničních pražců z předpjatého betonu. Spolupracoval na přípravě řady norem (od názvosloví až po navrhování a posuzování stávajících konstrukcí) a technických předpisů ve spolupráci s ÚNMZ a MD. Jako člen TNK 36 a předseda subkomise Betonové mosty připravil převzetí počáteční evropské normy pro 1 Obr. 1 Stavba mostu ve Zbraslavi Obr. 2 Železniční most z PSKT prefabrikovaných nosníků navrhování betonových mostů a podílel se na školení k této normě. Jako odborný expert na mosty spolupracoval s certifikačním orgánem při VÚPS Praha. Zkušenosti uplatňoval při spolupráci s ŘSD, SŽDC, SFDI ČR, MD ČR a MPO ČR a na projektech GAČR. Organizační schopnost uplatnil při přípravě US Bridge Conference 1995 a CONCON 1996 a ČVUT v Praze ocenilo jeho pe da gogickou činnost udělením medaile ČVUT, Cenou re k - tora ČVUT (za audio vizuální program Segmen tové mosty) a Šolínovou medailí. Je čestným členem České betonářské společnosti a České komory autorizovaných inženýrů a techniků. Správní rada Sdružení pro sanace betonových konstrukcí mu udělila titul Významná osobnost v oboru sanací betonových konstrukcí. Celoživotní práce doc. Hrdouška prokazuje jeho širokou odbornou orientaci. Kromě shora uvedeného přehledu odborné práce nelze opomenout poradenskou činnost a konzultace, které velmi ochotně a nezištně poskytoval a dosud poskytuje bez ohledu na to, odkud tyto požadavky přicházejí. Doc. Vladislav Hrdoušek zasvětil celý svůj život svému oboru. Vyniká širokým přehledem, praktickými zkušenostmi, smyslem pro konstrukci podloženým hlubokými teoretickými znalostmi a současně přátelskou povahou, vlídným vystupováním a ochotou vždy si najít čas pro odborné rady. Dlouhodobě též podporuje charitativní činnost. K významnému životnímu jubileu, kterého se docent Hrdoušek dožívá v pohodě, mu přejeme do dalších let zejména dobré zdraví a stále hodně tvořivých sil a optimismu. Vladimír Křístek 2 38 BETON technologie konstrukce sanace 1/2016

41 MATERIÁLY A TECHNOLOGIE MATERIALS AND TECHNOLOGY VÝSTAVBA CUKERNÉHO SILA V ČESKÉM MEZIŘÍČÍ CONSTRUCTION OF SUGAR SILO IN ČESKÉ MEZIŘÍČÍ Václav Branda, Libor Hamáček, Václav Zima Předmětem článku je popis návrhu a realizace sila v Cukrovaru České Meziříčí, které slouží ke skladování cukru o kapacitě t. Jedná se o největší konstrukci sila, které bylo dosud v České republice provedeno. Jde o kruhovou dodatečně předpjatou betonovou stěnu o vnitřním průměru 44 m s celkovou výškou stěny 43,5 m. Střešní konstrukci tvoří ocelová kuželová příhradová konstrukce se sklonem kuželové části 35. Kruhové stěny byly prováděny metodou tažení posuvného bednění, kdy byla ocelová kuželová konstrukce zavěšena na konstrukci ocelového posuvného bednění a tažena společně se stěnou sila. The article describes design and realization of a silo for storage of sugar, of Sugarworks České Meziříčí, with the capacity of tons. It is the biggest silo structure that has been realized in the Czech Republic. It consists of post-prestressed concrete wall with inner diameter of 44 m and the total wall height 43,5 m. The roof structure consists of steel truss structure with the gradient of the cone part of 35. The circular walls were erected by the means of sliding shuttering, when the steel cone structure was suspended on the steel sliding shuttering and climbing together with the wall of the silo. Silo na cukr o kapacitě t je umístěno v areálu společnosti Tereos TTD, a. s., v Cukrovaru České Meziříčí, v těsné blízkosti sila na cukr o kapacitě t, které bylo realizováno v osmdesátých le tech minulého století. Výstavba skladovacího sila byla vyvolána velkým nárůstem výroby cukru v cukrovaru, kdy velká část výroby byla rozvážena a zpětně svážena z okolních meziskladů. Cukrovar v Českém Meziříčí při své roční výrobě t cukru měl skla dovací kapacitu ve stávajícím silu t. Tento nepoměr vyžadoval náročnou manipulaci s vyrobeným cukrem. V kampani vyváželo nákladních aut vyrobený cukr k uskladnění do externích skladů a následně zase zpět do cukrovaru k expedici v období mimo kampaň. Díky novému silu se tak výrazně snížily náklady na dopravu a také se značně snížilo dopravní zatížení v obci České Meziříčí. Podmínkou projektu bylo uvést cukerné skladovací silo do provozu ještě v kampani 2014/2015 tak, aby se podařilo naskladnit jej na plnou kapacitu t. 1 NÁVRH NOSNÉ KONSTRUKCE SILA Základní koncept návrhu nosné konstrukce cukerného sila byl zpracováván v roce Vedle rozhodujícího požadavku na skladovací kapacitu byl tvar konstrukce dán velikostí volného půdorysného prostoru v areálu cukrovaru a maximální možnou výškou objektu v souvislosti s dopravou vyrobeného cukru na vrchol střešní konstrukce. Výsledný tvar konstrukce cukerného sila úzce souvisí s technologickými požadavky na skladování cukru. Na střeše sila je osazen dopravní most, kterým je veden vyrobený cukr do prostoru tzv. lucerny, kde dochází k plnění sila. Střešní konstrukci tvoří příhradová kuželová ocelová střešní konstrukce, jejíž spodní a horní část je zmonolitněna. Sklon střešní konstrukce 35º odpovídá sypnému úhlu skladovaného cukru, což vede k maximálnímu využití skladovacího prostoru. Dodatečně předpínaná kruhová stěna o vnitřním průměru 44 m má tloušťku 350 mm a je opatřena čtyřmi předpínacími žebry pro osazování předpínacích lan (obr. 1). Obr. 1 Příčný řez a půdorys sila Fig. 1 Cross section and the ground plan of the silo Založení konstrukce sila Geologický profil tvoří v místě staveniště v horní části málo únosné jílovité hlíny tříd F5 až F7, od hloubky 5 až 6 m pod terénem se vyskytují slínovce tříd R4 až R3. Podle geologického průzkumu měly mít slínovce v důsledku tektonických procesů nepravidelnou kvalitu ve vodorovném i svislém směru. I ve větších hloubkách byly v archivních vrtech popisovány až 2 m mocné polohy tektonicky drcených slínovců. Silo je založeno na 124 kusech vrtaných pilot, průměr pilot je 900 mm. Piloty jsou umístěny pod obvodovým prstencem pod stěnou a pod každým sloupem podsilí. Původně byly navrženy piloty délky cca 15 m. Při jejich rea lizaci však byly problémy s vrtáním v spodních úrovních poměrně tvrdého slínovce, a proto byly přehodnoceny závěry geo logického průzkumu a piloty byly provedeny délky cca 13 m. Výškové umístění sila bylo zvoleno nad úrovní stoleté vody, která do schváleného území zasahovala. Konstrukce podsilí Pod vlastním skladovacím prostorem je prostor tzv. podsilí, ve kterém je realizována přeprava vysypávaného cukru k další manipulaci a expedici. Nosnou konstrukci podsilí tvoří obvodová stěna tloušťky 450 mm a vnitřní železobetonové sloupy o průřezu 700 x 700 mm s rozšířenou horní částí pro zvýšení obvodu ve smyku při protlačení ve stropní desce, sloupy jsou umístěny v rastru 4,2 4,2 m. Výška podsilí byla zvolena 3,9 m z důvodu technologických požadavků vyskladňování sila. Prostor podsilí a vlastní skladovací prostor je oddělen železobetonovou stropní deskou tloušťky 900 mm. Na stropní desce jsou osazeny ve vrstvě betonu kanálky pro provzdušňování cukru. Stěny sila byly provedeny technologií posuvného bednění. 1/2016 technologie konstrukce sanace BETON 39

42 MATERIÁLY A TECHNOLOGIE MATERIALS AND TECHNOLOGY Konstrukce skladovacího prostoru Nosnou konstrukci skladovacího prostoru tvoří dodatečně předpínaná kruhová stěna s vnitřním průměrem 44 m. Ve stěně jsou umístěna předpínací žebra šířky 2,8 m a tloušťky cca 800 mm po 90. Stěna je předepnuta ve vodorovném směru. Byl použit předpínací la nový systém se soudržností, kdy se jako předpínací výztuž používala ocelová sedmidrátová stabilizovaná lana o průměru 15,7 mm s pevností MPa. Při tažení stěny byly na žebříčky z měkké oceli osazovány plášťové trubky z korugované oceli o průměrech 65/72 a 50/55 mm. Do vybrání v bočních ostěních předpínacích žeber byly osazovány kotevní prvky. Ve spodní části stěny byly navrženy sedmilanové předpínací kabely, v horní části čtyřlanové. Dodatečné předpínání probíhalo postupně v osmi etapách tak, aby nedocházelo k nerovnoměrnému zatížení válcové stěny. Nejdříve byla konstrukce předepnuta ve čtyřech etapách na 50 % předpínací síly, v dalších čtyřech etapách byla konstrukce dopnuta na 100 % předpínací síly. Střešní konstrukce Střešní konstrukci tvoří kuželová plocha, která se skládá z radiálních a tangenciálních příhradových nosníků. U po - dobných konstrukcí přicházejí v úvahu dvě možnosti provádění střešní konstrukce. První možnost je postavení střední provizorní podpůrné konstrukce pro montáž kuželové střešní konstrukce. Tento způsob montáže byl v minulosti realizován na řadě konstrukcí sil. Druhá možnost, zejména časově výhodnější, ale technologicky náročnější, je tažení ocelové konstrukce spolu s tažením betonové stěny. Toto řešení bylo zvoleno i s vědomím, že se jedná o největší konstrukci sila, které bylo doposud prováděno. Po vytažení byla ocelová konstrukce zakotvena do stěny a bylo provedeno zmonolitnění dolní a horní části konstrukce střechy. Měření vzájemných deformací taženého bednění a zavěšené konstrukce střechy Před realizací byly určité obavy z tuhosti taženého bednění a zavěšené ocelové konstrukce. Po vytažení stěny byly změřeny deformace mezi vnitřním povrchem betonové stěny a vnější hranou zavěšené ocelové konstrukce. Projektovaná vzdálenost byla 40 mm, ve skutečnosti byla v některých úsecích změřena vzdálenost až 145 mm. Ukázalo se, že při tak velkém průměru sila je ocelové bednění poměrně měkké a dochází k určitému zvlnění ocelové konstrukce bednění při posunu. V důsledku zjištěných deformací bylo nutné zesílit kotevní prvky uchycení do stěny. Měření sedání sila Při stavbě všech sil, které provádí firma Tažené konstrukce Pardubice, jsou měřeny hodnoty sedání od tíhy náplní. I na této stavbě bylo provedeno výchozí měření, které se uskutečnilo na 2 právě zhotovené konstrukci 6. listopadu Druhá etapa měření sedání sila byla provedena po naplnění sila po skončení řepné kampaně v únoru 2015, sedání se pohybovalo v rozmezí 4,1 až 6,8 mm, což jsou jedny z nejnižších hodnot sedání naměřených na provedených silech. VÝSTAVBA SILA Piloty a základová deska Realizace pilotového založení byla zahájena 22. března V průběhu pilotáže byly zahájeny práce na základové desce sila, která byla zabetonována v průběhu 10 h, při dodávkách ze dvou betonárek najednou. MĚŘENÍ 3 40 BETON technologie konstrukce sanace 1/2016

43 MATERIÁLY A TECHNOLOGIE MATERIALS AND TECHNOLOGY Svislé konstrukce podsilí Na zhotovenou základovou desku sila bylo postupně montováno posuvné bednění stěny podsilí a zároveň bylo betonováno 76 ks podpůrných sloupů podsilí (obr. 2). Po montáži posuvného bednění byla technologií posuvného bednění vytažena stěna podsilí v úrovni ±0,000 až 3,900 m. Stropní deska sila Následovala montáž systémového bednění stropní desky, která byla bedněna pomocí podpěrných věží Doka Staxo. Do bednění bylo vloženo 69 ks nerezových výsypek, pomocí nichž se cukr gravitačně vyskladňuje. Čelo stropní desky tloušťky 0,9 m bylo bedněno 4a 4b Obr. 2 Stěna a podpůrné sloupy podsilí montáž bednění Fig. 2 Wall and supporting columns under the silo erection of the formwork Obr. 3 Montáž ocelové konstrukce střechy Fig. 3 Mounting the steel construction of the roof Obr. 4a,b Betonáž stěny sila tažení s ocelovou konstrukcí Fig. 4a,b Concreting the silo wall lifting with the steel construction Obr. 5 Dokončené a předané silo Fig. 5 Finished and handed-over silo a betonováno do jednostranného posuvného bednění. Montáž střešní konstrukce sila Po stropní desce bylo opět smontováno oboustranné posuvné bednění dle požadované tloušťky stěny sila. Na stropní desce byla následně montována ocelová příhradová konstrukce střechy sila, která vyžadovala vysokou přesnost montáže s ohledem na zdvihání se stěnou sila (obr. 3). Tažení stěny sila Stěna sila byla provedena speciální technologií tažením, pomocí posuvného bednění systému Tako. Jednalo se o nepřetržitou kontinuální betonáž, která trvala celkem 22 dnů. Po vytažení stěny sila byla ocelová konstrukce zakotvena do finální polohy. Následně byla střecha částečně zmonolitněna a provedeno konstrukční opláštění střechy dle technologických požadavků. Vnitřní povrch stěny sila a podlaha byly opatřeny ochranným nátěrem s atestem na styk s potravinou. Předepnutí stěny sila Předepnutí stěny sila bylo realizováno v koordinaci s firmou VSL Systémy /CZ/, s. r. o. Praha. Technologická dodávka Cukerné silo bylo realizováno na klíč včetně technologické dodávky. Pro uvedení sila do provozu bylo nutné dokončit technologickou část, která se skládala z dodávky strojní technologie dopravy cukru, vzduchotechniky, aspi ra ce, automatizace a dalších oborů, v co nejkratším čase. Dodávka technologie byla zrealizována a odzkoušena za pouhý jeden měsíc. 5 ZÁVĚR Rozměry doposud prováděných konstrukcí zásobníků na území České republiky byly výrazně menší, při návrhu a hlavně při realizaci bylo nutno řešit řadu do té doby neznámých problémů, zejména se jednalo o zajištění dostatečné tuhosti konstrukce ocelového posuvného bednění v souvislosti s tažením zavěšené ocelové konstrukce střechy. V této oblasti úzce souvisí teoretický návrh s empirickými zkušenostmi vysoce kvalifikovaných pracovníků, kteří ovládají posun bednění a musí se vypořádat s nepravidelnými deformacemi, které při probíhajícím posunu vznikají. Silo se podařilo uvést do provozu za necelých osm měsíců od zahájení výstavby. V průběhu návrhu a výstavby se podařilo vyřešit a zrealizovat mnoho konstrukčních detailů s návazností na technologické požadavky skladování cukru. Díky včasnému uvedení sila do provozu a tudíž naplnění sila se podařilo silo plně zatížit. Sedání sila se pohybuje v rozmezí 4,1 až 6,8 mm. Dle posledních informací od investora je skladovací silo na cukr plně funkční již v druhé řepné kampani. Literatura: [1] VOMOČIL, V., VÁCHA, J., ZIMA, V. Cukrovar České Meziříčí Výstavba cukerného sila o kapacitě t. Dokumentace pro provádění stavby (2014). Ing. Václav Branda Tažené konstrukce, spol. s r. o. tako@tako.cz Ing. Libor Hamáček Tažené konstrukce, spol. s r. o. hamacek@tako.cz Ing. Václav Zima, CSc. Sdružení statiků statici@centrum.cz Příspěvek na toto téma zazněl na konferenci Betonářské dny 2015 v Litomyšli. 1/2016 technologie konstrukce sanace BETON 41

44 VĚDA A VÝZKUM SCIENCE AND RESEARCH EXPERIMENTÁLNÍ ANALÝZA STROPNÍCH PANELŮ Z RŮZNÝCH DRUHŮ BETONU VYSTAVENÝCH VÝBUCHU A NÁSLEDNÉMU POŽÁRU EXPERIMENTAL ANALYSIS OF FLOOR PANELS MADE OF VARIOUS TYPES OF CONCRETE EXPOSED TO BLAST AND SUBSEQUENT FIRE Radek Štefan, Marek Foglar, Radek Hájek, Josef Fládr Článek je zaměřen na popis návrhu, realizace a vyhodnocení zkoušek stropních panelů vystavených výbuchu a následnému požáru. Zkoušky byly provedeny v roce 2014 v rámci projektu bezpečnostního výzkumu Ministerstva vnitra České republiky a navazovaly na předchozí materiálový výzkum chování různých druhů cementových kompozitů vystavených požáru. The paper describes preparation, realization and evaluation tests of floor panels exposed to blast and subsequent fire. These tests were performed in 2014, within the framework of a security research project supported by the Ministry of Interior of the Czech Republic, as a complement to the previous material research on behaviour of several types of cementitious composites exposed to fire. Při návrhu konstrukcí je nutné zohlednit veškeré návrhové situace a příslušná zatížení, kterým může být daná konstrukce během své životnosti vystavena a to včetně zatížení vyvozených v důsledku mimořádných událostí (např. teroristický útok, nehoda, přírodní katastrofa apod.) [1]. Metodika posuzování konstrukcí na účinky jednotlivých mimořádných zatížení (požár, vnitřní výbuch, náraz, seismicita) je popsána v příslušných návrhových normách. Studiu chování materiálů a konstrukcí vystavených těmto zatížením je věnována také rozsáhlá odborná literatura (včetně prací autorů tohoto článku, např. [2], [3], [4]). Nedostatkem dosavadního přístupu je to, že účinky mimořádných zatížení jsou posuzovány odděleně. Přitom je zřejmé, že ve skutečnosti mohou tato zatížení působit současně nebo pouze s malým časovým odstupem. Jako příklady lze uvést: náraz dopravního prostředku do nosné konstrukce, jeho následný výbuch a požár; výbuch automobilu uvnitř budovy a jeho následný požár; požár v budově, kde jsou přítomny výbušiny, následná exploze atd. Vzhledem ke složitosti jevů doprovázejících tyto situace je výše popsaný přístup (posouzení účinků jednotlivých typů mimořádných zatížení odděleně na nepoškozené konstrukci) pochopitelný a z hlediska inženýrského návrhu obvykle jediný prakticky proveditelný. Přesto se v poslední době začínají objevovat snahy postihnout vzájemnou provázanost jednotlivých mimořádných zatížení a zohlednit jejich interakci při návrhu konstrukcí [5 až 8]. Tento článek je zaměřen na studium chování železobetonových stropních panelů z různých druhů betonu vystavených ze spodní strany výbuchu a následnému požáru. Experiment byl realizován v rámci projektu bezpečnostního výzkumu Ministerstva vnitra ČR v roce 2014 a navazoval na přechozí materiálový výzkum pro zjištění chování různých druhů cementových kompozitů vystavených požáru [9]. NÁVRH EXPERIMENTU Hlavní předpoklady stanovené pro provedení experimentálního programu lze shrnout do následujících bodů: experiment má simulovat chování železobetonových stropních panelů, vyrobených ze tří druhů betonu, vystavených výbuchu silné nálože v podlaží pod stropním panelem (předpokládaná nálož TNT o hmotnosti 125 kg ve vzdálenosti mm od spodního povrchu stropního panelu) a následnému požáru ze spodní strany (požár dle normové teplotní křivky ISO 834, např. EN [11], vztah (3.4)); z horní strany působí na vyšetřovanou stropní konstrukci proměnné zatížení odpovídající provozu v garážích a dopravních plochách dle normy ČSN EN [10], odst , kategorie F; stropní konstrukce má být navržena tak, aby vyhověla za běžné teploty požadavkům normy ČSN EN [12] a zároveň aby i po vystavení výbuchu vzdorovala danému zatížení při požární expozici minimálně po dobu 60 min a vyhověla tak požadavku REI 60 při posouzení podle normy ČSN EN [13]; požadavek REI 60 byl zvolen s ohledem na obvyklé hodnoty požární odolnosti požadované v daných provozech (v praxi by byl konkrétní požadavek stanoven v rámci požárně bezpečnostního řešení příslušného objektu podle norem řady ČSN 73 08xx). Nehodová situace simulovaná v rámci experimentu je ilustrována na obr. 1. V rámci experimentálního programu byly testovány tři sady zkušebních vzorků. Pro každou sadu byl použit jiný druh betonu třídy C 30/37: referenční materiál č. 1, beton s polypropylenovými vlákny délky 6 mm a průměru 18 μm (PP vlákna 6/0,018) materiál č. 2 (vláknobeton) a beton s ocelovými vlákny délky 30 mm a průměru 0,38 mm (drátky 30/0,38) materiál č. 3 (drátkobeton), srov. [9]. Každá zkušební sada obsahovala: dva stropní panely o rozměrech l b h = mm (jeden panel pro zatížení výbuchem 1 42 BETON technologie konstrukce sanace 1/2016

