Beton, Zajímavá stavba

Amfiteátr byl umístěn do stavby z kvalitních betonů

Nová posluchárna u Vysoké školy polytechnické v Jihlavě sousedí s historickou budovou soudu a věznice, stojí na bývalém hospodářském dvoře s trojúhelníkovým půdorysem. Tuto zdánlivou nevýhodu využili autoři projektu pro ojedinělý návrh budovy s kompaktním objemem a velkorozponovou konstrukcí. Další stopu novostavby tvoří předsazená fasáda z hliníkových lamel.

Uvnitř převýšené haly je amfiteátr pro třistatřicettři studentů. Aréna má díky strmosti tribun výbornou viditelnost stejně jako čistou akustiku. Tribuny jsou podchozí, prostor pod nimi se může využívat pro společenské akce. Z navazující prezentační haly je přístupná podzemní „alchymistická dílna“, zastoupená multimediální laboratoří.

Výukové centrum s přednáškovým sálem bylo navrženo jako převážně železobetonový monoblok tvaru rovnostranného trojúhelníka s oblými vrcholyAréna má díky strmosti tribun výbornou viditelnost stejně jako čistou akustiku

V kontrastu k nové posluchárně stojí rozlehlá budova, která původně sloužila jako soud a věznice. Navazující křídlo prošlo rekonstrukcí. „Přísnost, pevný řád, strnulost i tíživá atmosféra byly na začátku akce jasně patrné. Uvědomovali jsme si, že prostory budou sloužit mladým lidem s otevřenou myslí na jejich cestě ke vzdělání, proto jsme se rozhodli vytvořit pestré, inspirativní i nekonformní prostředí se zachováním historické stopy. Tradiční materiály jsme přiznali v čisté formě, industriální ráz navazuje na posluchárnu. Zvláštní kapitolou bylo odhalování a zapojování historické stopy. Návrat keramické podlahy či kamenných parapetů se stopami po mřížích jsou v interiéru zážitkem,“ uvádí architekt Pavel Fanta z ateliéru Qarta.

PůdorysŘezSituace

Stavební řešení
Výukové centrum s přednáškovým sálem bylo navrženo jako převážně železobetonový monoblok tvaru rovnostranného trojúhelníka s oblými vrcholy. U železobetonové monolitické konstrukce vyniká surovost betonů i vysoké nároky na jejich pohledovost. Hvězdicovitá ocelová konstrukce nese střechu s dřevěnými vazníky. 

Surovost stavby podtrhují lité broušené podlahové betony v kombinaci s antracitovými hliníkovými výplněmi otvorů, černými obklady a černě čalouněnými sedačkami v posluchárně. Zavěšená fasáda z hliníkových lamel tvoří kontrast k historické fasádě původního objektu.

Rozlehlá budova původně sloužila jako soud a vězniceTribuny jsou podchozí, prostor pod nimi se může využívat pro společenské akceInteriér historické budovy po rekonstrukci – tradiční materiály autoři přiznali v čisté formě

Přístavba má jedno podzemní a jedno nadzemní podlaží, v části půdorysu s druhým nadzemním podlažím. Půdorysné rozměry rovnoramenného trojúhelníka jsou 36 x 30 m se stranou 34, 5 m a základnou 35,95 m. Se stávajícím objektem je objekt propojen dvoupodlažním spojovacím krčkem.

V lokálním 1. PP jsou umístěny sklady, šatna a WC, v 1. NP velký a malý přednáškový sál s předsálím. Velký sál má stupňovitou deskovou konstrukci amfiteátrového sezení a zázemí. Ve 2. NP v části nad krčkem je letní exteriérová učebna (terasa), v části protilehlého vrcholu je na mezistropu 2. NP umístěna strojovna VZT. 

Betonové a ocelové konstrukce
Nosná konstrukce hlavní části objektu je převážně železobetonová. Desky stropů jsou bodově a liniově podepřené, střecha byla navržena jako trojsměrný šikmý ocelový rošt na rozpětí až 32,3 m v příčném směru. Jeho tuhost zajišťují trojúhelníková pole. Vlastní střešní plášť nese dřevěná konstrukce.

Svislé nosné monolitické konstrukce se vyvazovaly na kotevní výztuž, sousedící konstrukce jsou také provázány výztuží. 

