Lietajúca strecha Letiska Charlesa de Gaulla v Paríži

Budova F je rozšírením letiska Roissy 2. Od štyroch pôvodných budov A, B, C a D ju oddeľuje železničná stanica prechádzajúca severo-južným komplexom. V hlavnej budove sú dva polostrovy, v ktorých sú umiestnené čakárne a komunikačné priestory pre cestujúcich po opustení odletového priestoru letiskovej haly check-in. Okolo nich sa nachádzajú prístavné miesta lietadiel. Tri časti budovy tvorí oceľová konštrukcia. Prvá časť je veľkým priestorom s charakteristickou masívnou betónovou klenbou zavesenou na oceľovej konštrukcii a s krytinou zo zinkového plechu. Dva polostrovy z ocele majú priesvitnú sklenú strechu chránenú sieťkou z ušľachtilej ocele.

V hlavnej budove Roissy 2F sú odletová a príletová hala, ktoré sú umiestnené nad sebou s medziľahlým tranzitným priestorom. Spájacie mosty dlhé 200 m sú umiestnené v dvoch polostrovoch a vystupujú z hlavnej budovy.

Hlavnú budovu s dĺžkou viac než 400 m (200 m v druhých termináloch) a so šírkou 74 m charakterizuje obrovská betónová klenba zavesená vo výške viac než 15 m. Táto klenba s hrúbkou 12 cm nad vodorovnou a 28 cm nad zvislou časťou je zavesená na oceľovej konštrukcii s rozpätím 65 m, ktorej podpery sú umiestnené pri hlavnom vchode. Štruktúra, ktorú z vnútornej strany takmer nevidno, je celá pozinkovaná. Rad okien, ktoré sa nazývajú „yeux de piste“ (v preklade doslovne „oči na štartovaciu dráhu“), je zabudovaný do zakrivenej fasády. Zaťaženie vetra pôsobiace na zaoblenú sklenú stenu prenáša sieťka z nehrdzavejúcej ocele na betónovej škrupine. Čelnú stranu tvorí zasklená stena s výškou 15 m a dĺžkou 250 m, ktorú nesie oceľový rošt a ktorá je vo vodorovnom smere stužená rozperami.

Strechu hlavnej budovy tvorí 18 segmentov s rozmermi 26 m x 70 m. Každý segment pozostáva z betónovej škrupiny s výstužou z pozinkovanej ocele a z oceľovej konštrukcie. Oceľovú konštrukciu tvoria dva pozdĺžne smerované oblúky z nosníkov v tvare písmena I, ktorých hĺbka variuje v odchýlkach maximálne do 2 m a s rozpätím 57 m na rošte s dĺžkou strany 21 m. Tieto oblúky sú na vonkajšej strane kĺbovo uložené na liatinovom nosníku a na druhej strane vytvárajú štruktúru v tvare písmena V vytvorenú z dvoch rúr s priemerom 457 mm. Oblúky podopierajú veľké množstvo priehradových a plnostenných nosníkov umiestnených každých 5 m. Betónovú klenbu podopierajú nosníky IPE 360 a zinkovú strechu nosníky IPE 180 (kvalita ocele je E24.2 a E36.3).

Zasklený hrebeň štruktúry strechy sa tiahne cez celú šírku hlavnej budovy a vytvára tzv. „diaclase“. Hrebeň pomenovali týmto pojmom z geológie projektanti a znamená trhlinu na povrchu kryštálu. Tieto „trhliny“ osvetľujúce vnútorný priestor prirodzeným svetlom sú pre cestujúceho signálom, že vstúpil do odletovej haly. Podobnú filozofiu má aj duktilná oceľová konštrukcia podopierajúca obvodovú konštrukciu z betónu a zo skla. V prerušení strešnej konštrukcie hlavnej budovy strechou polostrova, ktoré vytvára túto trhlinu „diaclase“, sa prenáša väčšina zaťažení. Oblúky polostrova sú spojené pozdĺžnym nosníkom napojeným na „diaclase“ pôsobiacim ako spojitý nosník, v ktorom má každý oblúk účinok podpery a ktorý stužuje konštrukciu v pozdĺžnom smere. Nosník vyrovnáva pretvorenia a roznáša zaťaženia. Zvislá tuhosť variuje v pozdĺžnom smere s cieľom eliminovať rôzne sily. Účinok síl sa pri návrhu tejto konštrukcie podrobne skúmal a strešná konštrukcia je výsledkom optimalizácie celkového pôsobenia nosnej sústavy.

