Kręcone schody ze szklanymi stopniami, Zlín, Republika Czeska

Konstrukcja

Ze statycznego punktu widzenia, pomijając sztywność konstrukcji żelbetowej stropów, schody można podzielić na dwie części – fragment między parterem a pierwszym piętrem oraz ten między pierwszy a drugim piętrem. Konstrukcja nośna schodów składa się z wewnętrznych i zewnętrznych spiralnych belek policzkowych (podłużnic). Podłużnice schodów mocowane są do spoczników poprzez połącznie spawane ze specjalnymi elementami kotwiącymi a do stropu parteru poprzez chemicznych kotew firmy Hilti.

Podłużnice wykonano ze spawanych profili zamkniętych o zagłębionych półkach – półka poniżej górnej krawędzi ścianek bocznych tworzy rowek do montażu szklanej balustrady. Zagłębienie dolnej półki jest natomiast elementem czysto architektonicznym. Stopnie schodowe wykonane są z laminowanego szkła hartowanego.

Stopnie przymocowane są do wsporniczków z rury kwadratowej (2,54 cm szerokości x 2,54 cm wysokości), które przyspawane są do bocznej ścianki podłużnicy w czterech punktach. Szklana powierzchnia stopni jest oddzielona od wsporniczków przez elastyczną taśmę amortyzująca i mocowana za pomocą śrub metrycznych. Ze względu na sztywność połączenia stopni z podłużnicami, zostały one uwzględniane w modelu obliczeniowym.

Balustrady wykonane są z hartowanego szkła laminowanego, wygiętego aby uzyskać odpowiedni promień krzywizny obrysu schodów. Tafla balustrady montowana jest w rowku podłużnicy za pomocą sprężystych podkładek dystansowych, a po odpowiednim wypozycjonowaniu względem konstrukcji wklejana do rowka za pomocą stosownego elastycznego materiału. Balustrada traktowana jest tylko jako balast, a zatem nie ma funkcji nośnej.

Model

Ze względu na wspomnianą wcześniej niezależną prace schodów i stropu, zamodelowano tylko jedną część schodów. Podłużnice oraz elementy kotwiące odwzorowano za pomocą elementów płytowych, a stopnie schodów za pomocą prętów. Aby oszacować maksymalne obciążenie stopnia szklanego i stalowego elementu podłużnego, zastosowano dwie różne wartości sztywności dla połączenia stopnia szklanego i wspornika z podłużnicą. Zamocowanie w płycie żelbetowej modelowane jest za pomocą podpory nieliniowej (z możliwością odrywania), gdzie poszczególne powierzchnie czołowe elementu kotwiącego mają zadaną podporę sprężystą.