Drevená nosná konštrukcia Športovej haly v Žiline

Športová hala v Žiline na Bôriku bola postavená v rokoch 1980–1986. Pochádza z dielne Ing. arch. Kupkoviča a Ing. Bašistu. Ing. Andrej Bašista bol jedným z mála inžinierov, ktorí využívali drevo ako nosný materiál aj pre konštrukcie veľkých rozpätí. V tejto oblasti inžinierskych konštrukcií totiž vo vtedajšej ČSSR boli navrhované spravidla oceľové konštrukcie.

V roku 2007 sme referovali vo Volyni o rekonštrukcii Zimného štadióna vo Zvolene, ktorý je tiež pozoruhodnou konštrukciou z dreva.

 

 

Drevená priestorová oblúková konštrukcia má rozpätie 105,0 m. Rebrá sú uložené kĺbovo v päte i vrchole haly. Kĺby sú vytvorené v päte haly čapovým spojom, vo vrchole haly pripojením rebra do oceľovej papuče, ktorá je privarená na stredový oceľový skriňový nosník kruhového pôdorysu.

Spodná hrana oceľového skriňového nosníka je vzdialená od podlahy haly 19,20 m.

Hlavná nosná konštrukcia je tvorená radiálnymi rebrami z lepeného lamelového dreva. Je použitých 44 rebier.

 

Rebrá majú po výške premenný prierez, šírka rebra je 230 mm, výška rebra v miestach uložení je 800 mm a 1900 mm v polovici jeho dĺžky.

Medzi rebrami sa nachádzajú priečniky, ktoré tvoria 6 prstencov. Priečniky sú obdĺžnikového prierezu z lepeného lamelového dreva. Priečniky sú pripojené na spodnom okraji pomocou oceľových plechov a drevoskrutiek. Prípoj na hornom okraji nebol identifikovaný, vo výkresovej dokumentácii nie je uvedený. Výška priečnikov je premenná v závislosti od polohy priečnika. Priečniky sú o cca 200 mm nižšie, ako sú rebrá.

 

 

 

Konštrukcia podľa projektovej dokumentácie nie je vystužená, v projekte nie sú uvedené ani prútové, ani plošné výstužné prvky.

Dostupnosť časti konštrukcie je zabezpečená dvoma drevenými obslužnými lávkami. Na lávkach sa nachádzajú osvetľovacie telesá. V blízkosti lávok sú aj vykurovacie telesá.

Strešný plášť tvoria drevené väznice, krokvy a dosky záklopu. Medzi väznicami je tepelná izolácia. Časť rebier, ktorá sa nachádza v exteriéri, je chránená oplechovaním na drevenom rošte.

 

 

 

Skutočný stav konštrukcie so zameraním na nosnú drevenú konštrukciu bol zisťovaný v januári 2008. Počas prehliadok boli merané a zisťované:

● Stav drevenej konštrukcie z hľadiska poškodenia drevokazným hmyzom, hubami a plesňami,

● meranie vlhkosti dreva,

● veľkosti prierezov z lepeného lamelového dreva,

● zhoda realizovanej drevenej konštrukcie s výkresovou dokumentáciou,

● identifikácia konštrukčných detailov,

● hrúbky a rozmery plechov (dostupných), ultrazvukové merania, pevnosť betónu,

● miesta uloženia technologických zariadení,

● trhliny drevených prierezov na vybratých miestach,

● lokálne a globálne deformácie nosnej konštrukcie,

● stav spojov a prípojov prvkov nosnej konštrukcie.

 

 

 

Na hlavnej nosnej konštrukcii (rebrá a priečniky) a na spodnej hrane väzníc (t.j. všetky vizuálne dostupné plochy) neboli v čase prehliadok nájdené miesta poškodené drevokazným hmyzom, hubami a plesňami. 

 

V interiéri boli namerané hodnoty vlhkosti dreva v intervale 10,4–11,1 %, v exteriéri 18,0–27,5 %.

