Konstrukcija paviljona broj 40 Zagrebačkog velesajma(http://www.gradimo.hr/clanak/konstrukcija-paviljona-broj-40-zagrebackog-velesajma/14141)

Paviljon br. 40 Zagrebačkog Velesajma projektiran je pod nazivom Izložbeni paviljon Zapadne Njemačke. Projektant paviljona bio je arhitekt Ivan Vitić a konstruktor – projektant konstrukcije – inženjer Kruno Tonković, kasnije profesor na Građevinskom fakultetu Sveučilišta u Zagrebu i najpoznatiji hrvatski mostograditelj. Za razliku od većine dotad izvedenih izložbenih paviljona s konvencionalnim rješenjima prihvaćen je prijedlog da se izgradi paviljon s krovom – vlačnom membranom – koji se svojim rješenjem i dimenzijama mogao mjeriti s vrhunskim svjetskim ostvarenjima tog vremena. Pored sasvim nove konstrukcije bio je zadan i nevjerojatno kratki rok za projektiranje i izvedbu – od početka svibnja do početka jesenskog velesajma u rujnu 1957. godine. Već mjesec dana nakon početka projektiranja počeli su radovi na iskopu temelja a svi su radovi trajali tek nešto više od tri mjeseca. Vanjske su dimenzije paviljona 95×40×16 m. Duljina je krova na mjestu uzdužnih fasada 95m a na mjestu sredine krova 91m, dok je širina cijelog paviljona konstantna i iznosi 40m. Na razini poda paviljona duljina je na mjestu uzdužnih fasada 82m a u sredini 79m. Visina je zabatne stijene na krajevima 16m a u sredini 15m, dok je visina paviljona u sredini dužine također promjenljiva i na mjestu uzdužnih fasada iznosi 8, 5m a u sredini 10m. Konstrukcija se sastoji od sljedećih dijelova: • visećeg krova s nosivim elementima – kabelima u oba smjera od visokovrijednog čelika, • zabatne betonske konstrukcije koja se sastoji od kosog zida ojačanog rebrima koji u uzdužnom smjeru imaju oblik (?) , a u poprečnom smjeru oblik Y i • konstrukcije uzdužne stijene koja se sastoji od vlačnih elemenata fasade - čeličnih štapova izvedenih kao ukrštene dijagonale i tlačnih elemenata – kosih čeličnih stupova. Usporedba projekta Paviljona broj 40 s dvije slične konstrukcije u inozemstvu nastale približno u isto vrijeme pokazuje da je njegovo rješenje bilo u razini onodobnih vrhunskih ostvarenja na području visećih konstrukcija. Glede same uporabe Paviljona usporedba više nije tako povoljna: ovaj spomenik naše kulture i dalje čeka vlasnika svjesnog njegove vrijednosti.

Uvod - Paviljon br. 40 Zagrebačkog velesajma projektiran je pod nazivom Izložbeni paviljon Zapadne Njemačke, a danas je to Klizalište Velesajam i više nije u sastavu ZV.Projektant paviljona bio je arhitekt Ivan Vitić, a konstruktor odnosno projektant konstrukcije inženjer Kruno Tonković, poslije profesor na Građevinskom fakultetu u Zagrebu i najpoznatiji hrvatski graditelj mostova. Samo projektiranje i izgradnja događali su se u dosta dramatičnim okolnostima – Beograd je želio preuzeti Velesajam, a tome se suprotstavio legendarni zagrebački gradonačelnik Većeslav Holjevac, pa je početkom svibnja 1957. godine donesena odluka o izgradnji novoga, reprezentativnog paviljona.Za razliku od većine dotad izvedenih izložbenih paviljona s konvencionalnim rješenjima, prihvaćen je prijedlog da se izgradi paviljon s krovom – vlačnom membranom – koji se svojim rješenjem i dimenzijama mogao mjeriti s vrhunskim svjetskim ostvarenjima tog vremena. Takva je odluka arhitekta Vitića u skladu s njegovim brojnim projektima u kojima je kao bitnu oblikovnu značajku predviđao primjenu suvremenih plošnih konstrukcija velikih raspona: Mali stadion u Beogradu 1947. (zajedno s N. Vitićem, B. Katunarićem i S. Fabrisom), Zimski bazen u Jesenicama 1953., Palača nacija na Zagrebačkom velesajmu 1956., paviljon za EXPO u Bruxellesu 1956. te Plivalište u Šibeniku 1957. I inženjer Tonković bio je uvijek sklon izboru originalnih rješenja u svojim projektima te prihvaćanju izazova koji su s tim bili povezani.A izazov je – pored sasvim nove konstrukcije – bio i u nevjerojatno kratkom roku za projektiranje i izvedbu – od početka svibnja do početka jesenskog velesajma u rujnu. Tonković je kao voditelj projektne grupe u Inženjerskom projektnom zavodu formirao skupinu od desetak inženjera i nekoliko tehničara koji su za tri mjeseca završili glavni i izvedbeni projekt. Već mjesec dana nakon početka projektiranja počeli su radovi na iskopu temelja, a svi su radovi trajali tek nešto više od tri mjeseca. Unatoč tako kratkom roku radovi su izvedeni vrlo kvalitetno.

