Nosná konštrukcia terminálu na Letisku M. R. Štefánika – II. etapa

Nosná konštrukcia II. etapy výstavby terminálu priamo nadväzuje na konštrukcie I. etapy, ktoré splnili očakávania a vysoké nároky na architektonické stvárnenie diela. Vytvorila samostatný dilatačný celok realizovaný v novovybudovanej stavebnej jame.

V oboch etapách bola snaha navrhnúť moderné, technicky prepracované koncepcie riešenia nosnej konštrukcie počnúc konštrukciou zabezpečenia stavebnej jamy, systémom tlakových hydroizolácií, zvislých a vodorovných prvkov, stužujúcich jadier a končiac oceľovou konštrukciou strechy a fasád. Aj výstavba II. etapy sa realizovala za plnej prevádzky letiska a v obmedzenom časovom intervale. Určitou výhodou pre tím projektantov bola čerstvá skúsenosť z predošlej etapy, najmä s čerpaním podzemnej vody zo stavebnej jamy. Ďalšou výhodou bol už vypracovaný a zostavený globálny statický model a výpočet stavby pre obe etapy, čo značne skrátilo a zjednodušilo návrh a posúdenie všetkých prvkov nosnej konštrukcie objektu.

S odstupom času by sa mohlo zdať, že ide o bežnú stavebnú konštrukciu pozemného objektu. V určitých aspektoch však bola výnimočná. Ide o tieto aspekty:

• zabezpečenie stavebnej jamy, obmedzený stavebný priestor,
• úroveň základovej škáry základovej dosky pod hladinou podzemnej vody, čerpanie podzemnej vody,
• systém tlakových hydroizolácií, prepojenie oboch dilatačných celkov pod hladinou spodnej vody,
• monolitické železobetónové konštrukcie,
• prefabrikované železobetónové konštrukcie,
• oceľové konštrukcie stropov a technologických plošín,
• spriahnuté konštrukcie,
• zavesené konštrukcie,
• oceľové konštrukcie strechy, fasád, spojovacích mostov.

Zabezpečenie stavebnej jamy
Po dôkladnom zvážení a na základe skutočností z I. etapy sa na zabezpečenie stavebnej jamy použila rovnaká technológia MIP (Mixed-In-Place) dočasne kotvenej pažiacej a tesniacej konštrukcie steny, ktorá bude zaviazaná do nepriepustného neogénu v hĺbke 18,5 m od dna vopred vykopanej jamy tesne nad hladinou podzemnej vody v hĺbke 3,5 m od terénu. Dané rozhodnutie sa ukázalo ako správne a mohlo sa začať s čerpaním vody z jamy. Po odčerpaní statickej vody z jamy a realizácii výkopu na úroveň základovej škáry sme pri čerpaní vody v množstve Q = 60 – 70 l/s získali veľmi komfortnú stavebnú jamu, absolútne suchú a pripravenú na realizáciu základových konštrukcií.

Založenie stavby
Stavba je založená na základovej železobetónovej doske s pôdorysnými rozmermi 75 × 70 m z vodostavebného betónu so základnou hrúbkou 500 mm s prehĺbením pod stĺpy, steny a priehlbne výťahov. Zmrašťovacími pruhmi, ktoré sa dobetónovali asi po 30 dňoch, bola rozdelená na šesť sekcií. Vopred zabetónované skrutky a ďalšie kotevné elementy do základovej dosky umožnili jednoduché kotvenie všetkých zvislých prefabrikovaných konštrukcií.

Ako hydroizolačný systém rezistentný proti tlakovej vode sa použili:

• PE fólia s hrúbkou 2 mm – odolná proti tlakovej vode,
• bentonitové rohože, ktoré pri styku s betónom a vodou niekoľkonásobne zväčšia svoj objem a vytvoria vodonepriepustnú vrstvu proti tlakovej vode,
• steny a základová doska z vodostavebného betónu.

Nosná konštrukcia stavby
Samotný proces realizácie konštrukcie dokázal opodstatnenosť návrhu priebežných železobetónových prefa stĺpov v kombinácii s monolitickými obvodovými stenami a stužujúcimi schodiskovými a výťahovými jadrami. Po nakotvení prefa stĺpov a realizácii jadier bolo možné montovať všetky vodorovné nosné konštrukcie vo veľmi krátkom časovom intervale, keďže iba strop nad suterénom bol monolitický, strop na kóte +4,000 bol prefabrikovaný a vyrobený vopred v prefa dielni, podobne to bolo so stropom na kóte +8,420, stropy na kóte +12,000 a +16,250 boli navrhnuté ako oceľové spriahnuté a tiež sa mohli vyrobiť v predstihu. Toto riešenie veľmi zefektívnilo, zrýchlilo a skvalitnilo realizačný proces, keďže väčšina konštrukčných prvkov sa mohla vyrobiť v predstihu v dielni.

Strop
Strop na úrovni 0,000 bol navrhnutý ako spojitá železobetónová monolitická doska s poľami 2 × 9 m + 2 × 4,5 m + 9,0 m + 12,0 m + 2 × 9,0 m s hrúbkou dosky 350 mm. Charakteristické hodnoty ­zaťaženia boli: vlastná tiaž a stále zaťaženie 12,505 KN/m², užitočné zaťaženie 6,0 KN/m². Požadovaná požiarna odolnosť sa stanovila na R = 120 minút.