45 VĚDA A VÝZKUM SCIENCE AND RESEARCH 2 3 Obr. 1 Nehodová situace studovaná v rámci experimentu Fig. 1 Accidental situation studied within experiment Obr. 2 Zatěžovací schéma pro požární experiment Fig. 2 Loads scheme for the fire test Obr. 3 Schéma umístění termočlánků (pohled shora) Fig. 3 Scheme of the thermocouples arrangement (upper view) Obr. 4 Osazení termočlánků Fig. 4 Arrangement of the thermocouples 4 a následným požárem, druhý panel pouze pro požární zkoušku); tři zkušební krychle o hraně 150 mm pro zjištění pevnosti betonu v tlaku (dvě krychle pro zkoušku pevnosti za běžné teploty, jedna krychle pro zjištění reziduální pevnosti po vystavení požáru); tři zkušební trámce o rozměrech mm pro stanovení modulu pružnosti za běžné teploty (dva vzorky) a po požáru (jeden vzorek) a následnou zkoušku pevnosti v tlaku (na úlomcích ze vzorků). Norma ČSN EN [10] předepisuje pro garáže a dopravní plochy (kategorie F) spojité proměnné zatížení q k = 2,5 kn m -2 a dále zatížení osamělým břemenem Q k = 20 kn rozděleným na dvě části působící ve vzdálenosti 1,8 m od sebe (simuluje zatížení nápravou, ČSN EN [10], obr. 6.2). Pro účely experimentu byla velikost působících sil stanovena tak, aby jejich účinek pokrýval také vliv předepsaného spojitého proměnného zatížení (aby bylo dosaženo ekvivalentního ohybového momentu uprostřed rozpětí). Výsledné zatěžovací schéma pro požární experiment je uvedeno na obr. 2. S ohledem na rozměry panelu a velikost zatížení byl proveden návrh ohybové výztuže panelu. Předpoklady návrhu a jeho výsledek lze shrnout do následujících bodů: materiály: beton C 30/37, výztuž B500B, tloušťka krycí vrstvy: c = 20 mm, účinná výška průřezu: d = 124 mm, vyztužení: 12 mm po 150 mm (sedm profilů, A s = 792 mm 2 ) při obou površích. Firemní prezentace 1/2016 technologie konstrukce sanace BETON 43

46 VĚDA A VÝZKUM SCIENCE AND RESEARCH Při posouzení mezního stavu únosnosti v ohybu za běžné teploty navržený panel vyhoví s dostatečnou rezervou (využití 62 %). Únosnost při požáru (normová teplotní křivka ISO 834) byla stanovena metodou izotermy 500 C (ČSN EN [13], Příloha B.1). Rozvoj teploty uvnitř průřezu v čase byl určen na základě experimentálních výsledků získaných v rámci požárního experimentu na malých vzorcích provedeného v roce 2013 [9]. Konkrétně byla použita data naměřená na vzorku o rozměrech mm vyrobeném z betonu C 30/37 (vzorek 1 12 [9]). Na základě provedeného výpočtu bylo ověřeno, že požární zkouška by neměla být ukončena kolapsem žádného z šesti zkoušených panelů dříve než po 60. minutě působení požáru (výpočtem stanovený čas kolapsu byl 71 min), což je minimální doba požární zkoušky, která byla v rámci tohoto experimentálního programu požadována. Stanovený čas kolapsu byl samozřejmě pouze orientační, neboť tři ze šesti zkoušených panelů byly před požární zkouškou poškozeny předchozím výbuchem (což by mělo únosnost snížit). Na druhou stranu ale byla při výpočtu uvažována charakteristická pevnost betonu (skutečná pevnost byla vyšší), nebyla zohledněna výztuž u horního povrchu, teplota výztuže byla stanovena z výsledku naměřeného na vzorku, u kterého došlo k významnému odštěpení ([9], obr. 14a), a vlastní posouzení mezního stavu únosnosti podle evropských návrhových norem je ze své podstaty konzervativní. Bylo tedy možné předpokládat, že výsledná požární odolnost zkoušených panelů bude výrazně vyšší. VÝROBA VZORKŮ Pro výrobu vzorků byly použity tři druhy betonu: referenční (materiál č. 1), vláknobeton (materiál č. 2) a drátkobeton (materiál č. 3). Receptura referenčního betonu byla vhodně modifikována pro použití vláken (PP vlákna 6/0,018 v množství 1,5 kg na 1 m 3 směsi) a drátků (drátky 30/0,38 v množství 40 kg na 1 m 3 směsi). Z každého materiálu byly vyrobeny dva panely o rozměrech l b h = mm a dále tři zkušební krychle o hraně 150 mm pro zjištění pevnosti betonu v tlaku a tři zkušební trámce o rozměrech mm pro zkoušku tahu za ohybu. Výroba zkušebních vzorků byla zadána společnosti ŽPSV, a. s., závod Litice. Betonáž proběhla na přelomu října a listopadu Před vlastní betonáží panelů byly do připravených forem umístěny termočlánky pro měření vývoje teploty uvnitř vzorku při požární zkoušce. Termočlánky byly instalovány vždy na třech místech v ploše panelu ve vzdálenostech 10, 20, 50 a 100 mm od spodního líce a dále na dolní podélné výztuži (obr. 3 a 4). Po odbednění byly panely popsány a uskladněny v areálu výrobny. Poté byly vzorky převezeny na místo provedení výbuchového experimentu a následně do požární zkušebny PAVUS, a. s., Veselí nad Lužnicí. Malé vzorky (tři krychle a tři trámce od každého materiálu) byly po odbednění popsány a převezeny do laboratoře Fakulty stavební ČVUT v Praze k dalšímu zkoušení (zkouška tlakové pevnosti, zkouška tahu za ohybu), Obr. 5 Rozmístění panelů pro výbuchový experiment Fig. 5 Arrangement of panels for the blast experiment Obr. 6 Umístění nálože Fig. 6 Arrangement of the charge Obr. 7 Výbuch nálože Fig. 7 Charge explosion Obr. 8 Vlasová trhlina na boční stěně panelu po výbuchu Fig. 8 Hairline crack on the lateral side of the panel after the blast Obr. 9 Ultrazvukové měření panelů Fig. 9 Ultrasonic analysis of the panels Obr. 10 Pohled na zkušební vzorky uvnitř pece: panely vzájemně odděleny izolací z minerální vaty, malé vzorky pro následné měření reziduálních materiálových vlastností Fig. 10 Test specimen inside the furnace: panels separated one from each other by mineral wool insulation, small specimens for subsequent measuring of residual material properties Obr. 11 Zatížení panelů betonovými trámci Fig. 11 Loading of the panels with concrete blocks Obr. 12 Pohled do pece v průběhu zkoušky Fig. 12 View into the furnace during the test Obr. 13 Okamžik ukončení zkoušky Fig. 13 Time of termination of the test Obr. 14 Měření hloubky odštěpení Fig. 14 Measuring of the spalling depth z toho jedna kostka a jeden trámec od každého materiálu byly poté přepraveny do požární zkušebny, kde byly uloženy do zkušební pece za účelem následného stanovení reziduálních materiálových vlastností po požáru. VÝBUCHOVÝ EXPERIMENT Výbuchový experiment měl simulovat chování stropních železobetonových panelů vystavených výbuchu silné ná BETON technologie konstrukce sanace 1/2016

47 VĚDA A VÝZKUM SCIENCE AND RESEARCH lože v podlaží pod stropním panelem (předpokládaná nálož TNT o hmotnosti 125 kg ve vzdálenosti mm od spodního povrchu stropního panelu). Zatížení výbuchem nebylo z bezpečnostních a prostorových důvodů možné provést v plném měřítku. Bylo proto stanoveno ekvivalentní zatížení vyvolávající srovnatelné působení na vzorek. Podle dostupné literatury byla stanovena ekvivalentní nálož o hmotnosti 500 g ve vzdálenosti 600 mm od povrchu panelu. Při redukování měřítka bylo třeba zohlednit jak dopadající přetlak rázové vlny závislý na redukované vzdálenosti, tak dynamický přetlak rázové vlny, který závisí na vzdálenosti odlišným způsobem. Výbuchový experiment byl proveden 20. listopadu Panely byly z výrobny dovezeny do prostoru odpalu, kde byly prostě uloženy na rozpětí mm na dřevěné kulatiny (obr. 5). Byly zkoušeny celkem tři panely, na každém panelu byla odpálena nálož plastické trhaviny o hmotnosti 500 g. Nálož ve tvaru válce o průměru 120 mm a výšce 20 mm byla zavěšena na ocelovém rámu v požadované vzdálenosti od exponovaného povrchu panelu (obr. 6 a 7). Pro snazší provedení výbuchového experimentu byl panel zkoušen v obrácené poloze a nebyl zatížen statickým zatížením (kromě vlastní tíhy, která však působila opačným směrem, než by tomu bylo v modelové situaci, obr. 1). Toto uspořádání experimentu je u podobných výzkumů obvyklé a lze předpokládat, že výsledné poškození panelu od výbuchu je srovnatelné s tím, jaké by bylo dosaženo při zkoušení plně zatíženého panelu v reálné poloze (poškození od výbuchu není způsobeno ohybovými účinky, ale prostupem a šířením rázové vlny v betonu). Po výbuchu byly na všech panelech patrné známky poškození. Na obou bocích panelů se objevily vlasové trhliny (obr. 8). Nálož byla volena záměrně 10 tak, aby poškození panelů nebylo příliš veliké, což by mohlo zamezit korektnímu provedení požární zkoušky, případně by mohlo dojít k poškození termočlánků. Panely vystavené výbuchu i panely nepoškozené byly následně přepraveny do požární zkušebny, kde bylo ultrazvukovým měřením podrobně zmapováno poškození výbuchem a provedena požární zkouška. ULTRAZVUKOVÉ MĚŘENÍ PANELŮ Po převozu panelů do požární zkušebny bylo 2. prosince 2014 provedeno měření poškození panelů pomocí ultrazvukového měřiče Pundit Lab+ s měřicími sondami s frekvencí 54 khz (obr. 9). Úroveň poškození byla stanovena nepřímo změřením rychlosti průchodu ultrazvukové vlny daným materiálem (resp. dobou průchodu ultrazvukové vlny vzorkem dané tloušťky). Podrobně byly analyzovány zejména panely, které byly vystaveny výbuchu. Nepoškozené panely nebylo nutné měřit na více bodech, neboť vykazovaly homogenní charakter. Kontrolní měření bylo provedeno také po požární zkoušce za účelem zjištění míry poškození panelů v důsledku vystavení vysokým teplotám. POŽÁRNÍ ZKOUŠKA Požární zkouška proběhla 5. prosince 2014 v požární zkušebně. Panely byly osazeny na zkušební pec dle předepsaného schématu (obr. 2). Do pece byly umístěny také malé vzorky pro měření reziduálních vlastností materiálů po požáru (obr. 10). Předepsané zatížení bylo vyvozeno betonovými trámci odpovídající hmotnosti umístěnými na ocelové roznášecí nosníky (obr. 11). Termočlánky byly zapojeny do měřicí stanice a všechny panely byly vystrojeny pro měření průhybů uprostřed rozpětí. Zkouška probíhala standardním způsobem (obr. 12). V průběhu zkoušky bylo patrné značné odpařování vlhkosti a její transport na neohřívanou stranu panelů. Dále bylo možné pozorovat (vizuálně i akusticky) masivní odštěpování betonu. Zkouška byla ukončena v čase 2 h 15 min z důvodu dosažení limitního průhybu (obr. 13). Po vychladnutí pece byly panely přemístěny do venkovního prostoru v areá - lu požární zkušebny, kde bylo provedeno kontrolní měření ultrazvukem a podrobně stanoven rozsah odštěpení povrchové vrstvy. Na exponovaném povrchu panelu byla vynesena síť s oky mm, v uzlech této sítě byly změřeny hodnoty hloubky odštěpení pomocí posuvného měřítka (obr. 14) a takto získaná data byla dále analyzována v programu MATLAB (srov. [14], [15]). Malé vzorky byly přepraveny do laboratoře Fakulty stavební ČVUT v Praze pro stanovení reziduálních materiálových vlastností /2016 technologie konstrukce sanace BETON 45

48 VĚDA A VÝZKUM SCIENCE AND RESEARCH Obr. 15 Povrch vzorků: a) 1a, b) 1b, c) 2a, d) 2b, e) 3a, f) 3b Fig. 15 Surface of specimens: a) 1a, b) 1b, c) 2a, d) 2b, e) 3a, f) 3b 15a 15b Tab. 1 Výsledky ultrazvukového měření panelů Tab. 1 Results of the ultrasonic analysis of the panels Průměrná rychlost prostupu ultrazvukové Vzorek vlny [m s 1 ] Před požární Po požární zkouškou zkoušce ***) 1a *) b a **) b a ****) 3b ****) *) Bylo provedeno měření pouze ve dvou bodech. **) Bylo provedeno měření pouze v jednom bodě. ***) Bylo provedeno měření pouze ve dvou bodech. ****) Měření nebylo provedeno z důvodu odštěpení povrchu. 15c 15e VÝSLEDKY A DISKUSE V průběhu experimentu byla zaznamenána data, která popisují nebo umožňují stanovit: homogenitu a míru poškození vnitřní struktury panelů (vystavených i nevystavených výbuchu) před požární zkouškou a po jejím ukončení (stanoveno ultrazvukovým měřičem), 15d 15f vývoj teploty uvnitř a na povrchu panelů v průběhu požární zkoušky, vývoj průhybu panelů uprostřed rozpětí v průběhu požární zkoušky, rozsah odštěpení povrchové vrstvy panelů po ukončení požární zkoušky, mechanické vlastnosti použitých materiálů za běžné teploty a po vystavení požáru. Pro přehlednost jsou v následujícím textu zkušební vzorky označovány číslem popisujícím daný materiál (1 železobeton, 2 vláknobeton, 3 drátkobeton) a písmenem vyjadřujícím, zda se jedná o vzorek vystavený předchozímu výbuchu nebo vzorek referenční (a referenční vzorek, b panel vystavený výbuchu). Vzhledem k tomu, že rozsah odštěpení povrchové vrstvy měl zásadní vliv na další měřené veličiny (teploty vzorků, průhyby), je vhodné začít s popisem výsledků právě u tohoto jevu. Z obr. 15 a z naměřených údajů (obr. 14) je patrné, že: u panelů ze železobetonu došlo k výraznému odštěpení v oblastech blízko podpor, maximální hloubka odštěpení dosahovala hodnoty 25 mm, střední oblasti panelů (uprostřed rozpětí) odštěpením zasaženy nebyly (obr. 15a,b); u vzorků z vláknobetonu k odštěpení povrchové vrstvy vůbec nedošlo (obr. 15c,d); panely z drátkobetonu byly v porovnání se vzorky z ostatních materiálů zasaženy odštěpováním nejvíce 46 BETON technologie konstrukce sanace 1/2016

49 VĚDA A VÝZKUM SCIENCE AND RESEARCH [ C] A, 10 mm 1a 1b 2a 2b 3a 3b [ C] B, 10 mm 1a 1b 2a 2b 3a 3b RFEM t [min] 16a b t [min] RSTAB 8 [ C] A, 50 mm 1a 1b 2a 2b 3a 3b [ C] B, 50 mm 1a 1b 2a 2b 3a 3b a t [min] b t [min] pr hyb [mm] t [min] 1a 1b 2a 2b 3a 3b Obr. 16 Teploty ve vzdálenosti 10 mm od líce vystaveného požáru: a) bod A, b) bod B Fig. 16 Temperatures in the distance of 10 mm from the heated surface: a) point A, b) point B Obr. 17 Teploty ve vzdálenosti 50 mm od líce vystaveného požáru: a) bod A, b) bod B Fig. 17 Temperatures in the distance of 50 mm from the heated surface: a) point A, b) point B Obr. 18 Průhyb panelů uprostřed rozpětí Fig. 18 Midspan deflection of the panels povrchová vrstva byla narušena téměř v celé ploše panelů, maximální hloubka odštěpení dosahovala hodnoty 30 mm (obr. 15e,f); předchozí vystavení výbuchu nemělo na rozsah odštěpení podstatný vliv. Tato jištění jsou v souladu s předchozími experimenty (srov. [9]) i s údaji uvedenými v odborné literatuře (např. [16]). Na homogenitu a poškození vnitřní struktury panelů lze usuzovat z naměřených hodnot rychlosti prostupu ultrazvukové vlny napříč panelem (čím nižší rychlost, tím větší poškození vnitřní trhliny a jiné projevy narušení struktury materiálu zpomalují průchod ultrazvukové vlny). V tab. 1 jsou uvedeny průměrné hodnoty změřené na jednotlivých vzorcích uprostřed rozpětí na čtyřech bodech v polovině délky panelů, které nejlépe vypovídají o případném poškození panelů v důsledku výbuchu (obr. 9). Z uvedených hodnot vyplývá, že poškození panelů po výbuchu nebylo příliš výrazné. Vzhledem k tomu, že požární experiment se prováděl na všech šesti panelech (tj. třech panelech nepoškozených a třech panelech po vystavení výbuchu) najednou, mohlo by výrazné poškození panelů výbuchem ohrozit konání požární zkoušky. U panelů ze železobetonu byly dokonce změřeny nepatrně vyšší rychlosti na vzorku vystaveném výbuchu než na vzorku referenčním. U dalších dvou materiálů již byly hodnoty rychlosti nižší u vzorků vystavených výbuchu. Největší rozdíl v rychlostech (to znamená největší poškození výbuchem) byl zaznamenán u panelů z vláknobetonu. Výsledky ultrazvukového měření po provedení požární zkoušky podle předpokladů ukázaly výrazné poškození vnitřní struktury vzorků v důsledku působení vysoké teploty a předepsaného zatížení. Větší poškození bylo zaznamenáno u panelů, které byly před požární zkouškou vystaveny výbuchu (vzorky 1b a 2b). Na panelech z drátkobetonu nebylo možné toto měření po požáru provést z důvodu výrazného odštěpení povrchové vrstvy (měření vyžaduje rovný povrch vzorku). Teploty byly pomocí termočlánku měřeny na třech místech v ploše panelu (obr. 3). Na obr. 16 a 17 je znázor- Firemní prezentace ZKUŠEBNÍ VERZE ZDARMA NA Statika, která Vás bude bavit! Dlubal Software s.r.o. 1/2016 technologie konstrukce sanace BETON 47