Konštrukcia strechy vyžadovala veľmi presné riešenie, lebo flexibilná oceľová konštrukcia musí podopierať betónovú klenbu a zavesenú fasádu orientovanú na juh a prenášať zaťaženie zo sklených stien umiestnených vpravo od „Diaclase“. Vlastná hmotnosť betónu spôsobila napríklad zvislú odchýlku 500 mm pri „Diaclase“. Predbežné výpočty pomohli udržať pod kontrolou priehyb konštrukcie na celej budove. 219 párov zavesených závitových prútov tvorí spojenie medzi klenbou a budovou. Celková hmotnosť škrupiny sa prenáša na konštrukciu strechy cez simultánne závity a priehyb sa stále monitoruje.

Oba polostrovy vytvárajúce priestor na odletovú a príletovú halu sú napriek rovnakému podlhovastému tvaru riešené odlišne. V strede jedného polostrova sú v zapustenej časti reštaurácie a obchody, pričom v druhom polostrove sú obchody umiestnené na nižšom podlaží sprístupnenom šikmou rampou. Na konci každého polostrova, odkiaľ je výhľad na štartovaciu dráhu, je sklená stena zavesená bodovo na štítovom ráme a stužená stužovadlami.

Obe zasklené budovy obsahujú 540 ton oceľových konštrukcií a 100 ton obkladu z oceľového plechu. Napriek celkovej ploche 8 500 m², dĺžke 212 m, šírke 13 až 48 m a výške 8 až 22 m sa každá konštrukcia vybudovala ako jedna jednotka bez dilatačných škár. Zakrivené okná na dlhšej strane polostrovov majú raster 2,85 m a tvorí ich viac než päťdesiat oblúkov, ktoré prenášajú zvislé a priečne zaťaženia. Tieto oblúky majú účinok trojkĺbových väzníkov a ich rozpätie je 13 až 48 m. Zakrivenie na konci vytvára zužujúci sa ohnutý plechový nosník s radiálnymi prútmi, ktorý má pôsobiť ako koleso bicykla. Zasklenie je osadené priamo na primárnu konštrukciu bez sekundárnych rámov.

Na spojenie tvrdého skla s tvárnou oceľovou konštrukciou odborníci vyvinuli špeciálny upevňovací systém, pričom sa spojky namontovali na štít strechy, ktorý bol skonštruovaný s minimálnymi toleranciami. Vodorovné a zvislé zaťaženia prenáša oceľový dutý profil s hranatým prierezom prebiehajúci cez celú dĺžku polostrova, ktorý prenáša najdôležitejšie priečne sily na uzlové body „diaclase“. Horné konce nosníkov sú spojené s väznicami. Tuhosť zabezpečuje v každom šiestom poli priečne stužovadlo, pričom sa stabilizujú tetivy a prečnievajúca nosná plocha s bodovými kotvami.

Pre túto konštrukciu sa požadovala trieda protipožiarnej odolnosti 30 minút. Napriek tomu, že oceľový rám chráni 12 cm hrubá betónová klenba, pri požiari nemôžu presvetľovacie a vetracie otvory zabrániť prehriatiu oceľových konštrukčných prvkov v budove nachádzajúcich sa vo výške 10 m a nižšie. Protipožiarna analýza vychádzala z dvojzónového modelu – z horúcej a studenej zóny. V prípade požiaru v predajni (čo je najpravdepodobnejšie miesto požiaru) analýza ukázala, že po tridsiatich minútach zostala teplota každého oceľového konštrukčného prvku (oblúka, HEA, IPE) pod kritickým bodom. Z toho vyplýva, že oceľová strešná konštrukcia pri požiari spĺňa požiadavku na požiarnu odolnosť bez špeciálnej ochrany.

Takýmto odvážnym architektonickým aj konštrukčným riešením získalo parížske Letisko Charlesa de Gaulla fascinujúce nové priestory, ktoré posúvajú hranice možného v architektúre – podobne, ako sa neustále posúvajú hranice v dynamicky sa rozvíjajúcej oblasti letectva.