Súčasťou tohto stropu tak ako v I. etape sa stali zabudované oceľobetónové delta nosníky, dokonale rešpektujúce v návrhu a v konštrukcii všetky špecifikované požiadavky stavby na zabezpečenie požadovaných nosných funkcií a bezkolíznej a rýchlej realizácie stavby.

Strop na kóte +4,000 a na úrovni +8,500 zostal aj v II. etape ako prefabrikovaný, pozostávajúci z dvojice gerberových nosníkov uložených vedľa vzájomne spriahnutých stĺpov. Rozpätia podpier, stĺpov pre tieto nosníky boli 12,0 m – 9,0 m – 18,0 m – 9,0 m. Základný prierez nosníka je 400 × 1 350 mm s bočným takzvaným krídelkom na realizáciu spriahnutia a s priebežnou líniovou konzolou na uloženie železobetónových predpätých TT dosiek prostredníctvom ozubu. Zmonolitnenie stropu sa realizovalo v hrúbke nadbetonávky 80 mm, s dodatočným vystužením celoplošne. V úrovni nadbetonávky dosky sme navrhli osadiť kotevné elementy do prefa stĺpov v oboch smeroch, vďaka čomu sme mohli využiť možnosť vystuženia prierezov pri hornom povrchu a dosiahnuť spojitosť.

Ďalšie dva vrchné stropy, ktoré sú ako technologické plošiny pod strojovňami vzduchotechniky, boli navrhnuté ako oceľové s oceľovými nosníkmi na limitné rozpätie 9,0 m v kombinácii s filigránovými doskami a následným zmonolitnením.

Priebežne vedúce stĺpy
Veľmi zaujímavým a zároveň dôležitým prvkom konštrukcie stále zostávali prefabrikované, priebežne vedúce stĺpy kotvené už na základovú dosku a končiace vopred zabetónovanou platňou na kotvenie strešných väzníkov. Keďže tieto stĺpy boli extrémne zaťažené zvislými a vodorovnými účinkami či už zo strechy, alebo od samotných plošín, aj v II. etape bolo nutné dovystuženie prierezu tuhou vložkou s uzatvoreným štvorcovým prierezom, zvonka obetónované a súčasne vyplnené betónom. Celková dĺžka tuhej vložky je 8 630 mm s jej priečnym rezom 320 × 350 mm, pričom vonkajší rozmer konzol bez drieku neprekročil rozmer 400 × 400 mm pri rozmere prierezu stĺpa 600 × 600 mm. Súčasťou vložiek boli aj integrované konzoly, ktoré nebolo možné robiť klasickým betonárskym spôsobom. Tuhé vložky v stĺpoch majú otvory 190 mm, ktorými sa zabezpečuje prebetónovanie a spolupôsobenie oceľovej a betónovej časti.

Oceľová konštrukcia strechy, fasády a spojovacích mostov
Oceľová konštrukcia pozostáva z konštrukcie strechy, konštrukcií fasád a spojovacích mostov a lávok. Strecha sa skladá zo štyroch hlavných priestorových priehradových dvojpoľových väzníkov s previsnutými koncami. Väzníky majú vzájomný osový rozstup 18,0 m. Rozpätie polí je 38,25 m + 27,0 m, previsnutý koniec smerom k prednádražiu tvorí konzola dlhá 11,8 m a smerom k letiskovej ploche dlhá 6,5 m. Väzníky majú lichobežníkový priečny rez široký 5,0 m v hornej rovine a 3,0 m v spodnej rovine, pričom celý väzník má premennú výšku. Väzníky sú s výnimkou horných pásov rúrkové, skružené pásy majú priemer 324 mm. Na horizontálach hornej roviny z H profilov je osadená svetlíková rovina. Väzníky sú uložené na troch stĺpoch a všetky prvky sú z ocele 355. Stĺpy pozostávajú zo štyroch driekov vychádzajúcich zo styčníka väzníka a zbiehajúcich sa v jednom bode v mieste nakotvenia. Stabilitu konštrukcie v rovine väzníkov zabezpečuje rámové pôsobenie väzníka so stĺpmi. Na zaistenie limitnej hodnoty deformácií sa preto navrhlo pozdĺžne vodorovné priehradové stužovadlo v úrovni vnútorných stĺpov. V pozdĺžnom smere je stabilita zaistená vždy pri vonkajšej dvojici väzieb, ktoré sú v strešnej rovine zavetrené predopnutými ťahadlami M42 S640. Vysoké stĺpy čelnej fasády sú takisto zavetrené v rovine fasády predopnutými ťahadlami M76 S460, v úrovni vnútorných stĺpov dvojicu väzníkov vždy dopĺňa priehradové stužovadlo pre rámové pôsobenie. Takéto stužovadlá sú tiež doplnené medzi ďalšími väzbami, kde slúžia na prenos pozdĺžnych síl a zaistenie spodných tlačených pásov. Maximálna hmotnosť montovaného dielca bola 33,5 t.

Čelná fasáda pokračuje prvkami konštrukcie z I. etapy výstavby, podobne ako zadná fasáda od letiskovej plochy.

Napriek rozmanitosti a rôznorodosti použitých technológií a prvkov aj v II. etape vznikla konštrukcia jednoznačná, čitateľná, bezpečná, zohľadňujúca a rešpektujúca statické pôsobenie a využívajúca priestorové usporiadanie.

Ing. Miroslav Kubiš
Foto: Dano Veselský, archív autora

Autor je zodpovedný projektant v spoločnosti PIO Keramoprojekt Trenčín, a. s.

Článok bol uverejnený v časopise ASB.