Neokubistický rodinný dům na Ladronce – Konstrukční řešení

V Praze v ulici Na Ladronce vzniká originální novostavba rodinného domu. Objekt je zajímavý nekonvenčním tvarem a svou fasádou tvořenou trojúhelníkovými plochami. Tento článek popisuje konstrukční systém objektu včetně nosné konstrukce neokubistické fasády. Celý objekt bude stavěn technologií monolitického betonu.

Projekt byl zpracován v průběhu roku 2013 na základě studie a dokumentace k územnímu řízení. Na stavbu byl vydán územní souhlas, a tudíž bylo nutné dodržet vnější tvar objektu. Rodinný dům bude stát na místě staršího objektu o stejných vnějších rozměrech, který byl součástí původního trojdomu. Objekt má jedno podzemní podlaží, dvě nadzemní podlaží a podkroví. Dům má v 1. NP maximální vnější půdorysné rozměry tvaru obdélníku o rozměrech 9,9×11,4 m. Maximální výška hřebene je 12,3 m nad úrovní přilehlého terénu a hřeben výškově navazuje na sousední objekt. Celý objekt tak tvoří poslední část trojdomu. Celá fasáda objektu je složena z trojúhelníkových ploch ve stylu neokubismu. Obklad fasády a částečně i interiéru tvoří bílé desky z umělého kamene Corian.

Stavebně-konstrukční řešení zpracovala projektová a konstrukční kancelář ProjektyZeman.cz [1], architektonické a stavebně-technické řešení připravila architektonická kancelář BlackBack, s. r. o. [2].

Konstrukční řešení objektu
Během vlastního projektování bylo zvažováno několik variant nosné konstrukce, které se průběžně modifikovaly na základě konzultací s investorem a architektem. Varianty řešení zahrnovaly ocelovou nosnou konstrukci, prefabrikovanou a monolitickou železobetonovou konstrukci. Na základě rozhodnutí investora byla zvolena monolitická varianta.

Konstrukce obecně
Konstrukční systém objektu tvoří kombinace monolitických stěn, sloupů, průvlaků a desek. Sloupy jsou ztuženy obousměrnými monolitickými průvlaky, které podporují monolitické stropní desky. Monolitické stěny tvoří doplňkovou svislou nosnou konstrukci mezi sloupy a zároveň tvoří nosnou konstrukci fasády. Středem objektu prochází schodišťový prostor.

Podzemní podlaží je klasické a tvoří jej suterénní stěny a sloupy podepřené základovou deskou. První nadzemní podlaží je menšího půdorysu než podzemní podlaží a tvoří jej stěny se šikmými otvory a sloupy. Druhé nadzemní podlaží je překonzolované přes nižší podlaží. Od druhého nadzemního podlaží se vnější tvar objektu stává extrémně složitým a tvoří jej obecně prostorově orientované trojúhelníkové plochy s trojúhelníkovými otvory, obecně šikmé sloupy a tvarově složité desky. Konstrukční výšky v jednotlivých podlažích se liší, v podkroví je konstrukční výška proměnná.

Jako materiál monolitických konstrukcí je navržen beton pevnostní třídy C35/45. Betonářská výztuž je pevnostní třídy B500B. Konstrukční je ocel je pevnostní třídy S235.

Základové konstrukce
Výsledky IG průzkumu [3]: V hloubce založení cca 3 m pod úrovní terénu tvoří základovou půdu převážně zvětralé slínovce (R5), případně hlouběji uložené mírně zvětralé opuky (R4). Při hlubších výkopech není vyloučeno dosažení podloží slínovců tvořeného pískovci. Orientační hodnota tabulkové výpočtové únosnosti dle ČSN 73 1001 R_dt = 300 kPa. Hladina podzemní vody je hluboko pod úrovní základové spáry a neovlivňuje uvažované založení stavby.

Základové konstrukce tvoří monolitická základová deska tl. 300 mm s přesahem 150 mm přes líc obvodových stěn. Deska je výškově zalomená pod prohlubní výtahové šachty o 1100 mm.

Svislé nosné konstrukce

Svislou nosnou konstrukci tvoří kombinace vnitřních a vnějších monolitických stěn, obvodových sloupů a vnitřní pilíře. Obvodové stěny jsou v 1. PP a v 1. NP svislé, výše přecházejí v šikmé stěny obvodového pláště a v podkroví přecházejí v nosnou konstrukci střechy. Šikmé obvodové stěny tvoří většinou trojúhelníkové plochy. 