Podlahu amfiteátru tvoří šikmá monolitická železobetonová desková konstrukce. Je stupňovitá a nepravidelného půdorysu. Jedná se o spojitou desku s mezilehlou podporou.

Nepříznivé účinky od smršťování betonu byly omezeny složením betonové směsi, uspořádáním výztuže a technologií ukládání betonu. Případně použitím betonu, u kterého je dosaženo požadovaných vlastností po devadesáti dnech. Standardně, tj. bez nároku na šířku trhlin (propustnost) byl použit beton, který dosahuje požadovaných vlastností po 28 dnech od uložení betonové směsi.

Obvodový plášť budovy byl navržen jako sendvič, předsazenou fasádu vynáší lehká ocelová konstrukce s hliníkovými lamelami.

-vis-
Foto: BoysPlayNice

KONSTRUKČNÍ ŘEŠENÍ STAVBY
Základy
Základy byly sjednoceny pilíři tryskové injektáže, konstrukce pod úrovní terénu tvoří bílou vanu. Opatřena je výztuží pro omezení vzniku smršťovacích trhlin, v pracovních spárách se použily těsnicí profily, také dilatační spáry jsou těsněné. Základová deska a jednostupňové monolitické pasy byly ukončeny na úrovni spodního líce betonu podlahy v 1. NP. Prefabrikované sloupy se kotvily na trny. 

Suterénní stěny tl. 0,3 a 0,35 m, základová deska bílé vany tl. 0,4 m 

Beton pasů – C25/30 XC2, podkladní beton –C16/20.

Zavěšená fasáda z hliníkových lamel tvoří kontrast k historické fasádě původního objektuRámy oken jsou hliníkové v antracitové barvě

Podlaha spojovací části v 1. PP
Obousměrně pnutá železobetonová deska tl 0,25 m, vetknutá do obvodových stěn se světlým rozpětím 11,9 m. Železobetonové sloupy s hlavicemi slouží jako bodové podpory.

Nášlapnou vrstvu tvoří broušený leštěný beton, který se dobře doplňuje s pohledovými betony stěn a stropů. Broušený leštěný beton dále plynule přechází do historického severojižního křídla a svojí kvalitou provedení dává původním polosuterénním prostorám nečekanou novou kvalitu.

Základů s pilíři tryskové injektážeTvar stropu nad 1. PPTvar stropu nad 1. NP

Strop nad 1. NP a střecha spojovací části
Monolitická železobetonová deska tl. 250 mm, pnutá v příčném směru. Podepřena je liniovou podporou a vynesena nosníkem, podepřeným sloupy. Dále je také vynesena žebrem podepřeným sloupy. Světlé rozpětí je 6.15 m.

Strop nad 1. NP – zázemí posluchárny
Monolitická deska pnutá v obou směrech, uložená na obvodové stěně v oblouku, resp. na křivočaré vnitřní stěně s krátkými volnými úseky mezi stěnami (do 2,6 m).

Střecha s VZT
Monolitická železobetonová deska nad 1. NP (střecha). Má nepravidelný půdorys, pnuta je obousměrně. Po vnějším obvodu je podepřena stěnou, v interiéru je liniově podepřena prohnutou dělicí stěnou. Světlé rozpětí je 6,5 m v podélném směru a 10 m v příčném směru.

Střechu nese hvězdicovitá ocelová konstrukcePůdorys střechy

Nosné stěny
Na hlavní obvodové nosné stěny tl. 350 mm působí prstenec příhradového nosníku podpory střechy. Stěny se ukládaly na úrovni základů, jsou tedy vetknuty do základové desky nebo podepřeny kloubově. V exponovaných místech byly vyztuženy příložkami.

Model styčníku ocelové konstrukceStatický posudek styčníku

Stěnový nosník v obvodové stěně
Stěna tl. 250 mm byla vetknuta do stěn průběžných na celou výšku, tj. od základů až k prstenci 15,7 m s bodovými podporami (sloupy) po 4.677 + 3.9 + 3.9 + 3.217 m. Stěna je vyztužena v nadpraží a horním líci.

Vnitřní sloupy
Železobetonové a ocelobetonové sloupy o průměru 300 mm (železobeton) a 324/25 mm (OK) podporují desky s délkou max. 3,15 m. Použily se předběžně prefabrikované sloupy z betonu min. C55/67, resp. ocelobetonový sloup TR324/32 s výplní betonem min. C30/37.