50 VĚDA A VÝZKUM SCIENCE AND RESEARCH Literatura: [1] ČSN EN 1990, Eurokód: Zásady navrhování konstrukcí. Praha: ČNI, [2] FOGLAR, M., KOVÁŘ, M. Conclusions from experimental testing of blast resistance of FRC and RC bridge decks. International Journal of Impact Engineering, 59 (2013), p [3] FOGLAR, M., HÁJEK, R., KOVÁŘ, M., ŠTOLLER, J. Blast performance of RC panels with waste steel fibers. Construction and Building Materials, 94 (2015), p [4] ŠTEFAN, R. Transport Processes in Concrete at High Temperatures: Mathematical Modelling and Engineering Applications with Focus on Concrete Spalling. PhD thesis. CTU in Prague, [5] KAKOGIANNIS, D. et al. Blast performance of reinforced concrete hollow core slabs in combination with fire: Numerical and experimental assessment. Fire Safety Journal, 57 (2013), p [6] KAMATH, P. et al. Full-scale fire test on an earthquake-damaged reinforced concrete frame. Fire Safety Journal, 73 (2015), p [7] RUAN, Z., CHEN, L., FANG, Q. Numerical investigation into dynamic responses of RC columns subjected for fire and blast. Journal of Loss Prevention in the Process Industries, 34 (2015), p [8] WU, B., XIONG, W., WEN, B. Thermal fields of cracked concrete members in fire. Fire Safety Journal, 66 (2014), p [9] ŠTEFAN, R., FOGLAR, M., FLÁDR, J. Experimentální výzkum chování různých druhů cementových kompozitů vystavených požáru. Beton TKS, 15, 6 (2015), s [10] ČSN EN , Eurokód 1: Zatížení konstrukcí Část 1-1: Obecná zatížení Objemové tíhy, vlastní tíha a užitná zatížení pozemních staveb. Praha: ČNI, [11] ČSN EN , Eurokód 1: Zatížení konstrukcí Část 1-2: Obecná zatížení Zatížení konstrukcí vystavených účinkům požáru. Praha: ČNI, [12] ČSN EN , Eurokód 2: Navrhování betonových konstrukcí Část 1-1: Obecná pravidla a pravidla pro pozemní stavby. Praha: ČNI, [13] ČSN EN , Eurokód 2: Navrhování betonových konstrukcí Část 1-2: Obecná pravidla Navrhování konstrukcí na účinky požáru. Praha: ČNI, [14] MINDEGUIA, J. C. Contribution expérimentale a la compréhension des risques d instabilité thermique des bétons. PhD thesis. UPPA, [15] OZAWA, M., UCHIDA, S., KAMADA, T., MORIMOTO, H. Study of mechanisms of explosive spalling in high-strength concrete at high temperatures using acoustic emission. Construction and Building Materials, 37 (2012), p [16] KHOURY, A., ANDERBERG, Y. Fire Safety Design. Concrete Spalling Review. Swedish National Road Administration, Tab. 2 Tlakové pevnosti materiálů za běžné teploty a po požáru Tab. 2 Strengths in compression of materials at normal temperature and after fire Měřená veličina Jednotka Materiál 1 Materiál 2 Materiál 3 vzorek I 39,3 46,4 36,0 Pevnost v tlaku [MPa] vzorek II 46,9 42,5 46,2 za běžné teploty průměr 43,1 44,4 41,1 Reziduální pevnost v tlaku [MPa] 5,4 5,7 8,1 [%] 12,5 12,8 19,7 (vzorek 1b). V případě panelů z drátkobetonu se toto zjištění nepotvrdilo u panelu 3a byl zaznamenán větší průhyb než u panelu 3b. Vzhledem k tomu, že byly oba tyto vzorky (3a a 3b) zasaženy výrazným odštěpením povrchové vrstvy, je možné, že vliv odštěpení převýšil vliv poškození výbuchem. Pevnosti materiálů za běžné teploty a po požáru jsou uvedeny v tab. 2. Zajímavým zjištěním je to, že nejvyšší reziduální pevnost byla zaznamenána u drátkobetonu (materiál č. 3), ačkoli z hlediska odštěpování povrchové vrstvy se tento materiál choval prokazatelně nejhůře (obr. 15). ZÁVĚR V článku je popsán rozsáhlý experiment, jehož cílem bylo ověření chování železobetonových stropních panelů z různých druhů betonu vystavených výbuchu a následnému požáru. Kombinovaný účinek různých druhů mimořádných zatížení není doposud uspokojivě prozkoumán a i výsledky tohoto experimentu (v mnoha případech protichůdné, umožňující různé interpretace) ukazují, že se jedná o mimořádně složitou problematiku, kterou je nutné dále studovat. Tato práce vznikla za podpory poskytnuté Ministerstvem vnitra České republiky v rámci projektu VG Užití vláknocementových kompozitů pro zvýšení ochrany technické infrastruktury a obyvatelstva proti teroristickému útoku. Ing. Radek Štefan, Ph.D. radek.stefan@fsv.cvut.cz něn nárůst teploty panelů ve vzdálenosti 10, resp. 50 mm od líce vystaveného požáru. Z uvedených grafů je zřejmé, že: nejnižších teplot bylo dosaženo u vzorků z vláknobetonu, což je dáno především tím, že vzorky z tohoto materiálu nebyly zasaženy odštěpováním; u panelů z železobetonu a z drátkobetonu byly naměřeny přibližně stejné teploty, což opět odpovídá charakteru odštěpení těchto vzorků (obr. 15); v případě železobetonu a drátkobetonu bylo dosaženo vyšších teplot u vzorků, které byly před požární zkouškou vstaveny výbuchu. Vzhledem k omezenému rozsahu článku bude podrobná analýza teplotního chování panelů předmětem následujících publikací. Časový vývoj průhybů panelů uprostřed rozpětí je znázorněn na obr. 18. Nejmenší průhyb byl zaznamenán u vzorku 2a, tedy u panelu z vláknobetonu, který nebyl vystaven výbuchu. Panel 2b, u kterého stejně jako u panelu 2a nedošlo k odštěpení povrchové vrstvy, dosáhl relativně velkého průhybu. Nabízí se vysvětlení, že tento rozdíl byl způsoben předchozím zatížením panelu 2b výbuchem. Stejně tak u vzorků ze železobetonu bylo většího průhybu dosaženo u panelu vystaveného výbuchu doc. Ing. Marek Foglar, Ph.D. marek.foglar@fsv.cvut.cz Ing. Radek Hájek radek.hajek@fsv.cvut.cz Ing. Josef Fládr josef.fladr@fsv.cvut.cz všichni: Fakulta stavební ČVUT v Praze Katedra betonových a zděných konstrukcí Text článku byl posouzen odborným lektorem. The text was reviewed. 48 BETON technologie konstrukce sanace 1/2016

51 VĚDA A VÝZKUM SCIENCE AND RESEARCH VZNIK TRHLIN V BETONU VLIVEM NESILOVÝCH ÚČINKŮ INITIATION OF CONCRETE CRACKING DUE TO NON-FORCE EFFECTS Marek Vinkler, Jaroslav Procházka Článek se zabývá vznikem trhlin v betonových konstrukcích vlivem nesilových účinků, zejména vývinem hydratačního tepla a vysycháním betonu. Uvedena je základní fyzikální podstata nesilových účinků a jejich vliv na vznik, rozvoj a šířku trhlin. Pro porovnání je ukázán výpočet nutné plochy výztuže na tyto účinky s ohledem na limitní šířku trhliny dle normových doporučení a detailním numerickým výpočtem. Tento článek je pokračováním článku zabývajícím se šířkou trhlin od mechanického zatížení [11]. The paper deals with initiation of concrete cracking due to non-force effects, particularly due to evolution of heat hydration and drying of concrete. Physical basis of nonforce effects and consequences for initiation, propagation and crack width are discussed. For comparison, calculations of the required area of reinforcement with respect to limitation of crack width according to recommendations and complex numerical calculation is provided. This paper follows the article focusing on crack width due to mechanical loading [11]. Vznikem a šířkou trhlin od mechanického zatížení se zabýval předcházející článek [11]. V tomto příspěvku jsou popsány vznik a šířka trhlin od nesilových účinků. Mezi nesilové účinky můžeme zařadit vynucené nebo omezené deformace vlivem objemových změn betonu. Tyto objemové změny souvisejí s ustáleným nebo neustáleným transportem tepla a vlhkosti betonem. Nejčastější jevy s tím související jsou: vývin hydratačního tepla, vysychání betonu, smršťování a dotvarování betonu. Nerovnoměrná tendence k objemové změně způsobená gradientem teploty nebo vlhkosti v průřezu vede ke vzniku rovnovážných napětí, která mohou překročit okamžitou pevnost betonu v tahu a dochází tak ke vzniku trhlin. Tímto způsobem nesilové účinky přímo ovlivňují trvanlivost a použitelnost betonových konstrukcí. V mezních stavech použitelnosti se zavádí limitní kritéria, která zajistí přijatelný vzhled, použitelnost a trvanlivost konstrukce. Tato kritéria se týkají omezení přetvoření, napětí v betonu i ve výztuži a omezení šířky trhlin. Obvykle se požaduje limitní šířka trhlin 0,1 až 0,4 mm dle agresivity prostředí a typu konstrukce. Problematika minimálního množství výztuže na nesilové účinky je v praxi často podceňována. Když už se jí projektant zabývá, má k dispozici pouze zjednodušené normové vztahy, které zdaleka nereflektují komplexitu celého problému. Nejjednodušším řešením je potom předimenzování množství výztuže. V dalších částech budou identifikovány jednotlivé faktory ovlivňující vznik a šířku trhlin od nesilových účinků. Významné inženýrské problémy, jako jsou vývin hydratačního tepla a smršťování od vysychání betonu, budou probrány detailněji. Na závěr bude proveden výpočet nutné plochy výztuže na danou limitní šířku trhliny pomocí sofistikovaného numerického modelu v porovnání s výpočtem pomocí normových doporučení. NESILOVÉ ÚČINKY Nesilové účinky jsou typem namáhání konstrukcí, které vznikají z nestejnoměrné tendence k objemové změně v průřezu prvku, popř. z omezené deformace. Vzhledem k tomu, že musí být zachována kompatibilita deformací a z hypotézy o zachování rovinnosti průřezu po deformaci plyne, že i v prvku, který se může volně deformovat, dochází ke vzniku samorovnovážných napětí. Například vývinem hydratačního tepla, kdy se jádro průřezu ohřívá více než povrchové vrstvy, dojde ke vzniku nerovnoměrné tendence k tepelné délkové změně. Prvek se protáhne a v povrchové vrstvě vznikají tahová napětí a v jádře průřezu tlaková napětí, která vyrovnávají menší, resp. větší tendenci k protažení. U volného prvku jsou tato napětí samorovnovážná, tj. normálová síla od těchto napětí je nulová. U prvku upnutého v konstrukci (např. stěna vetknutá do základové desky) vznikají navíc v průřezu vnitřní síly vlivem omezení deformace. Stejný případ je možné pozorovat u vysychání, kdy povrchové vrstvy vysychají mnohem rychleji než zbytek průřezu a výsledkem je podobné rozložení napjatosti jako u vývinu hydratačního tepla povrchové vrstvy jsou tažené, zbytek průřezu je tlačený. Pokud jsou podmínky symetrické, musí být symetrická i napjatost. Složitější průběh napjatosti nastává v dalších fázích, kdy se nerovnoměrná tendence k objemové změně postupně vyrovnává chladnutím průřezu u hydratace a postupem vysychání i do vnitřních částí průřezu. Dalším faktorem ovlivňujícím průběh napjatosti je dotvarování a relaxace, které u mladého betonu hrají významnou roli. Pokud tahová napětí překročí okamžitou pevnost betonu v tahu, vznikne trhlina, která způsobí redistribuci napětí a navíc v tu chvíli dojde ke skokové aktivaci tahové síly ve výztuži. Pro omezení šířky trhliny na přijatelnou míru musí být výztuž správně navržená. Z uvedeného vyplývá, že pro správnou analýzu chování konstrukce na nesilové účinky musí být zohledněny zejména tyto faktory: tepelné a vlhkostní transportní charakteristiky betonu, závislost pevnostních, deformačních a lomových vlastností betonu na čase (pevnost v tahu, modul pružnosti atd.), dotvarování a relaxace betonu (včetně vlivu teploty na tyto jevy), vlastnosti prostředí (relativní vlhkost, teplota, rychlost větru, srážky), charakteristiky vyztužení (množství, průměr a poloha výztuže), rychlost, velikost a časový průběh vývinu hydratačního tepla, způsob omezení deformace prvku (upnutí v konstrukci, tření o podloží atd.), postup výstavby (odbednění, ošetřování atd.). Vývin hydratačního tepla Rozložení teploty po průřezu betonové stěny je možné popsat diferenciální rovnicí 2. řádu parabolického typu (tzv. difúzní rovnice). Tato rovnice vyplývá ze zákona zachování energie. Pole teploty T(x,t) pro jednorozměrnou úlohu s délkovou proměnou x a časovou proměnnou t je možné popsat takto: T( x, t) c = p t (, ) = T x t ( ) H e x x + Q t (1) kde ρ [kg/m 3 ] je objemová hmotnost betonu, c p [J/kg/K] izobarická měrná tepelná kapacita, λ [W/m/K] tepelná vodivost betonu a Q H (t e ) [W/m 3 ] zdrojový člen popisují vývin hydratačního tepla v závislosti na ekvivalentním stáří t e [s]. Rovnici je nutné doplnit o počáteční a okrajové podmínky. Okrajo- 1/2016 technologie konstrukce sanace BETON 49

52 VĚDA A VÝZKUM SCIENCE AND RESEARCH vou podmínku uvažujeme konvekčního typu (s přestupem tepla). Počáteční podmínku uvažujeme beton v tepelné rovnováze s okolním prostředím T(x,0) = T en. Vývin hydratačního tepla je popsán pomocí modelu od autorů Schindler, Folliard [10]. Hydratace je zde popsána pomocí stupně hydratace α(t e ) [-], který je funkcí ekvivalentního času: ( te )= ( e ) = exp u e H t (2) t H T kde α u [-] je finální stupeň hydratace, H(t e ) [J/m 3 ] hydratační teplo uvolněné v daném čase, H T [J/m 3 ] celkové hydratační teplo, β [-] a τ [h] jsou parametry modelu. Ekvivalentní stáří betonu závisí na historii teploty v daném bodě průřezu, viz např. [10]. Rychlost vývinu hydratačního tepla získáme časovou derivací funkce H(t e ), která představuje zdrojový člen v rovnici (1): Q H ( t ) e. t exp e ( ) dh t e = = HT. dt t t e E a 1 1 R T T c r ( ) e (3) Exponenciální člen v rovnici (3) představuje časovou derivaci ekvivalentního času. Jednotlivé parametry modelu finální stupeň hydratace α u, parametry β a τ, celkové hydratační teplo H T a aktivační energie hydratace E a byly stanoveny na základě analýzy experimentálních dat v závislosti na chemickém složení cementu a hydraulických příměsí, jemnosti mletí cementu, vodním součiniteli atd. [10]. Vysychání betonu Vysychání betonu je možné popsat též pomocí parciální diferenciální rovnice 2. řádu [1], [12], která je parabolického typu (difúzní rovnice). Pole relativní vlhkosti h = h(x,t) pro jednorozměrnou úlohu s délkovou proměnou x a časovou proměnnou t je možné popsat takto: u h s h = + + h t x D h h T (4) x t t kde u [kg/kg] je hmotnostní vlhkost betonu, h [Pa/Pa] pórová relativní vlhkost betonu, u/ h [-] sklon sorpční izotermy (tzv. inverzní vlhkostní kapacita), D h [m 2 /s] difuzivita betonu, h s [Pa/Pa] pokles relativní vlhkosti betonu vlivem samovysychání (spotřeba vody na hydrataci), κ [1/K] hygro termický koeficient, T [K] teplota. Rovnice (4) by - la odvozena ze zákona zachování hmotnosti, koeficienty jsou funkcí složení betonu a zejména vlhkosti betonu, tedy vlastního řešení. Tato závislost je silně nelineární, čímž se komplikuje řešení této rovnice. Pokles relativní vlhkosti betonu vlivem spotřeby vody na hydrataci se pro běžné betony pohybuje kolem 2 až 10 %. Pro vysokohodnotné betony s nízkým vodním součinitelem může tento pokles dosahovat desítek procent [9]. Uvážíme-li, že množství vody nutné pro kompletní hydrataci cementu je 0,253 kg/kg [9], můžeme úbytek hmotnostní vlhkosti vlivem samovysychání popsat pomocí tohoto údaje, množství cementu, hustoty betonu a stupně hydratace. Převod mezi hmotnostní vlhkostí a relativní vlhkostí je možný pomocí sorpční izotermy betonu. Sorpční izotermu betonu můžeme popsat například pomocí BSB modelu [4]: CkV h m u = (5) ( 1 kh ) 1+ ( C 1 ) kh kde tři prezentované parametry C, k, V m [-] jsou funkcí složení betonu, stáří betonu, doby ošetřování a teploty [12]. Stáří betonu je vhodné nahradit tzv. ekvivalentním stářím (časem), které závisí na historii vlhkosti a teploty v daném bodě průřezu, viz např. [1]. Difuzivitu betonu je možné popsat modelem získaným z analýzy experimentálních dat [12]: D = + h { h } + 1 exp 10 h( h-1 ) ln2 (6) h Tři parametry α h, β h [m 2 /s] a γ h [-] jsou funkcemi vodního součinitele betonu. Okrajovou podmínku vysychajícího povrchu je možné uvažovat konvekčního typu a okrajovou podmínku nevysychajícího povrchu uvažujeme pomocí konstantního gradientu vlhkosti. Počáteční podmínku uvažujeme jako stav, kdy pokles relativní vlhkosti vlivem samovysychání již proběhl h(x,0) = 1 Δh s. NAPJATOST OD NESILOVÝCH ÚČINKŮ Napjatost v průřezu vlivem nesilových účinků je možné stanovit z podmínek rovnováhy. Uvažujeme-li symetrické podmínky, vystačíme si pouze s jednou podmínkou pro normálovou sílu v průřezu: hd 0 xtdx, N (7) kde σ(x,t) [Pa] je pole napětí a h D [m] tloušťka stěny. Obecně, pokud je prvek upnutý v konstrukci, která brání jeho deformaci, musí být napjatost stanovena na základě globální analýzy. Jako zjednodušení je možné použít koeficient omezení normálové deformace R N [-], který se určí z globálního lineárního výpočtu jako poměr nerealizované deformace (tj. rozdíl deformace volného a upnutého prvku) a deformace, která by nastala, pokud by byl prvek volný, nebo je možné použít přibližné hodnoty dané v ČSN EN [6]. Výsledkem je obecně vznik vnitřních sil z omezené deformace. Pro volný prvek musí být normálová síla nulová. Beton předpokládáme jako stárnoucí materiál s viskoelastickým chováním. Potom můžeme díky aditivnosti deformace napsat tento inkrementální vztah [3] pro normálovou deformaci: = ( 1 R N).. v J + + T + (8) k+1,k i i i i ( ) T i max max h i = T, = k h i sh i (9) kde Δε [-] je přírůstek celkové deformace během časového kroku Δt = t k+1 t k [s], Δσ i [Pa] přírůstek napětí, Δε v i [-] přírůstek viskoelastické deformace, Δε T i [-] pří růstek deformace vlivem změny teploty, Δε h i [-] přírůstek deformace vl i- vem změny vlhkosti (smršťování z vysychání), ΔT i [K] přírůstek teploty, Δh i [-] přírůstek vlhkosti, Δξ i [-] přírůstek deformace vlivem trhlin, J k+1,k [1/Pa] krátkodobá viskoelastická funkce pod - daj nosti pro příslušný časový krok a α [1/K] koeficient teplotní délkové roztažnosti betonu, k sh [-] součinitel délkové změny pro smršťování z vysychání betonu. Součinitel teplotní délkové roztažnosti čerstvého betonu je větší než u vyzrálého betonu. Pro časový vývoj součinitele teplotní délkové roztažnosti betonu byl použit jednoduchý exponenciální model, který začíná na hodnotě K -1 v čase t = 0 a limitně se blíží hodnotě K -1 pro nekonečný čas [8] (obr. 1). Přírůstek deformace vlivem potrhání průřezu je možné určit použitím modelu rozetřených trhlin, kdy se uvažuje vliv jednotlivých trhlin na přenos tahových napětí, které se přenáší mezi trhlinami, pomocí tahového změkčení betonu [3]: f i ( i ) = = (10) i s s 50 BETON technologie konstrukce sanace 1/2016

