Burgers’ Zoo Mangrove, Arnhem, Nizozemí

Arnhem, Nizozemí | ABT, Staalbouwkundig Adviesburo Van Odenhoven
Burgers' Zoo Mangrove je ekologický areál o rozloze 3000 m2 s vodní nádrží a nabízí mimo jiné i živočišné druhy, jako jsou kapustňáci a motýli, nebo slanou bahenní pláň s přílivem a odlivem. Tato obdivuhodná krajina se rozprostírá pod kopulovitou konstrukcí, jejíž nejvyšší bod je 16 m nad zemí.

Data projektu

Lokalita - Antoon van Hooffplein 1, Arnhem

Objednavatel - Koninklijke Burgers' Zoo, Arnhem

Architekt - Koninklijke Burgers' Zoo / Sijven Eindhoven, Arnhem

Statika - ABT, Velp

Výstavba - P&H Adviseurs Construction & Real Estate (construction management and supervision), Veldhoven

Oelová konstrukce - Moeskops Steel Construction, Bergeijk

Celkový popis projektu

Celosvětově velké oblasti mangrovů mizí, proto se Burgers 'Zoo o nich rozhodla zvýšit povědomí návštěvníků a v Arnhemu vybudovala největší krytý mangrovový areál na světě. Mangrovník se nachází v mangrovových lesích středoamerické země Belize. Po vstupu do Burgers 'Mangrove začíná cesta po ocelovém mostě most přes vodní nádrž (100 m3). Poté trasa pokračuje plošinou s mangrovovým lesem. Jen několik rostlinných druhů může přežít v tomto extrémně slaném podnebí, kde při odlivu a proudění vznikají různé podmínky. Přímý vizuální kontakt s karibskými kapustňáky je vytvořen díky zakřivenému akrylovému oknu o délce 12 m a výšce 1,8 m. Burgers 'Mangrove je zastřešena 60 m ocelovou kupolovou konstrukcí. Nádrž s karibskými kapustňáky je naplněna 1 milionem litrů vody.

Popis ocelové konstrukce a její použití

Navrhování je nedílný proces, při kterém se zvažují veškeré možnosti. U této konstrukce byla při návrhu věnována největší pozornost pečlivé volbě mezi prezentací ekologického prostředí v optimálním tvaru budovy a na druhou stranu co největším objemem, přičemž konstrukce náklady byly posuzovány dle nejmenšího poměru povrchů fasády / střechy. Stavba navíc musela být realizována zvenčí, stejně jako u Burgers 'Bush a Burgers' Desert. Zvolená střešní konstrukce ve tvaru oblouku dobře odpovídá výše uvedeným požadavkům. Konstrukce je nejvyšší ve středu, díky čemuž je zážitek z exhibice optimální a umožňuje i růst stromů. Ve spodních částech kopule je dostatečná zbývající výška pro funkční využití prostoru a povrch svislé fasády je omezen na minimum.

Kupolová konstrukce je navržena z oceli, což je samo o sobě pozoruhodné, protože mnoho z těchto konstrukcí je většinou navrženo ze dřeva. Ocel byla vybrána, protože tato exhibice vyžaduje hodně denního světla. Dřevěná konstrukce by díky svým velkým rozměrům profilu výrazně snížila dopad světla a vytvořila by spoustu stínů.

Ocel se jeví jako mnohem vhodnější pro požadované vysoké tahové síly ve spodním prstenci.

Kupole je nosná v jednom směru za pomoci ocelových trubek o průměru 323 mm a tloušťce stěny 8 mm. Trubky neběží navzájem rovnoběžně kvůli dvojitému zakřivení kopule, ale obecně jsou od sebe vzdáleny přibližně 4 metry. Největší rozpětí se skládá z pěti prefabrikovaných kusů o průměrné délce 13 metrů; menší rozpětí se skládá z méně kusů. Díly jsou spojeny přírubovými spoji, každý má deset šroubů. Důležitým detailem je, že příruby mají v ose otvory, které zabraňují poškození žárově pozinkované oceli. Je to proto, že celá konstrukce je vystavena vnějším podmínkám, jelikož skutečné těsnění střešního pláště visí pod ní.

