W Bielsku-Białej przy ul. Karbowej realizowana jest budowa hali wielofunkcyjnej (sportowo-widowiskowej, wystawienniczej) z przekryciem konstrukcją z drewna klejonego. Budowana hali będzie częścią kompleksu, w skład którego wejdą także: bliźniacza hala wystawiennicza (targowa), łącznik stanowiący komunikację pomiędzy dwoma halami, drogi dojazdowe, parkingi, chodniki, oczko wodne.
Funkcja i architektura
Głównym walorem hali jest możliwość jej adaptacji dla wielu funkcji. Hala będzie wyposażona w składane trybuny, co pozwoli w sposób elastyczny wykorzystywać jej powierzchnię. W trakcie zawodów sportowych (np. mecze piłki siatkowej, ręcznej, koszykówki) będzie mogła pomieścić na składanych trybunach 3073 widzów. Podczas występów artystycznych możliwe będzie wykorzystanie 2381 miejsc siedzących na trybunach oraz ustawienie na parkiecie 2112 krzeseł na płycie areny (w sumie 4493 widzów). Natomiast w trakcie imprez wystawienniczych, po złożeniu trybun, powstanie powierzchnia wystawiennicza wynosząca 6712,10 m² (na dwóch poziomach). Warto dodać, że w hali będą mogły odbywać się przez prawie 3 miesiące w roku zawody w łyżwiarstwie figurowym na rozkładanym pełnowymiarowym lodowisku. Źródłem chłodu dla hali sportowej będzie sprężarkowy kompaktowy agregat chłodniczy umieszczony na zewnątrz budynku w opcji wyciszonej. Z agregatu chłodniczego możliwy będzie odzysk ciepła skraplania.
Bryła hali składa się z części wysokiej centralnej mieszczącej arenę oraz dwóch naw niskich z pomieszczeniami pomocniczymi. Rzut hali stanowi wyoblony prostokąt, z wypuszczonymi czterema klatkami schodowymi. Dach nad każdą z części jest w kształcie wycinka walca, przy czym okap zachodni części centralnej hali jest obniżony o ok. 7 m w stosunku do okapu wschodniego.
Do doświetlenia pomieszczeń w obiekcie zastosowano podłużne pasma stolarki okiennej, zlokalizowane na każdej z elewacji, oprócz elewacji południowo-wschodniej, którą w znacznej części przeszklono, uzyskując w ten sposób reprezentacyjny charakter. Dłuższe boki hali zostały podzielone regularnymi pionowymi pasami żaluzji stałych, zaznaczając w ten sposób wejścia boczne. Klatki schodowe obudowano w części fasadą szklaną.
Fot. 1. Dźwigar przygotowany do podniesienia
Fot. 2. Podnoszenie pierwszego elementu dźwigara
Rozwiązania konstrukcyjne
Posadowienie obiektu
Posadowienie wszystkich fundamentów hali przyjęto na jednakowym poziomie od 420,70 m n.p.m. Deniwelacja terenu przeznaczonego pod projektowaną halę sięgała 10 m i wynosiła od 418,5 m n.p.m. do 428 m n.p.m. Na podstawie badań geologicznych projektant przyjął występowanie gruntów nośnych na poziomie 417,50 m n.p.m. do 420,35 m n.p.m. Z powodu występowania gruntów nośnych poniżej projektowanego posadowienia fundamentów posadowienie budynku przewidziano wykonać na nasypie budowlanym. Nasyp wykonano z kruszywa mineralnego łamanego, zagęszczanego warstwami do uzyskania wskaźnika zagęszczenia Is ≥ 0,98 oraz modułu pierwotnego odkształcenia E0 ≥ 40 MPa.
Fot. 3. Posadowienie pierwszego segmentu dźwigara na niższym słupie, gdzie przewidziano łożysko stałe
Fot. 4. Scalanie segmentu skrajnego z segmentem środkowym
Fundamenty
Posadowienie elementów konstrukcji obiektu wykonano w postaci żelbetowych stóp oraz ław fundamentowych. Fundamenty posadowiono na głębokości 1,28 m poniżej poziomu terenu.
Pod słupy głównej konstrukcji nośnej dachu zaprojektowano stopy fundamentowe o wymiarach 420 x 330 cm i wysokości 80 cm. Pod ściany zewnętrzne i wewnętrzne zaprojektowano ławy fundamentowe o szerokości 60 i 120 cm oraz wysokości 40 i 50 cm. Całość ław fundamentowych hali wykonano jako monolityczne niedylatowane. Dylatacje, które dzielą obiekt na trzy części, zaprojektowano powyżej ław fundamentowych.
Fundamenty oraz ściany fundamentowe pokryto izolacją przeciwwodną w postaci dwóch warstw papy na lepiku lub matami bentonitowymi.