53 VĚDA A VÝZKUM SCIENCE AND RESEARCH c [.10-6 K -1 ] f ct 1 Součinitel teplotní délkové roztažnosti čerstvého betonu Čas t [den] w 1 w c Obr. 1 Exponenciální model součinitele teplotní délkové roztažnosti betonu Fig. 1 Exponential model of coefficient of thermal expansion of concrete Obr. 2 Diagram tahového změkčení betonu dle fib Model Code 2010 [7] Fig. 2 Tensile strain softening according to fib Model Code 2010 [7] kde s max [m] je maximální vzdálenost trhlin (viz např. [3]) a δ i = f(σ i ) [m] rozevření trhliny popsané rostoucí funkcí napětí. Pro diagram tahového změkčení je možné použit model dle fib Model Code 2010 [7] (obr. 2). Jednotlivé veličiny v diagramu jsou závislé na pevnosti betonu v tahu a na lomové energii. Pro výpočet je nutné se zabývat i od - těžováním a opětovným zatížením v diagramu tahového změkčení. Zde byl zvolen zjednodušený postup, kdy odtěžovací větev se vrací lineárně do počátku a větev pro opětovné zatížení míří lineárně do místa maximální dosažené deformace od trhlin ξ max. 1 2 NUMERICKÉ MODELOVÁNÍ Vývoj teplot od hydratace je numericky řešen pomocí metody konečných prvků s lineárními bázovými funkcemi. Algoritmus výpočtu probíhá iterativně, kdy v každém časovém kroku je pomocí Newton-Raphsonovy semiimplicitní metody řešení zpřesňováno, dokud není splněna konvergenční podmínka. Obdobným způsobem, nicméně nezávisle, je řešen vývoj vlhkosti v betonu vlivem vysychání. Vývoj napětí je numericky řešen obdobně jako pole teploty a vlhkosti. Je vy užita stejná síť metody konečných prvků, ale délka časového kroku je prodloužena oproti řešení teploty. V každém časovém kroku je iterativně řešení zpřesňováno, dokud není splněna konvergenční podmínka. URČENÍ MINIMÁLNÍHO MNOŽSTVÍ VÝZTUŽE NA NESILOVÉ ÚČINKY Detailní numerický model Model pro výpočet napjatosti od hydratačního tepla a od smršťování z vysychání betonu byl popsán v předchozích kapitolách. Zde bude popsána metodika stanovení minimální výztuže na omezení šířky trhlin od těchto účinků. Nejjednodušší a zároveň konzervativní způsob jak stanovit minimální výztuž je z předpokladu, že sílu v tažené části betonu těsně před vznikem trhliny musí převzít výztuž. Síla v tažené části betonu se určí integrací tahového napětí po průřezu: hd /2 F () t =, ct ( x t) dx 0 pro ( xt, ) 0 (11) Minimální plocha výztuže na danou šířku trhliny se určí z mezního napětí, které je možné připustit ve výztuži, aby byla zajištěna limitní šířka trhliny: max F () t ct a = (12) s,min s,max Mezní napětí ve výztuži se určí z vybraného normového vztahu pro šířku trhliny, např. ze vztahů dle ČSN EN [5], viz dále. Normová doporučení Dle ČSN EN [5] Šířka trhliny se určí pomocí základního vztahu: w = s (13) ( ) k r,max sm cm kde s r,max [m] označuje maximální vzdálenost trhlin, ε sm, ε cm [-] jsou průměrná poměrná přetvoření výztuže, resp. betonu mezi trhlinami. Maximální vzdálenost trhliny s r,max se určí pomocí vztahu (14), rozdíl poměrných přetvoření výztuže a betonu ze vztahu (15): s = k c+ k k k r,max (14) sm = cm eff 1 = k f ct,eff 1+ s t e E s eff 0,6 s Es ( ) eff (15) kde k 1 je vliv povrchu výztuže (uvažujeme k 1 = 0,8 pro žebírkovou výztuž), k 2 vliv rozdělení poměrných přetvoření po výšce průřezu (k 2 = 1 pro namáhání centrickým tahem), k 3 vliv krycí vrstvy (k 3 = 3,4), k 4 vliv soudržnosti betonu a výztuže (k 4 = 0,425), k t vliv doby trvání zatížení (k t = 0,6 pro krátkodobé zatížení). Pracovní součinitel α e se stanoví jako poměr středních modulů pružnosti výztuže E s a betonu E cm, c označuje tloušťku krycí vrstvy tahové výztuže, φ označuje průměr tažené výztuže. Efektivní tahovou pevnost betonu lze pro rané trhliny uvažovat polovinou střední pevnosti betonu v tahu f ct,eff = 0,5f ctm. Efektivní stupeň vyztužení ρ eff je definován jako poměr plochy tažené výztuže a efektivní plochy betonu ρ eff = a s /a c,eff. Pro obdélníkový průřez je a c,eff = bh c,eff a efektivní výška h c,eff se určí z podmínky: h c,eff = = ( h d) h x h D D min 2,5 ; ;. D (16) 3 2 Stanovení efektivní výšky by bylo vhodné revidovat, neboť zejména pro masivnější prvky dává vztah (16) hodnoty neodpovídající skutečnému působení. Minimální množství tahové výztuže dle ČSN EN [5] je dáno zvlášť pro mezní stav únosnosti a zvlášť pro mezní stav použitelnosti. Vztah (17) zajišťuje potřebnou výztuž z hlediska vzniku a rozvoje trhlin v mezní stavu použitelnosti: ct,eff a = k k f a s,min c ct (17) s kde k c je součinitel, kterým se zohledňuje rozdělení napětí v průřezu bezprostředně před vznikem trhlin a změna ramene vnitřních sil (pro náš případ k c =1), k součinitel vyjadřující účinek nerovnoměrného rozdělení vnitřních rovnovážných napětí vedoucí ke zmenšení sil vyplývajících z omezení přetvoření závislý na tloušťce prvku (hodnoty 0,65 až 1), f ct,eff odpovídá střední pevnosti betonu v tahu v okamžiku vzniku trhlin (f ct,eff = 0,5 f ctm pro rané trhliny) a a ct reprezentuje taženou plochu betonu v okamžiku prvního očekávaného vzniku trhlin (uvažujeme a ct = a c,eff ). Za předpokladu, že pro omezení trhlin norma předepisuje určit výztuž ze vztahu (17), ve kterém vystupuje napětí ve výztuži, lze dopočítat minimální výztuž pro omezení šířky trhlin řešením soustavy rovnic (13) až (15) a (17) pro danou limitní šířku trhliny. Pro rané 1/2016 technologie konstrukce sanace BETON 51

54 VĚDA A VÝZKUM SCIENCE AND RESEARCH trhliny platí, že ve vztahu (15) rozhoduje člen za nerovností na pravé straně. Výsledkem je tato kvadratická rovnice pro minimální množství výztuže: we k s 0,6kkaf c ct ct,eff 2 s,min kca kkk a = 0 a 3 s,min ct (18) Dle Lohmeyer, Ebeling Weisse Wannen [8] V této významné publikaci jsou uvedeny vztahy pro výpočet napjatosti od vývinu hydratačního tepla a nomogramy pro určení nutné plochy výztuže pro omezení šířky trhlin od hydratačního tepla. Dále je uveden výpočet pro stěnu betonovanou na základovou desku. Notace jednotlivých veličin byla upravena, aby byla zachována konzistentnost. Maximální nárůst teplot od hydratačního tepla se určí z adiabatického nárůstu teploty a z empirického součinitele: T max CHt c = d c ( ) maxt p (19) 3a 4a 5a 3b 4b 5b kde koeficient α d [-] vyjadřuje vliv geometrie na omezení adiabatického vývinu tepla (ochlazování prostředím), C c [kg/m 3 ] je množství cementu a H(t maxt ) [J/kg] celkové množství tepla uvolněné do doby maximálního nárůstu teplot t maxt [den] (uvažuje se empiricky t maxt = 0,8h D +1 [den], h D [m]). Maximální tahové napětí v průřezu: = k k T ct,d ct d max E cm ( t ) max T 1+ t (20) kde k ct [-] je součinitel vlivu omezení deformace závislý na poměru délky a výšky stěny betonované na základovou desku, k d [-] součinitel vlivu tloušťky stěny na napjatost, E cm (t maxt ) [Pa] modul pružnosti betonu v době maximálního nárůstu teplot a φ t [-] je součinitel dotvarování betonu stanovený pro čas t maxt (uvažuje se konzervativně φ t = 0,12t maxt ). Použitím nomogramů pro určení nutné plochy výztuže pro omezení šířky trhliny se získá základní hodnota, která se dále upraví pro odlišné podmínky než ty uvažované v nomogramu: a = a. s,min s,diagr CEM C. k k zt zt,diagr w w k,diagr k (21) kde a s,diagr [m 2 /m] je nutná plocha výztuže při povrchu stěny odečtená z nomogramu pro danou tloušťku desky Tab. 1 Hodnoty použité v detailním numerickém výpočtu Tab. 1 Values used in complex numerical calculation Proměnná Značka Jednotka Hodnota Tloušťka stěny h D m 0,3; 0,5; 0,8 Charakteristická tlaková pevnost betonu f ck MPa 30 Molární plynová konstanta R J/mol/K 8,314 Součinitel přestupu tepla beton-vzduch α T W/m 2 /K 25 Povrchový faktor přestupu vlhkosti f m/s Součinitel teplotní délkové roztažnosti betonu α 1/K 10-6 Měrná tepelná kapacita betonu c p J/kg/K 900 Objemová hmotnost betonu ρ kg/m Pojivo cement CEM I + popílek C c kg/m Vodní součinitel w/c - 0,5 Poměr kameniva k cementu a/c - 5 Specifický povrch cementu Blaine m 2 /kg 350 Poměrné množství cementu p cem - 0,85 Poměrné množství popílku p FA - 0,15 Součinitel nárůstů pevnosti dle typu cementu s - 0,2 Teplota prostředí T en C 20 Vlhkost prostředí H en % 50 Počet prvků metody konečných prvků n Délka časového kroku pro teplotu Δt s 360 Délka časového kroku pro napětí od teploty Δt s Délka časového kroku pro vlhkost Δt den 1 Délka časového kr oku pro napětí od vlhkosti Δt den 2 52 BETON technologie konstrukce sanace 1/2016

55 VĚDA A VÝZKUM SCIENCE AND RESEARCH Obr. 3a,b Vývoj teplot od hydratačního tepla v modelových stěnách (R N = 0) Fig. 3a,b Temperature development due to heat of hydration in model walls (R N = 0) Obr. 4a,b Vývoj napjatosti od hydratačního tepla v modelových stěnách (R N = 0) Fig. 4a,b Stress development due to heat of hydration in model walls (R N = 0) Obr. 5a,b Vývoj napjatosti od hydratačního tepla v modelových stěnách (R N = 0,5) Fig. 5a,b Stress development due to heat of hydration in model walls (R N = 0,5) Fig. 6 Nutná povrchová výztuž na účinky hydratačního tepla v modelových stěnách: a) R N = 0, b) R N = 0,5 Fig. 6 Required reinforcement of the effects of heat of hydration in model walls: a) R N = 0, b) R N = 0,5 Obr. 7a,b Vývoj vlhkosti během vysychání v modelových stěnách (R N = 0) Fig. 7a,b Development of concrete humidity due to drying of model walls (R N = 0) Obr. 8a,b Vývoj napjatosti od vysychání betonu v modelových stěnách (R N = 0) Fig. 8a,b Stress development due to drying of model walls (R N = 0) Obr. 9a,b Vývoj napjatosti od vysychání betonu v modelových stěnách (R N = 0,5) Fig. 9a,b Stress development due to drying of model walls (R N = 0,5) Obr. 10 Nutná povrchová výztuž na účinky vysychání v modelových stěnách: a) R N = 0, b) R N = 0,5 Fig. 10 Required reinforcement of the effects of drying of model walls: a) R N = 0, b) R N = 0,5 6a 7a 8a 6b 7b 8b a daný průměr výztuže, κ CEM [-] opravný součinitel typu cementu, κ C [-] opravný součinitel pevnostní třídy betonu, k zt,diagr [-] poměrná napjatost užitá v nomogramu, k zt [-] poměrná napjatost vypočtená z maximálního tahového napětí (k zt = σ ct,d /f ctm ), w k,diagr [m] limitní šířka trhliny užitá v nomogramu a w k [m] požadovaná limitní šířka trhliny. 9a 9b MODELOVÉ STĚNY Jako modelový příklad jsou použity betonové stěny tlouštěk 300 mm, 500 mm a 800 mm. Stěnu uvažujeme betonovanou na vyzrálou základovou desku v úseku délky 6 m a výšky 3 m z betonu pevnostní třídy C30/37. Stáří betonu v době odbednění uvažujeme pět dní (tomu odpovídá i počátek vysychání). Podmínky uvažujeme symetrické vůči střednicové rovině stěny. Pro časový vývoj pevnostních a deformačních charakteristik betonu je použit model dle ČSN EN [5]. Pro funkci poddajnosti je použit mo- 10a 10b 1/2016 technologie konstrukce sanace BETON 53