Mezi hlavními trubkami jsou diagonální vzpěry, které se skládají z trubek o průměru 193 mm a tloušťce stěny 8 mm. Vzpěry jsou spojeny s hlavními trubkami pomocí vidlicových spojů. Plechy těchto spojů jsou připojeny k hlavním a vzpěrným trubkám. To vyžadovalo přesné rozměry a práci, protože každý kloub vidlice je v důsledku dvojího zakřivení kopule pod jiným úhlem. Během montáže hlavních trubek a vzpěr byl celek dočasně podepřen třemi pomocnými konstrukcemi. To bylo nutné, protože kupole získává svou plnou únosnost teprve tehdy, když je konstrukce kupole skutečně uzavřena. Kupole se stavěla krok za krokem, po uzavření kupole byla pomocná konstrukce odstraněna.

Spodní prstenec absorbuje všechny síly z kopule. Skládá se ze stejných trubek jako hlavní nosníky: trubek o průměru 323 mm a tloušťce stěny 8 mm. Tento nosník je také vyroben z prefabrikovaných dílů, které jsou pro větší bezpečnost spojeny se svařovanými přírubami o tloušťce 40 mm. Hlavní trubky kupole jsou připojeny ke spodnímu prstenci. K tomu jsou přivařeny krátké kousky trubek s deskou na konci. U těchto spojovacích kusů byly také vyžadovány těsné rozměry a přesnost, protože poloha těchto spojů byla opět odlišná pro každou hlavní trubku kvůli zakřivení kopule.

Spodní prstenec je samostatně nesen ocelovými sloupy, profily HEA 240, které, jak již bylo uvedeno, jsou ve vzdálenostech mezi 4,50 a 5,00 m. Sloupy mají různé délky kvůli změně úrovně terénu. Mezi sloupy bylo použito ztužení. 

Speciální konstrukční úpravy / detaily

Okraj kopule se síťovou strukturou tvoří kruh. Tento prstenec je podepřen kyvnými sloupy mezi nimiž bylo použito diagonální ztužení.

Prstenec složený ze segmentů má rozměr Ø 323,9 x 8 S355J2H, přičemž podmínky vyžadované klientem byly následující:

    • Přípoj musí odolat osové síle Nc, Rd = 2818 kN
    • Tepelně pozinkovaná konstrukce vyžaduje „závrty“ ≥ 30% průřezu
    • Všechny spoje (mimo montážní) musí být svařované, včetně vnitřních (oboustranné koutové svary nebo tupý svar)
    • Mimo konstrukci není povoleno hromadění nečistot, listí atd.
    • Spoje pro montáž pouze pomocí šroubů (bez svařování na místě)

Výsledný návrh přípojů byl vypočítán pomocí IDEA StatiCa Connection.

Pro návrh diagonálního ztužení byla výzva následující:

  • tento typ konstrukce je velmi citlivý na výrobní tolerance
  • otvory pro zinkování oslabují kritické průřezy
  • přilehlé plochy lze svařovat pouze jednostranně

Pomocí IDEA StatiCa Connection bylo možno vyřešit všechny tyto problémy s dokonale přivařenými plechy a to i bez otvorů pro pozinkování.

Závěr

Řečeno slovy inženýrského týmu: „Navrhování v Idea StatiCa Connection je jako použití kostek„ LEGO “pro projektanta nebo stavebního inženýra.“

Photo credits: ABT B.V.

ABT

ABT

ABT je multidisciplinární stavební společnost specializovaná na konstrukce, inženýrské stavitelství, stavbu a instalace.
Staalbouwkundig Adviesburo Van Odenhoven

Staalbouwkundig Adviesburo Van Odenhoven

Staalbouwkundig Adviesburo van Odenhoven je projekční firma, patřící Marcelu van Odenhovenovi, který více než 30 let pracoval jako samostatný ocelový konstruktér. Marcel se zaměřuje hlavně na detailní výpočty, ale v jeho schopnostech jsou i výpočty globálních modelů.