Tloušťka obvodových stěn je 200 mm v 1. PP a 140 mm všude jinde. Tloušťka vnitřních stěn je 180 mm. Tloušťka vnitřního pilíře je 300 mm. Délka pilíře se mění po výšce objektu. V 1. NP je pilíř šikmý. Průřez sloupů je 300×300 mm; některé sloupy ve 2. NP jsou šikmé.

Vodorovné nosné konstrukce
Vodorovnou nosnou konstrukci všech podlaží tvoří monolitická deska s obecným uložením. Deska je podepřena obvodovým a vnitřními průvlaky průřezu 300x 450 mm. Ve 2. NP je stropní deska s výškovým zalomením 320 mm směrem k balkónu. Tloušťka všech stropních desek je 200 mm. V 1. NP a ve 2. NP jsou stropní desky půdorysně tvarově složité a kopírují vnější tvar objektu v dané výškové úrovni. Konstrukční výšky jsou v každém podlaží jiné.

Schodiště
Veškerá schodiště jsou jednoramenná prefabrikovaná s tloušťkou desky 200 mm s nabetonovanými stupni už při výrobě. Jednotlivá ramena budou ukládána na konzolky vytvořené ve stropních deskách a podestách. Všechny schodišťové stupně jsou o rozměru 290×172 mm.

Nosná konstrukce obvodového a střešního pláště
Nosnou konstrukci střešního pláště (a částečně obvodového pláště) tvoří systém prostorově orien-tovaných monolitických ploch se zabetonovanými ocelovými prvky ve stycích jednotlivých stěn. Profily ocelové konstrukce jsou shodné s tloušťkou monolitické konstrukce. Tyto nosníky budou vzájemně propojeny ve styčnících i na hranách ploch. Ocelové nosníky v hranách jednotlivých ploch budou využity pro kotvení systémového bednění a budou zajišťovat montážní podepření při betonáži. Způsoby napojení jednotlivých ploch ve styčnících, napojení šikmých ocelových prvků na betonové prvky, stejně jako detailní technologický postup výstavby zde nebudou dále rozvedeny, neboť jde o know-how konstrukční kanceláře.

Závěr
Rodinný dům je svým architektonickým výrazem velmi netradiční a snad i lehce kontroverzní. Tento svébytný návrh si vyžádal velmi sofistikované konstrukční řešení. Tvarová složitost objektu postavila projektanta před těžký úkol, se kterým se však úspěšně vypořádal. V současné době je již vydáno stavební povolení a tedy nic už nebrání realizaci stavby.

MAREK VINKLER, MIROSLAV ZEMAN
vizualizace archiv firem ProjektyZeman.cz – Projektová a konstrukční kancelář, s. r. o. (1), a BlackBack, s. r. o. (2, 3)

Literatura:
1) VINKLER, M., M. ZEMAN. Novostavba rodinného domu U Ladronky č. p. 509. Stavebně-konstrukční řešení. Dokumentace pro stavební povolení. ProjektyZeman.cz. 2013.
2) SCHWARZBECK, P., L. POJAR, M. HEISIGOVÁ. Novostavba rodinného domu U Ladronky č. p. 509. Architektonické a stavebně-technické řešení. Dokumentace pro stavební povolení. BlackBack, s. r. o. 2013.
3) KRAUS, J. Novostavba rodinného domu U Ladronky č. p. 509. Inženýrsko-geologický průzkum. Dokumentace pro stavební povolení. Geoprojekt. 2013.

Ing. Marek Vinkler (*1987)
absolvoval Fakultu stavební ČVUT v Praze, obor konstrukce pozemních staveb. Pracuje jako projektant a statik ve firmě ProjektyZeman.cz – Projektová a konstrukční kancelář, s. r. o., a zároveň studuje doktorské studium, obor konstrukce a dopravní stavby, specializace objemové změny betonu. 

Ing. Miroslav Zeman, Ph.D., (*1976)
absolvoval Fakultu stavební ČVUT v Praze, obor pozemní stavby a konstrukce. Je jednatelem firmy ProjektyZeman.cz – Projektová a konstrukční kancelář, s. r. o., a zároveň se věnuje praxi projektanta a statika.