56 VĚDA A VÝZKUM SCIENCE AND RESEARCH del B3 [2], účinek teploty na dotvarování je zaveden pomocí ekvivalentního a redukovaného času, viz [2], pro šířku trhliny je uvažován výpočet dle ČSN EN [5]. Pro výpočet bylo užito hodnot uvedených v tab. 1 (další neuvedené hodnoty byly stanoveny na základě citované literatury). VÝSLEDKY Výsledky detailního numerického výpočtu Výsledky výpočtu nutné plochy výztuže na účinky hydratačního tepla pro jednotlivé modelové stěny jsou vykresleny na obr. 3 až 6. Výsledky výpočtu nutné plochy výztuže na účinky vysychání pro jednotlivé modelové stěny jsou vykresleny na obr. 7 až 10. Výpočty proběhly vždy pro neomezenou normálovou deformaci (R N = 0) a pro částečně omezenou normálovou deformaci (R N = 0,5). Diskuse výsledků je uvedena v následující kapitole. Výsledky výpočtu dle normových doporučení Základní parametry výpočtu společné pro obě normová doporučení jsou uvedeny v tab. 2. Dle ČSN EN [5] Pro výpočet dle ČSN EN [5] bylo užito hodnot uvedených v tab. 2. Pro výpočet byla použita kvadratická rovnice (18). Pokud bychom uvažovali jako efektivní taženou plochu před vznikem první trhliny celý průřez (h c,eff = h D /2), potom nutná povrchová výztuž (při jednom povrchu a v jednom směru) pro omezení rozvoje a šířky trhliny bez určení typu nesilového namáhání vychází dle tohoto výpočtu mm 2 /m pro stěnu tloušťky 800 mm, mm 2 /m pro stěnu tloušťky 500 mm a mm 2 /m pro stěnu tloušťky 300 mm. Pokud bychom uvažovali jako efektivní taženou plochu betonu pouze část betonu obklopující taženou výztuž (h c,eff = 2,5d 1 ), vychází nutná povrchová výztuž 673 mm 2 /m pro stěnu tloušťky 800 mm, 786 mm 2 /m pro stěnu tloušťky 500 mm a 855 mm 2 /m pro stěnu tloušťky 300 mm. Skutečnost je taková, že nevíme, jaká část průřezu je tažená před vznikem první trhliny. Většinou je pravda někdy mezi oběma extrémy. První případ dává příliš velké množství výztuže, druhý případ zase dává očividně špatný výsledek, protože pro tlustší desky vychází menší výztuž. Norma v tomto ohledu nedává jasný postup. Dle Lohmeyer, Ebeling Weisse Wannen [8] Pro výpočet dle Lohmeyer, Ebeling [8] bylo užito hodnot uvedených v tab. 2 (další neuvedené hodnoty byly stanoveny na základě citované literatury). Nutná povrchová výztuž pro omezení rozvoje a šířky trhliny na účinky vývoje hydratačního tepla vychází dle tohoto výpočtu 1141 mm 2 /m pro stěnu tloušťky 800 mm, mm 2 /m pro stěnu tloušťky 500 mm a 848 mm 2 /m pro stěnu tloušťky 300 mm. Upozorňujeme, že toto je výpočet na konkrétní účinek hydratačního tepla. Pro úplnost by bylo třeba ještě stanovit výztuž dle DIN EN , která používá analogické vztahy jako ČSN EN [5], nicméně se liší v hodnotách součinitelů k i. DISKUSE VÝSLEDKŮ Z provedených výpočtů nesilových účinků vlivem vývinu hydratačního tepla reprezentovaných grafy na obr. 3 až 6 plynou tyto základní skutečnosti: Maximální dosažená teplota uprostřed průřezu je 34 C pro stěnu tloušťky 300 mm (v čase cca 11 h), 45 C pro stěnu tloušťky 500 mm (v ča se cca 14 h) a 57 C pro stěnu tloušťky 800 mm (v čase cca 19 h). Výsledky řešení průběhu teplot ukazují jasný rozměrový efekt, což je v souladu s očekáváním. Nejvyšší dosažené tahové napětí je omezené hodnotou aktuální tahové pevnosti a stupněm potrhání průřezu (viz diagram tahového změkčení). Nejvyšší dosažené tlakové napětí je teoreticky omezeno hodnotou aktuální tlakové pevnosti, nicméně hodnoty tlakových napětí jsou na malé úrovni vzhledem k pevnosti. Pro případ, kdy se stěny mohou volně deformovat (R N = 0), dojde ke vzniku trhlin u stěn tloušťky 500 a 800 mm v povrchových vrstvách průřezu. Tahová napětí mohou dále růst i po vzniku trhliny, což je samozřejmě výpočetní fikce způsobená růstem tahové pevnosti s časem. Ve skutečnosti jsou v trhlině napětí nulová a veškerou sílu přenáší tažená výztuž. Mezi trhlinami je beton tažený a výztuž přenáší menší tahovou sílu. Model rozetřených trhlin, který používá tahové změkčení, je právě zprůměrováním tohoto chování betonu. Pro případ, kdy se stěny mohou jen částečně deformovat (R N = 0,5), nedojde ke vzniku trhlin u žádné ze stěn. To je způsobeno tím, že celý průřez má tlakovou rezervu vlivem normálové tlakové síly vzniklé právě díky omezené deformaci. Vliv tlakové rezervy se projevuje též ve vyšších hodnotách tlakových napětí uprostřed průřezu. Dotvarování a relaxace betonu působí tak, že při konstantní deformaci relaxace snižuje napětí a naopak při Tab. 2 Hodnoty použité ve výpočtu dle normových doporučení Tab. 2 Values used in calculation according to standards Veličina Značka Jednotka Normová doporučení ČSN EN [5] Lohmeyer, Ebeling Weisse Wannen [8] Charakteristická pevnost betonu v tlaku f ck MPa 30 Charakteristická mez kluzu betonářské výztuž f yk MPa 500 Modul pružnosti betonářské výztuže E s GPa 200 Tloušťka krycí vrstvy c mm 30 Průměr výztuže φ mm 10 Součinitel doby trvání zatížení k t 0,6 Součinitel rozdělení napětí před vznikem trhliny k c 1 Součinitel soudržnosti výztuže k 1 0,8 Součinitel rozdělení poměrného přetvoření po výšce průřezu k 2 1 Součinitel tloušťky krycí vrstvy k 3 3,4 Součinitel poměru soudržnosti a tahové pevnosti k 4 0,425 Pracovní součinitel α e 10 Objemová tepelná kapacita betonu C V kj/m 3 /K 2500 Celkové uvolněné hydratační teplo čase t Q H kj/kg 200 Množství cementu (CEM I) C c kg/m Součinitel vlivu omezení deformace k ct 0,5 Součinitel pevnostní třídy betonu k C 1 Součinitel typu cementu k CEM 0,85 Součinitel poměrné napjatosti použité v nomogramu k zt,diagr 0,85 Nutná plocha výztuže odečtená z nomogramu a z,diagr cm 2 /m 13,5 Součinitel teplotní délkové roztažnosti betonu v čase t α T,t 1/K BETON technologie konstrukce sanace 1/2016

57 VĚDA A VÝZKUM SCIENCE AND RESEARCH konstantním napětí vlivem dotvarování roste deformace. Oba vlivy jsou vzájemně svázané a projevují se postupným snižováním a vyhlazováním napětí po průřezu a v čase. Jak postupně mizí nestejnoměrné tendence k objemové změně (chladnutí průřezu), napětí se snižují. Nicméně, vlivem nárůstu modulu pružnosti betonu v čase se tahová napětí na povrchu později stanou tlakovými a naopak tlaková napětí v jádře průřezu se stanou tahovými. Průběh napjatosti v čase tak vytváří jakési vlny, které jsou čím dál menší, až v nekonečném čase vymizí. Nutná povrchová výztuž ukazuje jasný rozměrový efekt. Numerickým výpočtem je dána pouze tahová síla, kterou musí výztuž přenést. Závislost na limitní šířce trhliny a na průměru výzt u- že je dána normovými vztahy dle ČSN EN [5]. Pro případ, kdy se stěny mohou voln ě deformovat (R N = 0), nastává maximum tahové síly ve výztuži (tedy maximum nutné plochy výztuže) přibližně ve stejnou dobu jako maximum napětí. Pro případ, kdy se stěny mohou deformovat jen částečně (R N = 0,5), je maximum posunuto dále v čase do doby, kdy vznikají tahová napětí v jádře stěn. Výsledná nutná plocha výztuže vychází obecně méně než pro neomezenou deformaci. Z provedených výpočtů nesilových účinků vlivem vysychání betonu reprezentovaných grafy na obr. 7 až 10 plynou tyto základní skutečnosti: Proces vysychání betonu je velmi pomalý a vykazuje silný rozměrový efekt, masivnější stěny vysychají mnohem pomaleji než tenké stěny. Tento výsledek je ve shodě s očekáváním. Extrémní pomalost procesu vysychání betonu způsobuje silně nelineární průběh napjatosti po průřezu, alespoň v porovnání s profily napjatosti od vývinu hydratačního tepla. Důsledkem toho dochází velmi brzy ke vzniku trhlin. Pro případ, kdy se stěny mohou volně deformovat (R N = 0), dojde u všech třech stěn ke vzniku trhlin v povrchové vrstvě. Pro případ, kdy se stěny mohou deformovat jen částečně (R N = 0,5), je v průřezu aktivována tahová normálová síla, která způsobuje větší hodnoty tahových napětí, a tedy ještě větší stupeň potrhání průřezu. Vliv dotvarování a relaxace betonu je Literatura: [1] BAŽANT, Z. P., NAJJAR, L. J. Nonlinear Water Diffusion in Nonsaturated Concrete. Materials and Structures, 1972, Vol. 5, pgs [2] BAŽANT, Z. P., BAWEJA, S. Creep and Shrinkage Prediction Model for Analysis and Design of Concrete Structures: Model B3. Adam Neville Symposium: Creep and Shrinkage Structural Design Effects, ACI, Farmington Hills, Michigan, [3] BAŽANT, Z. P., KIM, J.-K., JEON, S.-E. Cohesive Fracturing and Stresses Caused by Hydration Heat in Massive Concrete Wall. Journal of Engineering Mechanics, 2003, Vol. 129, No. 1, pgs [4] BRUNAUER, S., SKALNY, J., BODOR, E. E. Adsorption on Nonporous Solids. Journal of Colloid and Interface Science, 1969, Vol. 30, Iss. 4, pgs [5] ČSN EN : Eurokód 2: Navrhování betonových konstrukcí Část 1-1: Obecná pravidla a pravidla pro pozemní stavby. Praha: Český normalizační institut, [6] ČSN EN : Eurokód 2: Navrhování betonových konstrukcí Část 3: Nádrže na kapaliny a zásobníky. Praha: Český normalizační institut, obdobný jako u hydratačního tepla, stejně jako vliv nárůstu modulu pružnosti betonu v čase. Rozdíl je zejména v tom, že v době počátku vysychání (5 dní) je již beton relativně vyzrálý oproti případu hydratačního tepla. Pro nutnou povrchovou výztuž platí obdobné závěry jako pro účinky hydratačního tepla. Hlavní rozdíl je pro případ omezené deformace (R N > 0), kdy je navíc aktivována tahová normálová síla, která zvyšuje nutnou plochu výztuže. Platí, že čím víc je zabráněno deformaci, tím větší plochu výztuže musíme navrhnout. [7] fib Model Code for Concrete Structures 2010 Final Draft. fib International Federation for Structural Concrete, [8] LOHMEYER, G., EBELING, K. Weisse Wannen einfach und sicher: Konstruktion und Ausführung wasserundurchlässiger Bauwerke aus Beton. Verlag Bau+Technik, 1985, 9. vydání, [9] MJÖRNELL, N. K. A Model on Selfdesiccation in High-performance Concrete. Proceedings of the International Research Seminar: Selfdesiccation and Its Importance in Concrete Technology, 1997, pgs [10] SCHINDLER, A. K., FOLLIARD, K. J. Heat of Hydration Models for Cementitious Materials. Tec hnical Paper, ACI Materials Journal, 2005, Vol. 102, No. 1, Pgs [11] VINKLER, M., PROCHÁZKA, J. Porovnání výpočtů šířky trhliny dl e různých přístupů. Beton TKS, 02/2014. [12] XI, Y., BAŽANT, Z. P., MOLINA, L., JENNINGS, H. M. Moisture Diffusion in Cementitious Materials. Advanced Cement Based Materials, 1994, Vol. 1, pgs ZÁVĚR V článku bylo upozorněno na nutnost zabývat se v inženýrské praxi nesilovými účinky na betonové konstrukce, zejména se jedná o vývin hydratačního tepla a vysychání betonu. Eurokód 2 zavádí pouze obecný vztah pro nutnou plochu výztuže pro omezení šířky trhlin, (vztah (17)), který nicméně nezohledňuje velké množství faktorů ovlivňujících průběh napjatosti a vznik a rozvoj trhlin vlivem nesilových účinků. Pro ilustraci byl proveden výpočet vývoje napjatosti od vývinu hydratačního tepla a od vysychání za použití detailního numerického výpočtu založeného na komplexních modelech chování betonu. Na základě vypočteného průběhu napjatosti byla stanovena nutná povrchová výztuž pro omezení šířky trhlin. Výsledky byly porovnány s jednoduchým výpočtem dle německé publikace Lohmeyer, Ebeling [8] a dle českého Eurokódu 2 [5]. Výsledky poukazují na komplexitu celého problému a na nutnost vývoje jednoduchých prediktivních vztahů použitelných v inženýrské praxi, například ve formě nomogramů. Autoři se tématem omezení šířky trhlin od nesilových účinků budou dále zabývat a výsledky budou prezentovány v navazujících článcích. Autoři děkují za finanční podporu poskytnutou z SGS grantu SGS15/032/OHK1/1T/11 Experimentální a numerická analýza betonových konstrukcí vystavených silovým a nesilovým účinkům a z grantu GAČR S Nejistoty na materiálové úrovni ovlivňující nejistoty na úrovni konstrukce. Ing. Marek Vinkler mare k.vinkler.1@fsv.cvut.cz prof. Ing. Jaroslav Procházka, CSc. oba: Fakulta stavební ČVUT v Praze Katedra betonových a zděných konstrukcí Text článku byl posouzen odborným lektorem. The text was reviewed. 1/2016 technologie konstrukce sanace BETON 55

58 NORMY JAKOST CERTIFIKACE STANDARDS QUALITY CERTIFICATION NOVÉ DRUHY CEMENTŮ PRO OBECNÉ POUŽITÍ PODLE EVROPSKÉ NORMY EN NEW TYPES OF COMMON CEMENTS ACCORDING TO EUROPEAN STANDARD EN Lukáš Peřka V současné době dochází na základě požadavků stavebního průmyslu k vývoji nových druhů cementů, které jsou určeny pro betonové stavby. Nový návrh revidovaného znění evropské normy EN cement pro obecné použití začleňuje nové Portlandské směsné cementy CEM II s novým poměrem složení strusky, pucolánu, vápenců a křemičitého popílku (s omezením pro konkrétní druh ce mentu) a nové Směsné cementy CEM VI s novým poměrem složení strusky a vápenců. Po schválení uvedeného návrhu revidovaného znění normy bude nutné provést revize souvisejících betonářských norem. Based on requirements of the building industry, new types of cements have been developed; these are intended to be used in concrete works. The new proposal of the revised version of the European standard EN Common Cement includes these new types of cement, such as new Portland-composite cement CEM II with a new composition ratio of slag, pozzolana, limestone and siliceous fly ash (with a limit for the respective cement type) and the new Composite cement CEM VI with new composition ratio of slag and limestone. After approval of this draft of the revised EN 197-1, it will consecutively become necessary to revise the related standards for concrete. Tab výrobků skupiny cementů pro obecné použití Tab products in the family of common cements Hlavní druhy CEM II Označení 35 výrobků (druhy pro obecné použití) Slinek Vysokopecní struska Křemičitý úlet Složení (poměry složek podle % hmotnosti a ) Hlavní složky přírodní Pucolány přírodní kalcinované Popílek křemičitý vápenatý Kalcinovaná břidlice Vápenec K S D b P Q V W T L LL CEM I Portlandský cement CEM I Portlandský struskový CEM II/A-S cement CEM II/B-S Portlandský cement s křemičitým úletem CEM II/A-D CEM II/A-P Portlandský CEM II/B-P pucolánový cement CEM II/A-Q CEM II/B-Q CEM III Portlandský popílkový cement Portlandský cement s kalcinovanou břidlicí Portlandský cement s vápencem Portlandský směsný cement c Vysokopecní cement Od března 2012 platí revidované znění harmonizované evropské normy EN Cement Část 1: Složení, spe - cifikace a kritéria shody cementů pro obecné použití, která zahrnuje cementy určené pro všechny betonové a železobetonové stavby. Tato norma je zavedena do národního systému norem v ČSN EN ed. 2. Hlavní změnou je zařazení dříve označovaných speciálních druhů cementů do této normy nově jako cementů pro obecné použití. Norma současně uvádí dodatkové požadavky na tyto druhy cementů. Do normy jsou tak dnes zařazeny cementy pro obecné po- Doplňující složky CEM II/A-V CEM II/B-V CEM II/A-W CEM II/B-W CEM II/A-T CEM II/B-T CEM II/A-L CEM II/B-L CEM II/A-LL CEM II/B-LL CEM II/A-M CEM II/B-M CEM II/C-M (S-L) CEM II/C-M (S-LL) CEM II/C-M (P-L) CEM II/C-M (P-LL) CEM II/C-M (V-L) CEM II/C-M (V-LL) CEM III/A CEM III/B CEM III/C CEM IV Pucolánový cement c CEM IV/A < > 0-5 CEM IV/B < > 0-5 CEM V Strusko-pucolánový CEM V/A < > 0-5 cement c CEM V/B < > 0-5 CEM VI Směsný cement c CEM VI (S-L) CEM VI (S-LL) a Hodnoty v tabulce se vztahují k součtu hlavních a doplňujících složek. b Obsah křemičitého úletu je omezen do 10 %. c Hlavní složky v portlandských směsných cementech CEM II/A-M, CEM II/B-M a CEM II/C-M, v pucolánových cementech CEM IV/A a CEM IV/B, ve strusko-pucolánových cementech CEM V/A a CEM V/B a ve směsných cementech CEM VI mimo slinku musí být deklarovány v označení cementu. 56 BETON technologie konstrukce sanace 1/2016

59 NORMY JAKOST CERTIFIKACE STANDARDS QUALITY CERTIFICATION užití s nízkým hydratačním teplem, síranovzdorné cementy pro obecné použití, vysokopecní cementy s nízkou počáteční pevností a vysokopecní cementy s nízkou počáteční pevností a nízkým hydratačním teplem. S účinností od července 2013 tato norma nahradila normu ČSN EN Cement Část 4: Složení, specifikace a kritéria shody vysokopecních cementů s nízkou počáteční pevností z října 2004 a normu ČSN Cement síranovzdorný Složení, specifikace a kritéria shody z července 2002, které byly zrušeny. Na základě požadavku stavebního průmyslu v roce 2006 začala technická komise CEN/TC 51 zkoumat možnosti normalizace nových druhů cementů vyráběných tradičními výrobními postupy z tradičních stavebních materiálů. Na základě výsledků přednormativní studie byly v roce 2011 představeny nové druhy cementů, které se od současně známých druhů specifikovaných v EN liší v rozmezí obsahu jednotlivých složek. Tyto nové cementy obsahují portlandský slinek a jako další hlavní složky vápenec, granulovanou vysokopecní strusku nebo křemičitý popílek nebo přírodní pucolán. V roce 2014 technická komise CEN/ TC 51 zpracovala návrh revidovaného znění normy pren 197-1:2014, který zahrnuje zařazení nových druhů cementů. Návrh byl v roce 2015 rozeslán členským zemím k technickému připomínkování. V návrhu normy je nově zařazeno osm druhů cementů, jejichž konkrétní složení je uvedeno v tab. 1 (barevně vyznačeno): Portlandský směsný cement CEM II/C-M (S-L), Portlandský směsný cement CEM II/C-M (S-LL), Portlandský směsný cement CEM II/C-M (P-L), Portlandský směsný cement CEM II/C-M (P-LL), Portlandský směsný cement CEM II/C-M (V-L), Portlandský směsný cement CEM II/C-M (V-LL), Směsný cement CEM VI (S-L), Směsný cement CEM VI (S-LL). Složení každého z výrobků v souboru cementů pro obecné použití musí být v souladu s tabulkou. Požadavky na složení se vztahují na součet všech hlavních a doplňujících složek. Za konečný cement je třeba považovat hlavní a doplňující složky plus nezbytné množství síranu vápenatého (přidávaný za účelem úpravy tuhnutí) a případné přísady (přidávané pro usnadnění výroby nebo pro úpravu vlastností cementu). Požadavky na mechanické, fyzikální a chemické vlastnosti a trvanlivost nově zařazených druhů cementů jsou shodné s požadavky na již normalizované cementy pro obecné použití podle ČSN EN ed. 2. Na základě technických připomínek k návrhu normy pren 197-1:2014 bylo technické komisi CEN/TC 51 doporučeno do konečného návrhu revidovaného znění normy zařadit ještě dva nové druhy cementů, a to Portlandský směsný cement CEM II/C-M (S-V) a Směsný cement CEM VI (S-V) s omezením obsahu křemičitého popílku do 20 % hmotnosti. Se zařazením nového druhu cementu CEM VI, v návrhu normy označeného jako Směsný cement, dochází nově ke změně označení cementu CEM V. V současně platném znění normy ČSN EN ed. 2 se jedná o CEM V Směsný cement, nově v návrhu označen jako CEM V Strusko-pucolánový cement. Podle interních předpisů CEN pro schvalování návrhu evropské normy vý robku bude v roce 2016 rozeslán členským zemím CEN konečný návrh revidovaného znění normy k formálnímu hlasování. Tento návrh bude současně zahrnovat i implementaci terminologie podle nařízení o stavebních výrobcích (EU) č. 305/2011 (CPR) a bude upravena harmonizační příloha ZA podle požadavků nařízení CPR. Závěrem je nutné upozornit na následné revize souvisejících nebo navazujících technických norem, které bude nutno zahájit po schválení návrhu revidovaného znění pren Tyto revize souvisejících technických norem budou zaměřeny nejen na ediční opravy textu, např. oprava odkazu na nové znění normy EN (to se týká na evropské úrovni především normy EN 206 Beton Specifikace, vlastnosti, výroba a shoda), ale i na doplnění chybějících požadavků na konkrétní stavební výrobek, které vycházejí z možnosti použití výše uvedených nových druhů cementů. Na národní úrovni se jedná o revizi předběžné technické normy ČSN P Beton Specifikace, vlastnosti, výroba a shoda Doplňující informace. Literatura: [1] ČSN EN ed. 2. Cement Část 1: Složení, specifikace a kritéria shody cementů pro obecné použití. Praha: [2] Draft FprEN. Cement Part 1: Composition, specifications and conformity criteria for common cements [3] ČSN EN 206. Beton Specifikace, vlastnosti, výroba a shoda. Praha: [4] ČSN Beton Specifikace, vlastnosti, výroba a shoda Doplňující informace. Praha: Ing. Lukáš Peřka Výzkumný ústav maltovin Praha, s. r. o. Centrum technické normalizace perka@vumo.cz 1/2016 POZEMNÍ STAVBY ZVÝHODNĚNÉ PŘEDPLATNÉ PRO STUDENTY, STAVEBNÍ INŽENÝRY DO 30 LET A SENIORY NAD 70 LET Zvýhodněná cena za roční předplatné (šest čísel) pro studenty, stavební inženýry do 30 let a seniory nad 70 let je 270 Kč bez DPH, 311 Kč s DPH (včetně balného a distribuce). Součástí předplatného na rok 2015 jsou pro všechny nové zájemce příloha Betonové konstrukce 21. století Betony s přidanou hodnotou, která vyšla v prosinci 2012, a příloha Povrchy betonu, z roku ZASLÁNÍ UKÁZKOVÉHO VÝTISKU ZDARMA Na našich webových stránkách si můžete objednat jeden výtisk Beton TKS zdarma na ukázku. Přehled všech výtisků naleznete v pdf formátu v archivu, starší výtisky jsou k dispozici v plné verzi, novější pouze v náhledu (první stránky článků) Kontaktní predplatne@betontks.cz JIŽ DRUHÝM ROKEM JSME PRO VÁS I NA FACEBOOKU 1/2016 technologie konstrukce sanace BETON 57