Opis konstrukcije i načina prijenosa opterećenja

Opis će biti ograničen na samu konstrukciju paviljona – bez konstrukcije galerije koja predstavlja standardnu konstrukciju od čeličnih greda i betonske ploče koja se oslanja na čelične stupove.Vanjske su dimenzije paviljona 95×40×16 m. Duljina je krova na mjestu uzdužnih fasada 95 m, a na mjestu sredine krova 91 m, dok je širina cijelog paviljona konstantna i iznosi 40 m. Na razini poda paviljona duljina je na mjestu uzdužnih fasada 82 m, a u sredini 79 m. Visina je zabatne stijene na krajevima 16 m, u sredini 15 m dok je visina paviljona u sredini dužine također promjenljiva i na mjestu uzdužnih fasada iznosi 8,5 m, a u sredini 10 m.Konstrukcija se sastoji od sljedećih dijelova:visećeg krova s nosivim elementima – kabelima u oba smjera od visokovrijednog čelika za prednapinjanje u rasteru 1,25x1,25 m na koje je postavljena drvena konstrukcija pokrova koja se sastoji od daščanih okvira te gornje i donje daščane oplate. Opterećenje se od kabela predaje na zabatnu konstrukciju i na konstrukciju uzdužne stijene preko odgovarajućih rubnih greda.zabatne betonske konstrukcije, a u poprečnom smjeru oblik Y. Zabatna stijena predaje svoje opterećenje na tlo posredstvom odgovarajućih temelja, pri čemu je temelj vlačnog elementa dublji i opterećen znatnim slojem zemlje, da se spriječi odizanje.koja se sastoji od kosog zida ojačanog rebrima koji u uzdužnom smjeru imaju oblik konstrukcije uzdužne stijene koja se sastoji od vlačnih elemenata fasade – čeličnih štapova izvedenih kao ukrštene dijagonale i tlačnih elemenata – kosih čeličnih stupova. Opterećenje se prenosi na tlo posredstvom temelja, pri čemu je temelj fasade – vlačnog elementa opet dublji i opterećen znatnim slojem zemlje, da se spriječi odizanje.

Konstrukcija visećeg krova predstavlja vlačnu membranu – sedlastu plohu. Zakrivljenost u poprečnom smjeru, i to suprotnog predznaka nego u uzdužnom, potrebna je zbog stabilizacije krovne plohe, tj. sprečavanja velikih pomaka koji bi ugrozili funkcije pokrova. Uvjet je da za sve moguće kombinacije opterećenja svi kabeli moraju biti napeti. Prilikom izvedbe najprije se postavljaju uzdužni kabeli, a zatim poprečni koji se onda napinju na potrebnu silu. Opterećivanje krova pokrovom i snijegom uzrokuje povećanje sila u uzdužnim kabelima i smanjenje sila u poprečnim kabelima u kojima i za najveće opterećenje treba ostati još određena vlačna sila, da bi krovna ploha zadržala potrebnu geometrijsku stabilnost.Količina čelika za prednapinjanje krovnih kabela razmjerno je mala (oko 7,5 kg/m2), no zbog razmjerno malog odnosa strelice (razlike visine između točaka oslanjanja i najniže točke) i raspona, kabeli djeluju na konstrukcije zabata i uzdužne stijene vrlo velikim horizontalnim silama. One iznose za zabatne stijene između 320 i 440 kN

po dužnom metru, a za konstrukciju zabatne stijene oko 60 kN po dužnom metru. Pritom ne treba zaboraviti da te sile djeluju na znatnim visinama pa njihovo preuzimanje predstavlja ozbiljni konstruktorski zadatak.