Fot. 5. Scalone dwa segmenty podwieszone na dwóch żurawiach
Fot. 6. Posadowienie trzeciego segmentu dźwigara na łożysku przesuwnym na wyższym słupie hali
Ściany konstrukcyjne
Ściany zewnętrzne stykające się z gruntem, ściany szczytowe w osiach 2 i 14 oraz część ścian wewnętrznych spełniających funkcję usztywnienia zaprojektowano i wykonano jako monolityczne z betonu B30 zbrojonego stalą A-III. Pozostałe ściany zewnętrzne i wewnętrzne konstrukcyjne wykonywane są z pustaków ceramicznych grubości 25 i 30 cm.
Stropy
Cały ustrój nośny w budynku zaprojektowano jako konstrukcję płytowo-słupową. Stropy zaprojektowano jako żelbetowe – krzyżowo i jednokierunkowo zbrojone. Wyjątek stanowią (ze względu na rozpiętość powyżej 10 m) stropy międzykondygnacyjne części niższej zaprojektowane jako monolitycznej, układane na płytach prefabrykowanych typu filigran o grubości 30 cm.
Usztywnienie konstrukcji ścian (tarcz) szczytowych zapewniają m.in. stropy monolityczne, poprzeczne ściany usztywniające grubości 25 cm, klatki schodowe oraz żebra usztywniające w postaci słupów zmonolityzowanych z konstrukcją ściany.
Fot. 7. Zmontowany dźwigar. Po założeniu płatwi łączących dźwigar ze ścianą szczytową możliwe będzie zluzowanie zawiesi dźwigów
Fot. 8. Połączenie dwóch dźwigarów z widocznym wzmocnieniem nakładkami ze sklejki typu kerto
Słupy
W zewnętrznych ścianach nośnych, w osiach dźwigarów konstrukcji nośnej hali, zaprojektowano słupy żelbetowe o przekroju 80 x 200 cm.
Dach
Główną konstrukcję nośną dachu stanowią dźwigary drewniane pełne łukowe, jednoprzęsłowe o promieniu krzywizny R = 90,0 m. Rozpiętości dźwigarów głównych konstrukcji nośnej dachu wahają się od 62,30 m do 69,80 m, a rozstaw dźwigarów wynosi 1,80 i 5,40 m. Konstrukcję dachu usztywniają płatwie z drewna klejonego, tężniki podłużne oraz stężenia połaciowe.
Nad niższymi częściami budynku hali również zaprojektowano konstrukcję nośną dachu z dźwigarów pełnych łukowych 7-przęsłowych o promieniu krzywizny R = 60,12 m. Elementy konstrukcji wykonywane są z drewna klejonego warstwowo (świerk).
Dźwigary główne wykonano z drewna klejonego klasy GL28c o wymiarach 28 x 172 cm oraz 24 x 172 cm. Każdy z dźwigarów posiada podwójny ściąg stalowy Ø70 mm ze stali S355. Dźwigary zostały wykonane z powiększonym wygięciem, tzn. strzałką odwrotną, uwzględniającą ugięcie od ciężaru własnego oraz obciążeń stałych.
Ze względów produkcyjnych, transportowych i montażowych każdy z dźwigarów głównych konstrukcji zaprojektowano z trzech elementów, każdy długości ok. 25 m. Dźwigary docelowo scalono złączami sprężonymi o konstrukcji stalowej. W miejscu łączenia przewidziano nakładki na dźwigary ze sklejki typu kerto. Z tych samych powodów ściągi stalowe podzielono na krótkie odcinki.
Fot. 9. Łożysko stałe
Fot. 10. Łożysko przesuwne
Transport dźwigarów konstrukcji dachu
Wszystkie elementy drewniane dachu przywieziono z Austrii. Transport ponadgabarytowych elementów wymagał specjalnych zezwoleń, gdyż długość zestawów transportowych przekraczała prawie dwukrotnie dopuszczalne długości pojazdów członowych wynoszące w Austrii, Czechach i Polsce 16,50 m. Transport dźwigarów odbywał się specjalnymi samochodami posiadającymi skrętne osie naczep. Dla takich transportów konieczne było przygotowanie na budowie specjalnej drogi o odpowiednich parametrach wysokościowych i w rzucie.
Montaż konstrukcji dachu
Montaż dźwigarów odbywał się od strony wnętrza hali za pomocą trzech dźwigów oraz dwóch podnośników samochodowych. Każdy z trzech elementów dźwigara był okuwany na przygotowanych stanowiskach pracy w marki i ściągi, następnie segmenty dźwigarów z podwieszonymi segmentami ściągów kolejno podnoszone były za pomocą dźwigów samojezdnych w miejsce ich wbudowania. Scalanie sąsiednich segmentów oraz podwieszonych do nich ściągów odbywało się z podnośników samochodowych, a zamocowanie do słupów żelbetowych – z przestawnych rusztowań. Montaż 22 dźwigarów trwał 10 tygodni.
Opracował
mgr inż. Wojciech Ziemski
Zdjęcia autora
Hala wielofunkcyjna
Inwestor – Urząd Miasta w Bielsku-Białej
Generalny wykonawca – Bielskie Przedsiębiorstwo Budownictwa Przemysłowego SA
Powierzchnia zabudowy 6 610,5 m2
Powierzchnia użytkowa 9 708,1 m
Kubatura 124 997,0 m3