60 AKTUALITY TOPICAL SUBJECTS STUDENTSKÁ ARCHITEKTONICKÁ SOUTĚŽ BETON A ARCHITEKTURA V podzimních měsících roku 2015 proběhl již 3. ročník interní ideové architektonické soutěže s názvem Beton a architektura připravené pro studenty Fakulty architektury Vysokého učení technického v Brně. Soutěž byla tentokrát koncipována ve dvou tematických okruzích: Akcent v krajině návrh prvku drobné architektury, který by souzněl s rázem okolní krajiny, a Bydlení s betonem návrh obytného domu nebo souboru domů určeného pro potřeby individuálního bydlení. Akce byla organizována, stejně jako předchozí ročníky, společně FA VUT v Brně, SVC ČR a VÚM Praha. Vyhlášení soutěže bylo spojeno s úvodním motivačním workshopem, kde byl studentům v několika přednáškách představen beton jako plnohodnotný materiál konstrukční, funkční a estetický. Dalších osm týdnů bylo věnováno zpracování soutěžních návrhů. Sedmičlenná porota pod vedením Ing. arch. Evy Eichlerové hodnotila odevzdané návrhy. Celkem bylo posuzováno 29 projektů ve dvou vyhlášených tematických okruzích Akcent v krajině (18 prací) a Bydlení s betonem (11 prací). Bylo to sice o něco méně než v předchozím ročníku, nižší počet však vyvažovala vysoká kvalita odevzdaných návrhů. Porota se proto rozhodla udělit všechny ceny. V kategorii Akcent v krajině zvítězila Bc. Petra Buganská s projektem Ječmeniště: křest (obr. 1 a 2). V kategorii Bydlení s betonem zvítězil návrh Dům u Zlaté růže autorky Bc. Lucie Nippertové (obr. 7 a 8). Slavnostní vernisáž a předání cen proběhlo 1. prosince 2015 v reprezentativních prostorách rektorátu VUT v Brně (obr. 13). Podrobnosti k soutěži naleznete také na stránkách Výzkumného ústavu maltovin Praha, s. r. o., beton-a-architeltura-2015 a FA VUT v Brně cz/pages/prispevek.aspx?id=2229&lang=cz a K výstavě byl vydán katalog v tištěné podobě, v elektronické podobě je dostupný na uvedených webových stránkách. TEMATICKÝ OKRUH AKCENT V KRAJINĚ Ječmeniště: křest 1. cena autor: Bc. Petra Buganská, obr. 1 a 2 Autorská zpráva Návrh se skládá ze tří hlavních částí opravy kaple, vytvoření venkovní křtitelnice a ochozu ambitu. Kaple zůstává kaplí. Sloužit by měla ke konání mší a dalším liturgickým obřadům. Navrhuji ji sanovat a opravit, očistit od nevhodných prvků (plechové dveře). Venkovní křtitelnice neboli baptisterium je vlastně umělá tůň, zásobovaná vodou z Ječmenišťského potoka. Nemá zastřešení, má pouze nezbytné vybavení. Je umístěna naproti štítu kaple. Vyrobena je z monolitického betonu. Hodnocení poroty Porota ocenila sílu pozitivní energie, kterou předložený návrh přináší do daného místa, vysoce hodnotila míru minimálního zásahu do krajiny při dosažení maximálního efektu imprese. Návrh je výtvarně vyzrálý, kompozice prvků vynikající, silný koncept s jasným přístupem architekta. Použití betonu promítá do návrhu hodnoty jako stálost, trvanlivost, odolnost a pevnost i v jejich obecných významech. Židov Járok 2. cena autor: Adam Hudec, obr. 3 a 4 Autorská zpráva Betón má v návrhu kaple konštrukčný, výtvarný a symbolický význam. Náročná konštrukcia objektu v kopci predurčila materiálové riešenie železobetónový monolit. Samozhutniteľný betón vhodný na tvorbu ostrých hrán v bednení, s farebnou prímesou antracit a lešteným povrchom, ktorý je použitý v interiére, sa stáva odrazovou plochou pre svetlo prichádzajúce z exteriéru, a tým pomáha vytvárať svetelnú atmosféru kaple. Betón svojím surovým vzhľadom symbolicky odkazuje na surovosť činov, kto- 1 2a 2b 58 BETON technologie konstrukce sanace 1/2016

61 AKTUALITY TOPICAL SUBJECTS 3a 3b 6a 6b 4 ré tu boli spáchané. Memoriálový stĺp je z betónu, kde prebieha reakcia ASR (alkali-silica reaction) a vytvára zničený vzhľad tohto monolitu. Postupná degradácia materiálu by bola očakávanou a žiadanou stránkou návrhu odkazujúca na minulosť a zlo. Hodnocení poroty: Porota ocenila špičkovou práci s materiálem ve smyslu maximálního využití betonu pro vyjádření myšlenky včetně řízené degradace betonu k přepisu příběhu. Projekt umně využívá práce se světlem. Architektonický přínos projektu naopak porota hodnotila jako méně přesvědčivý. Vyhlídka z lomu Na Hádech v Brně 3. cena autoři: Josef Kala, Marek Maloň, obr. 5 a 6 5 Autorská zpráva Ambicí bylo vytvoření kvalitního vyhlídkového místa a logické propojení hlavních vycházkových tras, které se nacházejí v opuštěném lomu nad Brnem. Hmotný betonový útvar dává prostoru vyznít. Horizontální konzola prodlužuje pochozí plochu nejvyššího patra lomu a funguje jako most za ničím nerušeným výhledem na celé Brno. Svou horizontální polohou není konfrontován se stávajícím televizním vysílačem stojícím v lese opodál. Přístupové schody propojují tři výškové úrovně (patra) lomu. Svým tvarem reagují na stávající konfiguraci terénu. Samotná vyhlídka je konzolovým nosníkem namáhaným na ohyb. Vyložení konzoly je 6 m a je vyváženo 10 m konstrukce na pevném základu. Hodnocení poroty Porota kladně hodnotila tento návrh ve smyslu zpřístupnění běžně nedostupného a neobvyklého místa s možností vyhlídky, která tak nabízí přidanou hodnotu v rámci komunikace a otevírá zcela nové vizuální možnosti vnímání krajiny a města. 1/2016 technologie konstrukce sanace BETON 59

62 AKTUALITY TOPICAL SUBJECTS 8a 7 8b TEMATICKÝ OKRUH BYDLENÍ S BETONEM Dům U zlaté růže 1. cena autor: Bc. Lucie Nippertová, obr. 7 a 8 Autorská zpráva Historická jádra našich měst jsou často poznamenána větším či menším množstvím proluk. Kvůli ceně pozemků, ale i přísnému dohledu památkářů se je nedaří zaplňovat a naše města tak zůstávají děravá a nepřibývají do nich žádné nové vrstvy. Rozhodla jsem se vyzkoušet si návrh domu v jedné z proluk historického jádra Olomouce, tak jak se v praxi nejspíše architektovi nepoštěstí. Cílem nebyla přísná kopie, ale stejně tak nebylo mým záměrem ve městě exhibovat. Omezené prostorové možnosti úzké gotické parcely přímo vybízí použít na konstrukci materiál, který je ve své podstatě tvárný a umožňuje tak domu přirozeně vsáknout do vytyčeného místa beton. Hodnocení poroty: Porota se jednoznačně shodla na skvělém využití betonu pro dostavbu v historické zástavbě. Zvolená forma potlačuje aroganci, která je tomuto materiálu často přisuzována, a naopak povyšuje jeho jemnost a čistotu, a to i použitím krajkového ornamentu, který je přiznán na fasádě a propisuje se do interiéru. Pozitivně porota hodnotila vyzrálost architektonického návrhu, citlivé osazení domu do historické původní zástavby, barevnost řešení a propracovaný detail. Bytový dům na Rybářské 2. cena autor: Adam Novotník, obr. 9 a 10 Autorská zpráva Nosný systém domu je stěnový. Vzhledem k nepravidelnému rastru oken a členění fasády byla zvolena konstrukce z monolitického betonu, která jako jediná umožňuje efektivně takovýto dům postavit. Pro výstavbu se nabízí vláknobeton. Beton s příměsí ocelových drátků nebo skelných vláken se vyznačuje větší odolností vůči tahovému namáhání, proto lze v některých případech úplně upustit od klasické betonářské výztuže. Hodnocení poroty Porota ocenila výbornou práci s mate BETON technologie konstrukce sanace 1/2016

63 AKTUALITY TOPICAL SUBJECTS 11 12a riálem vhodné využití možností zvoleného materiálu pro daný tvar. Návrh je kvalitní jak z pohledu vhodně zvoleného měřítka stavby v původní městské zástavbě exteriéru, tak interiéru. Kladně porota hodnotila přínos projektu ve smyslu možnosti identifikovat se s vlastním bytem vytvořením výrazné individuality jednotlivých bytů každý byt nabízí jedinečnou rozmanitost pohledů vytvořenou nahodilostí umístění okenních otvorů. Model je zpracován na vysoké úrovni. Obytný soubor na ulici Pastviny v Brně-Komíně 3. cena autor: Bc. Ivo Stejskal, obr. 11 a 12 Autorská zpráva Stěny i střecha domů jsou navrženy ze železobetonového sendviče. Cílem bylo, aby dům působil jako jeden celek a také aby obytný soubor působil jako jeden celek vůči okolí. Surovost betonu v exteriéru vytváří kontrast s krajinou, konkrétně s Palackého vrchem, a tím se s ním snaží dostat do rovnováhy. Surovost betonu v interiéru poukazuje na pohodlnost dnešní doby a snaží se od ní odpoutat. Hodnocení poroty Porota kladně hodnotila jednoduchost tvarového řešení, čistotu návrhu, zřetelně je použitý a popsaný materiál, čímž autor prokázal orientaci v dané problematice. Projekt je doložen skvěle zpracovaným betonovým modelem. Nepřesvědčivě působí zpracování urbanistického konceptu. 12b ZÁVĚR Soutěž byla hodnocena velmi pozitivně, zejména vzhledem k výrazně rostoucí úrovni znalostí studentů o možnostech využití betonu jak materiálu konstrukčního, tak i funkčního a estetického, což se promítlo do jejich soutěžních návrhů. Vyhlašovatelé soutěže společně projevili zájem v soutěžích pokračovat. Ze soutěžních materiálů připravila Ing. Jana Margoldová, CSc Obr. 13 Vernisáž výstavy soutěžních návrhů v centrální hale rektorátu VUT v Brně 1/2016 technologie konstrukce sanace BETON 61

64 AKTUALITY TOPICAL SUBJECTS MŮJ DŮM, MŮJ BETON ČÁST 1 Soukromí investoři často rodiny s dětmi si v dnešní době nezřídka volí obnažený, přiznaný, pohledový beton, v různé míře v kombinaci s dalšími materiály např. dřevem, sklem, ocelí, jako základní rys svého domu. Ať je již původním záměrem snaha se odlišit, použít praktický materiál nebo upřímné estetické nadšení, podstatnější je, že se přiznaný beton podílí na utváření intimního prostoru rodiny domova. Tyto stavby zároveň oslovují celou společnost, neboť spoluvytvářejí vzhled krajiny prostoru, v němž žijeme my všichni. Našim záměrem je postupně představovat zdařilé realizace, které nás zaujaly svým vzhledem, technickým řešením, příběhem či oceněními v architektonických soutěžích Vaše redakce 1 DOM LJM, SLOVENSKO Dům LJM postavený na okraji malé obce nedaleko Bratislavy je příkladem použití surového pohledového betonu pro jeho estetické kvality. Zvnějšku se dům na první pohled jeví jako betonový hrad, železobetonové stěny vymezují soukromou část chráněnou před zraky kolemjdoucích, avšak samotný jednopodlažní dům o čtvercovém půdoryse je cihlový. Při bližším seznámení s domem je nicméně jasněji vidět výrazný prvek této stavby železobetonové stěny neslouží jako hradby, ale naopak se rafinovaně podílí na znejistění hranice mezi jednotlivými částmi (domem, zahradou, lodžií, vstupem a okolím). Nejednoznačná identifikácia Dom LJM bol naplánovaný na mieste obyčajnej prímestskej krajiny obklopený romantizujúcou individuálnou zástavbou postavenou bez zaujatia architektúrou. Vytýčili sme si cieľ vytvoriť dom, ktorý prinesie kvalitu nielen vo vnútri bývania, ale aj do jeho okolia. Zjednodušene povedané, dom sme obklopili rôznymi prostrediami s rôznym stupňom otvorenia k okoliu. Tieto medziprostredia medzi domom a okolím sa dajú používať rôzne. Zo spální je výhľad na jemný kopec zelenej trávy. Pred vstupom do domu je loggia, v ktorej sa dá parkovať, ale aj stolovať a hrať sa pokiaľ prší, alebo veľmi svieti. Južná loggia tieni zasklenú stenu a rámuje pohľad do ovocnej záhrady. Západná stena láme silné svetlo, oddeľuje dom od budúcich susedov a vytvára úzku štrkovú záhradu. Dom zvonku neposkytuje jednoznačnú identifikáciu, nie je jasné, ktorá časť je dom, čo je prístrešok, čo je plot. Je to hybrid poskytujúci niekoľko možností. Dom je vo vnútri jednoducho rozdelený na spaciu, obslužnú a obývaciu zónu. 2b 2c Zaujatie výrazom surových materiálov Cieľom bolo čo najmenej maskovať použité konštrukčné riešenie, teda ukazovať rôzne materiály odrážajúce proces výroby aj starnutia. Dôvod bol snaha o pravdivosť a nemaskovanie a naše estetické zaujatie výrazom surových materiálov. Voľba padla na betón, pretože najlepšie spĺňal tieto naše predstavy a požiadavky. Fascinuje nás jeho jednota, to ako obsahuje v sebe konštrukciu, materialitu, formu a textúru. Jeho jedinou nevýhodou je dobrá tepelná vodivosť. Samozrejme existujú rôzne riešenia od jednoduchých až po sofistikované na to, ako sa vyrovnať s týmto problémom. My sme sa rozhodli pre veľmi jednoduché riešenie. Dom, ktorý sme navrhli je jednoduchá zateplená tehlová konštrukcia v pasívnom štandarde a exponované betóno- 2a 62 BETON technologie konstrukce sanace 1/2016

65 AKTUALITY TOPICAL SUBJECTS Obr. 1 Dům LJM, pohled ze zahrady Obr. 2 a) Prostorový model, b) půdorys, c) podélný řez Obr. 3 Pohled z ulice, kdy dům není prakticky vidět Obr. 4 Když se ztrácí hranice mezi domem, zahradou a okolní obvodovou zdí Obr. 5 Kuchyně s výhledem na zahradu Obr. 6 Západní stěna láme silné světlo a vytváří úzkou štěrkovou zahradu Architektúra n/a: Benjamín Brádňanský, Vito Halada Spolupráce Ing. Ján Pivarč, Phd. Štúdia júl 2011 Realizácia 2012 až vé konštrukcie sú len vonkajšie priestory, ktoré nepotrebujú riešiť tepelné mosty a odpory. Betónová konštrukcia okolo domu je samonosná, na konštrukciu domu sa opiera len v jednom mieste. Perforovaná betónová doska strecha prístrešku je uložená cez dosky penového skla na východnú obvodovú stenu domu. Konštrukčné riešenie Založenie stavby v daných geologických podmienkach je navrhnuté na základových pásoch šírky 400 mm. Nosná konštrukcia stavby domu je tvorená keramickými murovanými obvodovými stenami, dvomi vnútornými nosnými stenami z debniacich tvárnic šírky 200 mm a železobetónovým stropom hrúbky 200 mm z pohľadového betónu. Vnútorné nosné steny podopierajú stropnú dosku na okrajoch centrálneho svetlíka. Vzhľadom na zvýšené zaťaženie strechy zemným substrátom sú do stropnej dosky v mieste koncov vnútorných nosných stien zabudované šmykové rebríčky. Stropná doska je obojsmerne vystužená. Okolo domu je plot tvorený železobetónovými stenami s otvormi. Steny sú z pohľadového betónu, preto bola zvýšená požiadavka na kvalitu ošetrenia debnenia a spracovania betónovej zmesi. Na južnej strane domu je lodžia, ktorá je tvorená železobetónovými stenami plotu a do nich votknutým prestrešením taktiež z pohľadového betónu. Lodžia má svetlosť popri dome takmer 8 m. Tento rozpon je zabezpečený prievlakom 200/580 mm, do ktorého sú votknuté dve vnútorné rebrá hrúbky 150 mm v tretinách dĺžky prievlaku. Vyloženie lodžie je skosené vo vodorovnej rovine, od 900 mm na jednom okraji do 2,2 m na opačnom. Prestrešenie lodžie je skosené aj vo zvislom smere od domu kde má výšku 580 mm az po jej okraj s výškou 150 mm. Rebrá zabezpečujú tuhosť a spojenie spodnej a hornej obalovej železobetónovej dosky prestrešenia. Záver Dom LJM relativizuje hranice prostorů soukromé vily, jak vystihuje architekt Benjamín Brádňanský: Zmiešali sme dom, plot, záhrady, loggie, prístrešok do jedného objektu aby sme vytvorili niekoľko rôznorodých typov priestorových kvalít a rôzne spôsoby otvoreniauzatvorenia voči okoliu. Benjamín Brádňanský n/a architekt bradnansky@nla.sk Ing. Ján Pivarč, Phd. Geostat geostat@geostat.sk 1/2016 technologie konstrukce sanace BETON 63

