Zaprojektowanie nowego rozwiązania konstrukcyjnego krokodyli

Fot. arch. autora
budownictwo
Fot. 1. Krokodyle na Stadionie Śląskim
Pomysł na
nowe krokodyle
Zaprojektowanie nowego rozwiązania
konstrukcyjnego krokodyli, będących
ważnym elementem w konstrukcji zadaszenia
Stadionu Śląskiego, okazało się niezwykle
trudnym zadaniem inżynierskim. Po rocznej
dyskusji na ten temat i braku konkretnego
pomysłu przedstawiona w artykule koncepcja
wydaje się bardzo sensownym rozwiązaniem.
Jerzy Kowalewski
M
ija już rok od awarii budowlanej na Stadionie Śląskim. W trakcie
podnoszenia konstrukcji linowej (tzw. operacja Big Lift) w dniu
15 lipca 2011 r. pękły 2 krokodyle. Stanowią one masywny element konstrukcyjny, służący do połączenia skrzyżowanych lin
nośnych konstrukcji zadaszenia.
Już następnego dnia po awarii w trakcie dużej narady podjęto decyzję,
że „chcąc odbudować zaufanie Nadzoru Budowlanego, Zamawiającego
oraz kibiców” w konstrukcji zadaszenia Stadionu Śląskiego muszą być
zaprojektowane i zastosowane nowe krokodyle. Od tamtej pory problem
zaprojektowania nowych krokodyli był przedmiotem licznych narad, polemik, zaleceń i ustaleń, ale o ile wiadomo do dzisiaj nie został rozwiązany.
Wady tradycyjnego rozwiązania
Przeprowadzone w związku z awarią liczne badania i analizy wskazują,
że wysokie wymagania stawiane krokodylom przez projektantów są trudne do spełnienia ze względów technicznych i technologicznych. Do wad
krokodyli (fot. 1), wykonywanych zazwyczaj jako odlewy staliwne, można
zaliczyć:
76 Builder
• trudności z zapewnieniem właściwej jakości (np. wytrzymałości) tak
dużego i masywnego elementu konstrukcyjnego,
• duże siły rozciągające, jakie występują w krokodylu,
• dodatkowe siły poprzeczne występujące w sztywnym krokodylu na
skutek niedokładności montażu itp.
Propozycja nowej konstrukcji
Na rysunku przedstawiono schematycznie koncepcję konstrukcji nowego krokodyla, która zasadniczo różni się od rozwiązań tradycyjnych krokodyli (fot. 1 i 2).
Istota nowego krokodyla polega na zastosowaniu do połączenia skrzyżowanych lin nośnych niewielkich elementów konstrukcyjnych i fragmentów lin nośnych. Na linach podłużnych (1) i (2) zamontowane są poprzeczki (4) oraz pierścienie (5). Każda poprzeczka oraz pierścień składa się
z dwóch fragmentów, aby elementy te mogły być zamontowane na linach
podłużnych. W wariantowym rozwiązaniu zamiast oddzielnej poprzeczki
i pierścienia można zastosować element stanowiący połączoną poprzeczkę z pierścieniem. W tym przypadku taki element również będzie się składać z dwóch fragmentów, aby mógł być zamontowany na linach podłużnych. Dwa fragmenty poprzeczek oraz dwa fragmenty pierścieni połączone są ze sobą np. za pomocą śrub albo w inny sposób. Poprzeczki i pierścienie mogą być wykonane przykładowo jako odlewy staliwne.
Sposób działania polega na tym, że liny poprzeczne (3) oparte są na
poprzeczkach (4). Siły z lin poprzecznych przekazywane są na poprzeczki. Z poprzeczek siły za pośrednictwem pierścieni i innych poprzeczek
przekazywane są na końcówkę zaciskową (6) liny podłużnej.
Do najważniejszych zalet sposobu połączenia skrzyżowanych lin nośnych za pomocą nowych krokodyli należy zaliczyć:
• łatwość wykonania poprzeczek i pierścieni oraz zapewnienia im właściwej jakości (np. wytrzymałości) w porównaniu z masywnym elementem
konstrukcyjnym tradycyjnego krokodyla,
• łatwość montażu poprzeczek i pierścieni oraz zapewnienia im właściwej jakości montażu (np. dokładność) w porównaniu z tradycyjnym
krokodylem,
lipiec 2012
Wady krokodyli wykonywanych
jako odlewy staliwne:
• trudności z zapewnieniem właściwej jakości i wytrzymałości,
• występowanie dużych sił rozciągających,
• w
ystępowanie dodatkowych sił poprzecznych w sztywnym
krokodylu na skutek niedokładności montażu.
Zalety połączenia skrzyżowanych lin
nośnych za pomocą nowych krokodyli:
• łatwość wykonania i montażu poprzeczek i pierścieni oraz
zapewnienia im właściwej jakości i wytrzymałości wraz
z dokładnością montażu,
• wyeliminowanie wpływu sił poprzecznych,
• wyeliminowanie występowania sił rozciągających,
• niższe koszty wykonania i montażu,
Jerzy Kowalewski
Fot. arch. NCS/ J. Kośnik
• wyższa niezawodność połączenia.
• połączenie jest mało wrażliwe na siły poprzeczne w porównaniu ze
sztywnym masywnym elementem konstrukcyjnym tradycyjnego krokodyla,
• w poprzeczkach występują momenty zginające oraz siły ściskające
w pierścieniach i we fragmentach poprzeczek przylegających do lin. Nie
ma sił rozciągających,
• koszty wykonania i montażu połączenia skrzyżowanych lin nośnych za
pomocą nowego krokodyla są niższe niż z wykorzystaniem tradycyjnego krokodyla,
• niezawodność połączenia skrzyżowanych lin nośnych za pomocą nowego krokodyla jest wyższa niż z wykorzystaniem tradycyjnego krokodyla.
Nowe rozwiązanie konstrukcyjne ma niewiele wspólnego z wyglądem
krokodyla, ale mimo to w artykule użyto nazwy „nowe krokodyle”, ponieważ taka nazwa kojarzy się z elementem konstrukcyjnym połączenia
skrzyżowanych lin nośnych.
Rozwiązanie konstrukcyjne nowego krokodyla jest objęte zgłoszeniem
patentowym o numerze P.399333.
Rys. arch. autora
Fot. 2. Krokodyle na Stadionie Narodowym
Rys. Schemat konstrukcyjny nowego krokodyla: 1,2. liny podłużne, 3. liny poprzeczne, 4. poprzeczki, 5. pierścienie, 6. końcówka
zaciskowa liny podłużnej
lipiec 2012
Builder 77