Obvodové sloupy
Železobetonové a ocelobetonové sloupy o průměru 300 mm (železobeton) a 324/25 mm (OK) pod stěnovými/vysokými nosníky s délkou max. 3,29 m. Ocelobetonový sloup TR324/10 vyplněný betonem C25/30. 

Šikmý trojsměrný rošt ocelové konstrukce střechy s trojúhelníkovým polem (rovnoramenný trojúhelník, základna 8 m). Zatěžovací plocha nosníku roštu 16 m2 pro plné pole, resp. 8 m2 pro krajní pole. Vnitřní styčníky jsou tuhé, podpory kloubové. Podporové nosníky byly uloženy na elastomerové ložisko.Ocelová konstrukce pro zavěšené lamely na fasádě, jihozápadní pohled

Nosná deska hlediště posluchárny
Šikmá monolitická železobetonová konstrukce podlahy amfiteátru o tl. 0,25 m je jednostranně vetknutá do základu. Přes vnitřní liniovou podporu byla uložena na spojitém nosníku (vynáší i střechu nad 1. NP). Rozpětí pole 5 + 4 m. Deska je stupňovitá (stupeň 495/900 mm), nepravidelného půdorysu. Jedná se o spojitou desku s mezilehlou podporou, tj. stěnou (krajní pole 4.45 m a 5.8 m). Deska tl. 275 mm je pnuta v jednom směru. Desky D2.1 a D2.2 vytváří jednu složitou spojitou konstrukci s vnitřními podporami.

Kotvení konstrukcí
Svislé nosné monolitické konstrukce se vyvazovaly na kotevní výztuž z předchozí vodorovné konstrukce. Sousedící monolitické konstrukce jsou navzájem provázány výztuží. Každý vyvázaný roh (ať ve stěně nebo v desce) má vnitřní závlačovou výztuž. Délky výztuže pro kotvení v tlaku byly vypočítány na minimální kotevní délku dle třídy betonu a profilu výztuže (40 profilů). Pro kotvení v tahu se délky výztuže vypočítaly na minimální přesahovou délku (60 profilů). Dodatečné kotvení se provádělo pomocí vrtání a vlepení výztuže. 

Střecha 
Hlavní nosnou konstrukci dvouplášťové střechy tvoří šikmý trojsměrný ocelový rošt o rozpětí až 32 m. Uložen byl do kapes v obloukových částech obvodové stěny nebo na příčně ztužené podélné stěně. Tuhost roštu zajišťují trojúhelníková pole, celková stabilita je zajištěna tuhými rohy obvodové stěny (opět trojúhelník).

Střešní plášť nese pomocná dřevěná konstrukce nesená ocelovým roštem. Příhradový přímopasý vazník má průřezy 50/100 mm, styčníkové plechy s prolisovanými trny (gang-nail). Sbíjené vazníky gang-nail jsou rozmístěny na rozpětí pole do 5,8 m. Proti vybočení byly zajištěny příčným zavětrováním v místech podpor (kolmé nosníky) a uprostřed rozpětí pole.

Deska střechy je po obvodu uložena do kapes průběžné stěny tl. 250 mm. 

Obvodový plášť
Obvodový plášť byl navržen jako sendvič: nosná železobetonová stěna + XPS 200 mm + omítka/obklad. Vnější předsazenou fasádu tvoří lehká ocelová konstrukce s lamelami. Hliníkové lamely 30/350 mm (dutý profil) délky 4,37 až 7,73 m byly kotveny k podpůrné konstrukci. Lamely jsou ve vzdálenosti 2,15 m od líce nosné zdi. 

Podpůrná konstrukce byla vytvořena ze svislých příhradových a jednoduchých vodorovných nosníků se zavětrováním. Svislé nosníky se kloubově kotvily k nosné stěně, nad terasou k sloupům. Zatíženy jsou svisle i vodorovně reakcemi podélných nosníků. Vodorovně jsou zavětrovány táhly v místě podélných nosníků. Styčníky nosníků jsou tuhé.

Základní údaje
Klient: Vysoká škola polytechnická Jihlava
Autor: Qarta Architektura s.r.o. – Jiří Řezák, David Wittassek, Pavel Fanta, Lukáš Němeček 
Generální dodavatel: Podzimek a synové s. r. o., Ing. Zbyněk Šťastný
Zastavěná plocha: 1800 m2
Užitná plocha: 3675 m2
Náklady: 180 mil. Kč