66 AKTUALITY TOPICAL SUBJECTS Obr. 7 Compact Karst House, pohled od jihu Obr. 8 Typický kamenný dům v regionu Karst obec Štanjel (vzdálená 13 km) Obr. 9 a) Prostorový model, b) podélný řez, c) půdorys 1. a 2. NP Obr. 10 Interiér iluze pokoje jako domu v domě Obr. 11 Návaznost vápence a betonu v detailu Obr. 12 Přístup k domu pro pěší Obr. 13 Pohled ze zahrady COMPACT KARST HOUSE, SLOVINSKO Compact Karst House v regionu Karst na hranici Slovinska a Itálie je vila, u níž architekti pomocí moderních technologií nově interpretovali tradiční anonymní výstavbu domů. Stavba byla nominována na European Union Prize for Contemporary Architecture Mies Van Der Rohe Award 2015, získala ocenění WAN (World Architecture News) House of the year 2015 a byla zařazena mezi oceněné stavby Best Architects Awards 16 udělované v Německu. Architektonické řešení Region Karst leží na vápencovém podloží a není proto divu, že vápenec používali místní obyvatelé ke stavbě svých obydlí. Zručně uměli využít vlastnosti tohoto kamene ke zmírnění výkyvů počasí, zimy jsou zde větrné a léta extrémně teplá. Malé, kamenné domy téměř bez oken zde mají bohatou tradici (obr. 8). Architekti ze slovinského architektonického studia dekleva gregorič ve svém návrhu zohlednili tradiční místní výstavbu a s využitím současných technologií navrhli kompaktní dům z kamene a železobetonu, který slouží potřebám mladé rodiny. Compact Karst House působí zvnějšku celistvým dojmem, uvnitř je prostor rozdělen dvěma vnořenými dřevěnými částmi propojenými plovoucí podestou (obr. 9a). Přízemí je veřejným prostorem s výhledy na krajinu, zatímco horní patro je vyčleněno prostoru soukromému s výhledem pouze na oblohu. V přízemí je kuchyň, jídelna, obývací pokoj a koupelna, ve vrchním patře velká ložnice a dětský pokoj, meziprostor slouží jako herna. Vrchní patro provedené jako dům v domě dává obyvatelům pocit, že nespí v pokoji, ale každý ve svém vlastním domě (obr. 10). Materiály a konstrukce Konvenční stavební techniky dneška, které jsou podřízeny omezeným individuálním rozpočtům, často zanedbávají fantastické místní tradice vyžadující samozřejmě mnoho znalostí, úsilí a schopnou práci rukou. Karst house je výsledkem přijaté výzvy porozumět tradičnímu pojetí budovy, tzn. malým roz a A A A A 9b 9c 64 BETON technologie konstrukce sanace 1/2016

67 AKTUALITY TOPICAL SUBJECTS měrům a logice vrstvení kamene, a interpretovat toto porozumění za použití současného přístupu a dostupných stavebních technik. Dům je postaven z nepálených jílových cihel, z vnější strany je obložen místním vápencem zpevněným betonem a vnitřní stěny jsou opatřené omítkou. Při realizaci obkladu tloušťky 150 mm byly kameny různé velikosti ukládány plochou stranou proti bednění a poté byly zality betonem. Beton pronikl ze zadní části přes mezery mezi kameny do popředí fasády, aby vytvořil finální texturu mix kamenů a betonu. Když se po dvou dnech odstranilo bednění, přebytečné množství betonu bylo zredukováno, aby se dotvořil působivý obraz. Všechny příčky v interiéru jsou dřevěné, tvořené vrstvenou smrkovou překližkou ošetřenou transparentním nátěrem. Podlahu 2. NP tvoří smrková deska CLT, která je osazena ve dvou ocelových I-nosnících (na podélné straně). Základ střechy tvoří železobetonová deska, která je v interiéru pohledová s přiznanou struktura dřeva z bednění, a na ní je položena vícevrstvá polymerní fólie. Funkci krytiny střechy tvoří opět železobetonová deska, která provedením připomíná tvar schodů. Toto vytvarování redefinuje tradiční sedlovou kamenitou Karst střechu, její strukturu, barvu a materiál. Střecha i fasáda byly betonovány po taktech 600 mm. 11a 10 11b Současnost a tradice Materiálová neodlučitelnost fasády a střechy je nejen signifikantním obrazem tradiční vesnice v Karstu, ale v tomto novém provedení jasně posiluje vztah mezi současností a tradicí, otevírá otázku reinterpretace anonymně stavěné architektury za použití moderních technologií. Dům materiálově vystihuje provázanost prostorů venkovního a vnitřního, přírodního a sociálního. 11c Architektonický návrh Studie 2012 Realizace 2012 až 2014 dekleva gregorič arhitekti Aljoša Dekleva, Tina Gregorič, Lea Kovič, Vid Zabel 11d Fotografie: 7 až 13 Janez Marolt Redakce děkuje architektonickému studiu dekleva gregorič arhitekti za poskytnuté podklady /2016 technologie konstrukce sanace BETON 65

68 HISTORIE HISTORY ANTONÍN RAYMOND: PIONÝR BETONOVÝCH STAVEB V JAPONSKU ANTONÍN RAYMOND: PIONEER OF THE CONCRETE STRUCTURES IN JAPAN 1 David Vávra, Irena Veverková V článku je popsán život a dílo v Čechách téměř pozapomenutého architekta Antonína Raymonda. Po dvou letech studií odešel do USA a posléze do Japonska, kde strávil většinu svého života, vyprojektoval zde přes 200 staveb a významnou měrou se podílel na vzniku moderní japonské architektury. The article describes life and works of Antonín Raymod, an architect almost forgotten in the Czech Republic. After two years of studies he left for the USA and afterward to Japan, where he spent most of his life. Here he designed over 200 structures, and significantly participated in the rise of modern Japan architecture. Beton provází člověka již několik tisíciletí, považujeme-li za beton i směs písku, vápna a vody, známou již ve starověku. V Pantheonu v Římě jsme udiveni exaktní konstrukcí kopule. Když někdy promítám detail pohledové struktury polí zužujících se do středu ke kruhovému otvoru, řada diváků si myslí, že se jedná o zdařilé inženýrské dílo první poloviny 20. století. Že jde o již téměř dva tisíce let starou stavbu, napadne málokoho. O betonových konstrukcích však mluvíme především v souvislosti se vznikem železobetonu. Železo dokonale přidalo k pevnosti betonu na tlak ještě pevnost na ohyb. Železobetonové stavby šplhají do výšek, překonávají hluboká údolí, tváří se jak stébla trav, napodobují Bohem stvořenou přírodu. Nechce se nám věřit, jak velkého vyložení dosahují konzoly. Betonové stavby mají mnoho podob, od striktně technicistních, které účelově škatulkují prostory na výšku i šířku, až po čistě sochařské, kdy beton umožňuje tvarovat některé křivky odvozené od vzpínající se krajiny až po krásná zaoblení ženských linií. Zde je třeba zmínit žáka Le Corbusiera, jedinečným talentem obdařeného Brazilce Oscara Niemeyera, který do svých 105 let přesným tahem své básnivé ruky připisoval domům vzrušivé, až erotické formy, které se navíc i pojily s účelem jednotlivých domů. MIMOŘÁDNÉ VÝTVARNÉ NADÁNÍ V tomto příspěvku bych se rád zaměřil na Antonína Raymonda, poněkud pozapomenutého tvůrce, který prošel všemi architektonickými styly 20. století a navíc v každém z nich dokázal odvést jedinečnou invenční práci. Antonínův život se odvíjel jako scénář dobrodružného hollywoodského filmu na téma, jak chudý chlapec ve světě ke štěstí a majetku přišel. Život BETON technologie konstrukce sanace 1/2016

69 HISTORIE HISTORY Obr. 1 Hotel Imperial Fig. 1 Imperial Hotel Obr. 2 Vila Reinanzaka Fig. 2 Reinanzaka House Obr. 3 Tokijská ženská křesťanská univerzita, 1924 Fig. 3 Tokyo Women s Christian College, scénárista si pak za kulisy děje vybíral mnohá exotická místa. Narodil se v Kladně dne 10. května 1888 manželům Aloisi a Růženě Reimannovým. Spolu se svými pěti sourozenci vyrůstal do svých jedenácti let v harmonickém prostředí středně stavovské obchodnické rodiny. Vše se však změnilo v roce 1899, kdy maminka náhle zemřela. Otec zůstal s šesti dětmi sám, pronásledován existenčními problémy. Antonín byl v roce 1900 přijat do nově vzniklé kladenské reál ky, kde si jeho mimořádného výtvarného nadání povšiml profesor Alois Bouda (otec malíře Cyrila Boudy). Ten do třídního výkazu vepsal následující přípis: výborný s obzvláštním pochopením jak ve vystižení přírody po stránce malebné, taktéž v dekorativní kompozici. V roce 1903 otec zkrachoval, kladenský dům byl prodán v dražbě a Alois Reimann se se svými dětmi a druhou manželkou odstěhoval do Prahy, kde se Antonínovi v roce 1907 podařilo úspěšně odmaturovat na české reálce na Starém Městě pražském. V témže roce se stal posluchačem české techniky, obor architektura. Studiem na této škole si chtěl splnit svůj dětský sen. STUDIA NA ČESKÉ TECHNICE Přestože Antonín studia na pražské technice nedokončil (studoval zde čtyři semestry ve školním roce 1907/1908 a 1908/1909), získal výborné teoretické základy díky vysoké úrovni tehdejších pedagogů, kteří byli ve své době špičkovými odborníky a jejich přednášky vnímavým studentům přinášely nedocenitelné odborné informace. Znalosti získané na pražské technice tvořily základ ke všem úspěchům, avšak klíčem k nim byla Antonínova celoživotní snaha se sebevzdělávat, která ho neustále poháněla vpřed a nedovolila mu ustrnout. Nelze nezmínit jak důležité předměty absolvované Antonínem v rámci studia architektury na pražské technice, tak i osobnosti, které zde působily. Antonín prošel seminářem označeným jako kreslení od ruky, který vedl vynikající český malíř, příslušník generace Ná- 3 DESET KROKŮ ANTONÍNA RAYMONDA DVACÁTÝM STOLETÍM Antonín Raymond je asi nejpracovitější český architekt 20. století, který svůj um otiskl téměř do všech stavebních slohů. Začal s fiálami historismu, pak naslouchal dekorativismu Franka Lloyda Wrighta, svébytně tvořil ve stylu konstruktivismu a funkcionalismu. A nakonec po válce sochařsky hnětl betonové křivky organické architektury. Neogotika Již od dob studií na gymnáziu projevoval Antonín Raymond velký výtvarný talent, což potvrdil i otec Cyrila Boudy, profesor Alois Bouda. V newyorském atelieru Casse Gilberta během stavby prvního mrakodrapu Woolworth Building mu byly svěřeny náročné kreslířské úkoly neogotických prvků. Ovšem zatím neexistuji žádné plány, na kterých by byl rozpoznatelný jeho rukopis nebo které by jim byly signovány. Tím, že byl vzdělán v českých školách, ovládal se zručností sobě vlastní různá eklektická tvarosloví profilované okenní šambrány, náběhy, polosloupy, pilastry, chrliče, ale i všechna bohatství romantického interiéru zárubně, dveře, kliky, obložení stěn, ba i štukové profilace. Styl Franka Lloyda Wrighta Antonín Raymond se velice sžil s výrazem budov Franka Lloyda Wrighta, to znamená, že fasády byly plné motivů volně, moderně nebo i modernisticky odvozených od tvarosloví indiánských amerických kultur. Fasáda je radikálně pevná, i když je rozdrobena do spousty výčnělků, nakloněných ploch a krystalických drúz, které jsou prostupovány jednoduchým geometrickým členěním oken, světlíků nebo francouzských dveří. Tento expresivně artdekový tón doznívá i v dalších, již samostatně projektovaných stavbách Antonína Raymonda, jako jsou domy profesorů v rámci Tokijské ženské křesťanské univerzity nebo Tokijského tenisového klubu z roku Jak Imperial Hotel (obr. 1), tak i následné realizace umocňovala v interiérech výtvarná díla Noemi Raymond. Geometrická secese Schodiště Farmaceutické univerzity Hoši (obr. 4) v Tokiu ve svém kontrastu černé a bíle připomíná zdařile realizace brtnického rodáka, představitele vídeňské geometrické secese, architekta Josefa Hoffmanna. Může se jednat o pouhou náhodnou výtvarnou podobnost, která vyšla z barevného řešení profilací konstruktivistických ramp. Celkový výraz prostoru je elegantní, až učebnicovou vizitkou evropského stylu. V díle Antonína Raymonda je toto černobílé řešení spíše výjimkou. Pokud v dalších svých pracích používal kontrast, šlo spíše o vzájemné působení různých struktur dýhy, dřeva nebo betonu. Konstruktivismus Řadu staveb od počátku 20. do konce 30. let vystavěl Antonín Raymond ve stylu konstruktivismu. Ostrou špachtlí tvaroval přísně kubické tvary s řadou výčnělků říms i nik. Někdy do pravoúhlé osnovy vstoupily i šikmé podokenní náběhy. Tím, že jsou stavby odlity z betonu, působí jako kompaktní stroje na bydlení nebo vzdělávání. V realizacích Raymondova ateliéru lze vystopovat silný vliv, jaký sem přinesl Bedřich Feuerstein, který před Raymondem pracoval v ateliéru Augusta Perreta v Paříži. Perretovský rukopis lze pozorovat především na dvou strukturálních uskakujících věžích, a to u věže kaple nemocnice sv. Lukáše v Tokiu a dále v rámci svatostánku Tokijské ženské křesťanské univerzity (obr. 3). V drobných, dnes již neexistujících stavbách (například benzinových pump firmy Shell) Antonín Raymond použil výraz čistého ruského konstruktivismu. 1/2016 technologie konstrukce sanace BETON 67

70 HISTORIE HISTORY 4a 4b rodního divadla Adolf Liebscher (1875 až 1919). Tento povinný klasifikovaný seminář absolvoval s celkovým hodnocením výborný. Znalosti v oblasti geologie a mineralogie získal od významného geologa a pedagoga pražské techniky Cyrila Purkyněho (1862 až 1937), jmenovaného v roce 1910 řádným profesorem mineralogie a geologie. K dokonalému zvládnutí statiky a stavební mechaniky mu pomohly základy získané v semináři u profesora stavební mechaniky a stereometrie Zdeňka Bažanta (1879 až 1954), ve své době uznávaného specialisty na mostní a železné konstrukce. Neméně významným pedagogem byl i Josef Bertl (1866 až 1955), profesor pozemního stavitelství a nauky o stavebních hmotách. Posluchačům vštěpoval nejen teoretické vědomosti, ale i znalosti nezbytné pro praxi. Josef Bertl přednášel posluchačům architektury v prvním a druhém ročníku. Patrně právě on stál u zrodu pověstné Raymondovy preciznosti a perfektnosti při kreslení plánů, kterou vyžadoval i od svých zaměstnanců. Dokonale zvládnutá technologie betonu dovolila Antonínovi, aby byl tento materiál použitý na jeho stavbách vnímán jako ušlechtilý. V této souvislosti není možné opomenout profesora Františka Kloknera (1872 až 1960), významného organizátora v oblasti zkušebnictví, tvorby norem a poradenství v oboru technologie a zkoušení betonu. S takto dobře zvládnutými základy odešel Antonín do USA, kde byl zaměstnancem v ateliéru Casse Gilberta (tento ateliér navrhl první mrakodrap na Manhattanu v N. Y.). PROVĚŘEN ZEMĚTŘESENÍM V roce 1916 přichází jako spolupracovník Frank Lloyda Wrighta do jeho ateliéru a společně dokončují první stavbu moderní architektury v Japonsku Imperial hotel (obr. 1), který jako jeden z mála přežívá děsivé zemětřesení roku Tokio padá v plamenech k zemi. Hotel stojí. Ateliér F. L. Wrighta dostává spoustu zakázek. Wright odjíždí doufaje, že Raymond vše vyřeší v rámci jeho ateliéru. Antonín Raymond se ale osamostatňuje, začíná erupce velkého architekta, který projde obdobím funkcionalismu, konstruktivismu, aby se po 2. světové válce doslova bytost- 5a 68 BETON technologie konstrukce sanace 1/2016