Konstrukcija zabatne stijene sastoji se od kose stijene debljine 40 cm i rebara opisana oblika znatnih presjeka – od 60/60 cm dolje i gore, do 120/220 cm na visini račvanja stupa u poprečnom smjeru.Razmak točaka u kojima se gore preuzima opterećenje od krova, a dolje predaje opterećenje temeljima je 5 m. Zid i rebra uz zid predaju temelju tlačnu silu, a svako vanjsko rebro (na slici – desno) ima kosu vlačnu silu od 3740 kN s vertikalnom komponentom – silom odizanja od 3000 kn. Za preuzimanje te sile predviđen je temelj širine 8 m i dubine 4 m koji – zajedno s nadslojem zemlje – daje potreban „protuuteg“.Konstrukcija uzdužne stijene sastoji se od čeličnih elemenata – ukrštenih dijagonala na fasadi i kosih čeličnih stupova. Ukrštene dijagonale imaju križni presjek i sastoje se od po četiri kutnika 90×130×10 mm, dakle okomito na fasadu ima dimenziju 260 mm, a u ravnini fasade 180 mm. Kosi stup ima sandučasti presjek, vanjskih dimenzija 350×280 mm.Zbog razmjerno strmog nagiba stupa (da se ne ugrozi funkcija dvorane) sile su u oba spomenuta elementa velike – približno četverostruke u odnosu na odgovarajuću horizontalnu silu krovnih kabela. Vlačna sila od fasade prema temelju i opet je znatna – 340 kN po dužnom metru. Za preuzimanje te sile predviđen je temelj širine 5 m i dubine 3,5 m koji – zajedno s nadslojem zemlje – daje potreban „protuuteg“.

Analiza konstrukcije i usporedba s dvije onodobne viseće konstrukcijeKratak osvrt na odnos konstrukcije i arhitekture Pogled na paviljon izvana kao i brojne vrlo uspjele fotografije pokazuju izvanrednu ekspresivnost i laku „čitljivost“ konstrukcije u uzdužnom smjeru – visećeg krova i moćnih zabatnih stijena pri čemu se postiže sklad i jedinstvo arhitekture i konstrukcije. U poprečnom je smjeru konstrukcija manje jasno čitljiva, do te mjere da je jedan suvremeni autor u članku u arhitektonskom časopisu napisao da je uzdužna stijena nekonstruktivna. I doista, autor ovog članka trebao se dosta potruditi da nađe mjesto s kojeg se (izvana) vidi dvostruka zakrivljenost krova.Iznutra je stvar drugačija – vidi se poprečna zakrivljenost krova i kosi stupovi pa upućeni promatrač može nazrijeti nosivu konstrukciju uzdužnih stijena. No ukupno gledano izabrano je rješenje logično – poprečna zakrivljenost bila je nužno zlo zbog potrebe stabilizacije krova. Alternativa bi – za slučaj samo jednostruke zakrivljenosti – značila potrebu za teškim betonskim krovom (vidjeti kasnije plivalište u Wuppertalu), koji bi –

zbog velikog raspona nosivih kabela – zahtijevao još jaču konstrukciju zabata. Naime, veličina horizontalne sile djelovanja kabela na mjestu ovješenja jednaka jeH = q×L2/8fdakle upravno je proporcionalna težini krova i kvadratu raspona, a obrnuto proporcionalna veličini strelice (provjesa). Ako tu silu za zadani raspon želimo zadržati u nekim granicama, moramo imati čim lakši po krov i čim veći provjes pri čemu je potonje povezano s poteškoćama u usklađivanju oblika i funkcije građevine.

AMERIČKI PAVILJON(http://pogledaj.to/arhitektura/hrvatska-arhitektura-u-londonu/)

Matematičke skulpture: Ivan Vitić: SAD Paviljon, Zagrebački velesajam, studija, 1965.