 

Namerané veľkosti prierezov rebier a priečnikov sa zhodujú s poskytnutou výkresovou dokumentáciou. Rebrá majú po výške premenný prierez, šírka rebra je 230 mm, výška rebra v miestach uložení je 800 mm a 1900 mm v polovici jeho dĺžky.

 

Jestvujúca drevená nosná konštrukcia nezodpovedá stavu na poskytnutej výkresovej dokumentácii. Dva hlavné rozdiely sú:

1. Rebrá sú v pôdoryse nakreslené ako priame prvky s rovnakými vzdialenosťami. V skutočnosti sú rebrá zakrivené v rovine strešného plášťa – rebrá sú vybočené z priamej osi o 125 mm v strede dĺžky rebier, čo predstavuje excentricitu rebra.

2. Vystuženie konštrukcie na poskytnutej dokumentácii nie je vyznačené.

 

Primárna nosná sústava haly, pozostávajúca z radiálnych polooblúkových rebier, prstencov z vložených priečnikov a vrcholového prstenca, má globálne aj lokálne deformácie.

● Globálna deformácia: spočíva v celkovom pootočení vrcholového prstenca. Prejavuje sa v neprotiľahlosti oproti sebe uložených rebier (spojnice úložných a vrcholových kĺbov rebier sa nepretínajú v jednom bode – na osi rotácie sústavy). Neprotiľahlosť rebier bola zistená v hodnote cca 50 mm.

● Lokálna deformácia: spočíva v deformácii nosných prvkov sústavy – polooblúkov. Polooblúky nie sú rovinné – ale sú zakrivené v ploche strechy.

 

  

 

Ďalšou výraznou deformáciou sústavy je skrútenie rebier, ktoré bolo namerané takmer na všetkých rebrách v úseku od miesta kotvenia po začiatok strešného plášťa.

Okrem samotných rebier sú pootočené aj oceľové časti prípoja v čapovom spoji. Plechy v čapovom spoji pootočením dosadajú v niektorých miestach na oceľový kotevný prvok a tým spôsobujú namáhanie oceľových častí ohybom.

Skrútenie prierezov rebier je pozorovateľné aj v miestach nižšej obslužnej lávky.

Extrémna hodnota uhla skrútenia při uložení rebra je takmer 5 °.

Skrútenia rebier sú najvýraznejšie na exteriérovom úseku polooblúkov. V oceľových úložných pätkách polooblúkov tak vznikajú značné odchýlky od správneho tvaru.

 

 

 

Podrobnými prehliadkami rebier a priečnikov bol zistený výskyt trhlín.

V hlavných nosných prvkoch – polooblúkových rebrách – sa vyskytujú trhliny niekoľkých druhov:

a) pozdĺžne v dreve (v lamele),

b) pozdĺžne medzi lamelami,

c) pozdĺžne po šírke rebra,

d) priečne v nadstavení – styku lamiel,

e) kombinované trhliny typu b) a d),

f) trhliny v priečnikoch (prstencoch).

 

 

S ohľadom na zistené nedostatky a poruchy hlavnej nosnej konštrukcie haly je potrebné vypracovať kontrolný statický výpočet, v ktorom budú zohľadnené všetky zistenia diagnostickej prehliadky. Na základe výsledkov statického výpočtu a výsledkov predkladanej diagnostickej prehliadky bude možné navrhnúť sanáciu nosnej konštrukcie v zmysle nového architektonického zámeru.

Na konci roka 2008 nebolo ešte rozhodnuté, či nosná konštrukcia bude využitá v rámci nového stavebného zámeru. Okrem možnosti rekonštrukcie nosnej konštrukcie a využitia jedinečnej drevenej stavby sa objavili aj iné názory. Demontáž celej haly by totiž značne zjednodušila plánovanú výstavbu pod strešnou konštrukciou...