71 HISTORIE HISTORY 6 ně ztotožnil se svébytným brutalismem, jenž byl ulit ve skořepinách betonových konstrukcí. Raymond po celou dobu své kariery pracoval střídavě se dřevem a betonem, někdy i s oběma materiály najednou. ČESKÁ STOPA V JAPONSKU Připomeňme si pár jeho betonových zastavení. První skutečně moderní vilou, ke které bychom bez váhání připojili i letopočet kolem roku 2000, je dům Reinanzaka v Tokiu (obr. 2), pohledově vyšalovaný již roku Tato stavba byla bohužel zcela zbytečně stržena právě kolem roku Obr. 4 Tokijská škola Hoši: a) systém přístupových ramp, b) strop auly Fig. 4 Hoshi School in Tokyo: a) access ramps system, b) the ceiling of the auditorium Obr. 5a,b Kostel Rozhněvaného Krista postavený na Filipínách krátce po 2. světové válce Fig. 5a,b Angry Christ Church (St. Joseph the Worker Chapel) in the Philippines built shortly after the WWII. Obr. 6 Kaple v kampusu Nanzan University Fig. 6 Chapel in the Nanzan University campus 5b Pozn.: Jan Vytopil, velvyslanecký rada, Velvyslanectví České republiky na Filipínách: Národní muzeum Filipín vydalo koncem prosince 2015 prestižní seznam nových Významných kulturních památek Filipín. Na návrh Velvyslanectví České republiky v Manile je na něj nově zařazena i Kaple sv. Josefa dělníka, známá též jako Kostel Rozhněvaného Krista (obr. 5), vůbec první dílo moderní sakrální architektury na Filipínách. Valašská lidová architektura Antonín Raymond používal v Japonsku především u sakrální architektury tvarosloví valašského lidového stavitelství. V Karuizawě před kostelem svatého Pavla máte pocit, že jste se ocitli na jiném kontinentu. Japoncům je tento svatostánek blízký již použitím dřeva a současně jej považuji za cosi výjimečného. V oblíbeném letovisku bývá tento kostel místem, kde se konají svatby. Jednoduché lidové vzory, jaké nalezneme v Karuizawě na celodřevěném schodišti na kůr, odléval Antonín Raymond i z betonu (například zábradlí v semináři Božího slova v Nagoji). Antonín Raymond při projektování kostelů mnohdy propojil znalost valašské architektury se současným výrazem. Tak vzniklo několik pozoruhodných neokázalých Božích stánků, jimž dominuje krov složený z nahrubo tesaných kmenů. Tyto stavby jsou nenásilnou spojkou mezi starým a novým. Japonská tradiční architektura Antonín Raymond v řadě svých realizací užil tradiční prvky japonské architektury, například posuvné stěny šodži, kdy se pouhým posunutím dřevěného segmentu rozplyne fyzická hranice domu a člověk volně nasává okolní přírodu, která se bez zábran stává součástí a bohatstvím obytných místností. Nikdy se však nejednalo o automatickou aplikaci místní tradice. Antonín Raymond vždy tvůrčím způsobem spojoval řešení domu obvyklého na západě s japonským pojetím. A tak i v interiérech nebylo pamatováno pouze na sezení na tatami, ale i u stolu třeba s valašsky dekorovanými opěradly židlí. Nebál se na malé ploše provázat do jednoho fungujícího celku detaily vzdálené více než přes půl zeměkoule. Funkcionalismus Antonín Raymond se vždy proplétal mezi styly a hledal nejpřesnější vyjádření pro právě řešený záměr. A tak na funkcionalistických vilách nacházíme drobné, spíše konstruktivistické výčnělky a prvky. Administrativní budově vtiskl monumentální zářivý výraz, neboť to význam instituce vyžadoval, jako u sídla Rising Sun Petroleum Company v Jokohamě. Dnes tento objekt již neexistuje. V nové budově, která stojí na místě petrolejářské firmy, je zachován pouze původní otočný vchod a dále je zde osazena pamětní deska připomínající dva autory, významné architekty Antonína Raymonda a Bedřicha Feuersteina. U Tokijského golfového klubu i u řady vil počátku 30. let užil Antonín Raymond čistý funkcionalismus. Na stavbách nacházíme typické znaky tohoto stylu uvolněný půdorys vynesený na sloupech, pásová okna, střídání bílých plných ploch a temných stínů. Dřevěný funkcionalismus Antonín Raymond sáhl vždy po materiálu, který odpovídal danému zadání. Velmi zhruba lze říci, že veřejné budovy stavěl spíše z betonu či cihel, zatímco pro soukromé domy a rezidence volil dřevo. Tento záměr nebyl v jeho tvorbě časově omezen. Soukromé domy ze dřeva navrhoval od počátku 20. let až do konce 60. let 20. století. Jednou z nejharmoničtějších, a přitom půdorysně jednoduchých staveb byla (kromě Raymondova letního studia a atelierů) víkendová vila italského velvyslance u jezera Čuzendži z roku 1928, nacházející se nedaleko oblíbeného výletního místa Nikko u Tokia. Dům orientovaný a otevřený jednoznačně ve směru hlavního pohledu na magickou hladinu v sevření hor je křehkou slupkou jemně ohraničující ideál bydlení a reprezentace. Plášť exteriéru i interiéru je oblečen do geometrických kompozic tvořených kontrastními dýhami místního stromu kryptomerie. 1/2016 technologie konstrukce sanace BETON 69

72 HISTORIE HISTORY 8a 8b Elegantní budovou školy Hoshi s dynamismem protínajících se ramp přivedl Raymond do Japonska i trochu vídeňské geometrické secese (obr. 4). Na této smělé konstrukci spolupracoval s Raymondem další český emigrant, statik Jan Jakub Švagr. Stejně jako rodinné domy, jež jsou někdy dřevěné a jindy betonové, obdobně i kostely oscilují mezi valašskou folklorní stavbou a betonovou skulpturou. Nejprve, zřejmě i pod vlivem dalšího českého spolupracovníka Bedřicha Feuersteina, zachází s betonem strukturálně, konstruktivisticky, a to ve školní kapli z roku 1937, která je součástí dívčí křesťanské školy ve čtvrti Suginami-ku v Tokiu. V tomto Božím příbytku cítíme tvarosloví jednoho z prvních smělých betonových konstruktérů francouzského architekta Augusta Perreta, v jehož ateliéru právě Feuerstein před působením u Raymonda pracoval. Z poválečných staveb chci připomenout vedle úchvatných kaplí v rámci Nanzan University (obr. 6) nebo střední školy v městě Rikkyo především kostel Svatého Anselma (obr. 7) blízko tokijské stanice Meguro z roku Zvenčí strohá až fabrická hmota s jemně prohnutou římsou v čelní fasádě skrývá ve svém interiéru gradující, dynamismem elektrizovaný prostor. Uvnitř vše směřuje k neotřelému zlatému baldachýnu nesoucímu a chránícímu zavěšený kříž naší spásy, který výtvarně zpracovala Antonínova žena Noemi, jež doprovázela svého manžela nejen na cestě životem, ale mnohokrát se i významně podílela na uměleckém vyznění Raymondových interiérů. Vnitřní napětí je vytvořeno betonovými kýlovitými překlady, které jak těžké mraky každodennosti nad námi varovně visí, iluminovány bočním světlem rytmizovaným vertikálními kónickými sloupy. Raymond dokázal dřevu, nebo především betonu poručit, aby vytvářely architekturu takovou, jaká se rodila v je BETON technologie konstrukce sanace 1/2016

73 HISTORIE HISTORY Obr. 7 Kostel sv. Anselma Fig. 7 St. Anselm s Church Obr. 8 Koncertní sál Gunma Music Center v Takasaki, 1961: a) čelní pohled, b) schodiště ve vstupní hale Fig. 8 Concert Hall in the Gunma Music Centre in Takasaki, 1961: a) front, b) staircase in the entrance hall Obr. 9 7x Antonín Raymond v Galerii Jaroslava Fragnera: instalace výstavy a katalog Fig. 9 7x Antonín Raymond in the Jaroslav Fragner Gallery: installing the exhibition and the catalogue ho fantazii. Na otázku, zda Japonce naučil pracovat s železobetonem Corbusier nebo Raymond, zatím neexistuje jednoznačná odpověď. Už jen tím, že tato otázka vyvstává, je jasné, že Antonín Raymond byl architektem mimořádného významu. Podkladem pro tento příspěvek byl článek Raymond dokázal dřevu, nebo především betonu, poručit uveřejněný v magazínu Rezident 02/2015. Text je doplněný o biografické údaje ze Státního oblastního archivu v Praze. Redakce děkuje všem zúčastněným za spolupráci. akad. arch. David Vávra Ateliér Davida Vávry arch.dv@volny.cz Irena Veverková Státní oblastní archiv v Praze Sochařská architektura Antonín Raymond, obdobně jako Le Corbusier, dospěl od přísně geometrických pravoúhlých tvarů budov k pojímání domů jako jedinečných sochařských objektů. Věže kostelů po 2. světové válce opustily perretovskou (technicistní) strukturu a staly se básnickou organickou skořepinou. Kónické zakulacené kužely byly novodobou Raymondovou modlitbou. Do oblých tvarů vstupovaly rytmicky vyřezané otvory, které měly někdy i výraz jednoduchých ornamentů lidové architektury různých kontinentů. V interiéru dosahoval měkkosti jemnými náběhy, přisvětlováním prostoru štěrbinami či menšími okny. Duchovní prostor vytvářel rafinovaným křížením nosných konstrukcí, takže dosáhl iluze nekonečna, charakteristického pro nepopsatelnou existenci Boží jedinečnosti. Brutalismus Antonín Raymond byl výrazným a razantním architektem jak za rýsovacím prknem, tak i během své dramatické životni dráhy. Navíc ovládal již od 20. let práci s betonem, proto mu byl blízký poválečný brutalismus. S velkou znalostí, co tento materiál dovede, dokázal překlenout rozsáhlé rozpony, opřel o sebe pootočené desky, takže vytvářel ostré zubatice. Jindy fasádu řešil jako pravidelnou čtvercovou strukturu, která byla nosnou konstrukcí stavby a současně slunolamem. Napínal beton do maximální dimenze, co unese, ze štíhlých sloupů se větvily konzole jako ptačí křídla. Strukturu rozličných materiálů nechával působit ve své přirozené pravdivosti, k čemuž do kontrastu používal různá výtvarná řešení barevné stěny, kompozice z ocelových prvků nebo rozličné způsoby osvětlení. Fotografie: 1 Wikimedia; 2, 4b, 8b Irena Veverková; 3, 7, 8a Kazuyoshi Miyamoto; 4a, 6 Michael Míček; 5a,b Jan Vytopil; 9 Jiří Straka. 9a Tento text a kresby akad. arch. Davida Vávry doprovází výstavu 7x Antonín Raymond. 9b 9c 7X ANTONÍN RAYMOND Pod záštitou Velvyslanectví Japonska v ČR proběhla od 22. října 2015 v Galerii Jaroslava Fragnera výstava 7x Antonín Raymond. Raymondovy realizace na Filipínách, a zejména v Japonsku byly představeny na fotografiích, videu, plánech a modelech. Spektakulární instalaci doplňovaly též plány, kresby, artefakty a mobiliáře z interiérů Raymondových staveb podle návrhů obou manželů i architekta Bedřicha Feuersteina. O současné podobě a měřítku realizací si mohou návštěvníci udělat představu díky projekci několika dílů seriálu Šumné stopy Antonína Raymonda, Bedřicha Feuersteina, Jana Josefa Švagra a Raymon dových následovníků. V prosinci a lednu byla výstava prezentována také v Galerii Architektury Brno, během roku 2016 se stane základem stálé expozice v Raymondově rodném Kladně. V loňském roce vyšel i katalog k výstavě rozšířený o několik esejí. Zájemci si jej mohou objednat na -raymond-7/ Redakce děkuje Galerii Jaroslava Fragnera za spolupráci při přípravě článku a poskytnutí podkladů. 9d 1/2016 technologie konstrukce sanace BETON 71

74 AKTUALITY TOPICAL SUBJECTS SEMINÁŘE, KONFERENCE A SYMPOZIA SEMINÁŘE, KONFERENCE A SYMPOZIA V ČR BETON A PRODUKTY PRO BYTOVOU A OBČANSKOU VÝSTAVBU Odborný seminář Termíny a místa konání: 3. března 2016, Ústí nad Labem; 10. března 2016, Ostrava Kontakt: BETONY PRO MODERNÍ STAVBY A DESIGN Odborný seminář Termín a místo konání: 17. března 2016, Brno Kontakt: MOSTY mezinárodní sympozium Termín a místo konání: 21. až 22. dubna 2016, Brno Mostní objekty v ČR výstavba, správa a údržba, normy Mosty v zahraničí Mosty v ČR věda a výzkum Mosty v ČR projekty a realizace Kontakt: SANACE mezinárodní sympozium Termín a místo konání: 18. až 20. května 2016, Brno Kontakt: PODZEMNÍ STAVBY PRAHA 13. mezinárodní konference a EETC Východoevropská tunelářská mezinárodní konference Termín konání: 23. až 25. května 2016 Konvenčně ražené tunely Mechanizovaně ražené tunely Ostatní podzemní stavby a úložiště Geotechnický průzkum a monitoring Numerické modelování, vývoj a výzkum Vybavení, bezpečnost provozu a údržba Rizika, smluvní vztahy a financování Historická podzemní díla a rekonstrukce Kontakt: CENTRAL EUROPE TOWARDS SUSTAINABLE BUILDING 2016 CESB16 4. mezinárodní konference Termín a místo konání: 22. až 24. června 2016, Praha Sustainable renovation of existing building stock Industrial heritage regeneration Sustainable urban development Building design process Materials and technologies for sustainable buildings Decision-support tools and assessment methods Kontakt: ZKOUŠENÍ A JAKOST VE STAVEBNICTVÍ 9. konference Termín a místo konání: 15. a 16. září 2016, Brno Kontakt: BETONÁŘSKÉ DNY Konference s mezinárodní účastí Termín a místo konání: 30. listopadu a 1. prosince 2016, Litomyšl Kontakt: ZAHRANIČNÍ KONFERENCE A SYMPOZIA BETONTAGE 60. betonářské dny Termín a místo konání: 23. až 25. února 2016, Neu-Ulm, Německo Structural precast Future prospects for concrete Application-oriented research for concrete Kontakt: CREEP BEHAVIOUR IN CRACKED SECTIONS OF FIBRE REINFORCED CONCRETE FRC-CREEP 2016 Mezinárodní workshop RILEM Termín a místo konání: 9. a 10. března 2016, Valencie, Španělsko Kontakt: ULTRA-HIGH PERFORMANCE CONCRETE AND HIGH PERFORMANCE MATERIALS 4. mezinárodní sympozium Termín a místo konání: 9. a 11. března 2016, Kassel, Německo Kontakt: BRIDGES AND STRUCTURES SUSTAINABILITY SEEKING INTELLIGENT SOLUTIONS Konference IABSE Termín a místo konání: 8. až 11. května 2016, Guangzhou, Čína Kontakt: FRACTURE MECHANICS OF CONCRETE AND CONCRETE STRUCTURES FRAMCOS 9 9. mezinárodní konference Termín a místo konání: 28. května až 1. června 2016, Berkeley, California, USA Kontakt: CONCRETE SUSTAINABILITY ICCS16 2. mezinárodní konference Termín a místo konání: 13. až 15. června 2016, Madrid, Španělsko Kontakt: CONCRETE SOLUTIONS 2016 (CONCRETE REPAIR) 6. mezinárodní konference Termín a místo konání: 20. až 22. června 2016, Thessaloniki, Řecko Kontakt: BRIDGE MAINTENANCE, SAFETY AND MANAGEMENT IABMAS mezinárodní konference Termín a místo konání: 26. až 30. června 2016, Foz do Iguaçu, Brazílie Kontakt: fib PH.D. SYMPOSIUM IN CIVIL ENGINEERING 11. mezinárodní symposium Termín a místo konání: 29. až 31. srpna 2016, Tokio, Japonsko Kontakt: PhD2016/ CONCRETE UNDER SEVERE CONDITIONS ENVIRONMENT & LOADING CONSEC mezinárodní konference Termín a místo konání: 12. až 14. září 2016, Lecco, Itálie Kontakt: FIBRE REINFORCED CONCRETE BEFIB mezinárodní sympozium RILEM Termín a místo konání: 19. až 21. září 2016, Vancouver, Kanada Kontakt: CHALLENGES IN DESIGN AND CONSTRUCTION OF AN INNOVATIVE AND SUSTAINABLE BUILT ENVIRONMENT 19. kongres IABSE Termín a místo konání: 21. až 23. září 2016, Stockholm, Švédsko Kontakt: ARCH BRIDGES IN CULTURE ARCH mezinárodní konference Termín a místo konání: 5. až 7. října 2016, Wroclaw, Polsko Arch bridges in culture and national heritage Historical arch bridges and construction techniques Theoretical analysis of arch structures Experimental studies of arch structures Assessment, maintenance & exploitation of arch bridges Repair, strengthening & reconstruction of old arch structures New materials and techniques applied in construction of arch bridges Kontakt: PERFORMANCE-BASED APPROACHES FOR CONCRETE STRUCTURES fib symposium 2016 Termín a místo konání: 21. až 23. listopadu 2016, Kapské Město, Jižní Afrika Kontakt: HIGH TECH CONCRETE: WHERE TECHNOLOGY AND ENGINEERING MEET! fib symposium 2017 Termín a místo konání: 12. až 15. června 2017, Maastricht, Nizozemsko Kontakt: fib CONGRESS 2018 Termín a místo konání: 6. až 12. října 2018, Melbourne, Austrálie Kontakt: 72 BETON technologie konstrukce sanace 1/2016

75 Získejte titul na beton! Vypsané semináře v 7. ročníku Beton University jsou zařazeny do akreditovaných vzdělávacích programů v projektech celoživotního vzdělávání ČKAIT i ČKA. Beton a produkty pro bytovou a občanskou výstavbu Ústí nad Labem Ostrava Betony pro moderní stavby a design Brno betonuniversity.cz Firemní prezentace INZERCE PRO VÁS! FORMÁTY Rozměry inzerátů jsou čisté. Na spad je třeba přidat 5 mm A , , /2 A , ,5 CENÍK Formát Umístění Cena v Kč A4 4. strana obálky ,- A4 3. strana obálky ,- A4 vnitřní strana ,- 1/2 A4 vnitřní půlstrana (na šířku / na výšku) ,- 1/3 A4 vnitřní třetina strany (na šířku / na výšku) ,- 1/4 A4 vnitřní čtvrtstrana (na šířku / na výšku) ,- 1/6 A4 inzerát nebo tisková zpráva 8 000,- 1/8 A4 inzerát nebo tisková zpráva 6 000,- propagační článek za každou celou stranu ,- vklad vlastních propagačních materiálů 8 000,- 71, , /3 A , ,5 102,5 127, ,5 Ceny jsou uvedeny bez DPH. Způsob placení: inzerce a PR články jsou placeny na základě faktury vystavené po jejich vytištění v časopise. Klient obdrží současně s fakturou dva výtisky časopisu, v případě záj mu lze přiobjednat větší množství. EDIČNÍ PLÁN BETON TKS NA ROK 2016 Číslo Hlavní téma Redakční Objednání Dodání Datum uzávěrka inzerce podkladů vydání 1/2016 Pozemní stavby /2016 Technologie provádění betonových staveb /2016 Sanace a rekonstrukce /2016 Mosty a dopravní stavby /2016 Beton a architektura /2016 Vodohospodářské a inženýrské stavby /4 A4 87,5 127, ,5 71,7 127,5 56,7 127, /6 A Beton TKS, s. r. o. Na Zámecké 9, Praha 4 tel.: redakce@betontks.cz 102,5 65,8 1/8 A4 87,5 65,8 SLEVY: při opakování inzerátu v rámci ročníku % pro členy SVC ČR, SVB ČR, ČBS ČSSI a SSBK % při objednání inzerce do konce ledna % při objednání celoroční inzerce (6 ks) % Jiné možnosti či kombinace po dohodě s redakcí. PŘIRÁŽKY: přesné umístění % grafické zpracování % PŘÍJEM INZERCE Více informací na

76 Sdružení pro sanace betonových konstrukcí a Ústav stavebního zkušebnictví Fakulty stavební VUT v Brně si Vás dovolují pozvat na dvacátý šestý ročník mezinárodního sympozia SANACE a devátý ročník konference Zkoušení a jakost ve stavebnictví Termín konání: Místo konání: Fakulta stavební, VUT v Brně, Veveří 95, Brno