An adventure of my life. A design study of the main sports objects of the 21st Olympic Games in Montreal

Introduction

The construction of sports facilities built for the 21

Olympic Games in Montreal in 1976 was seminal in many

respects. Primarily because the Olympic stadium was the

ﬁ rst stadium ever built with a retractable roof (in spite of

heavy snowfall in the region), a highly consistent use of

shell structures, and the use of prefabrication for the ﬁ rst

time on such a scale. The facilities will be remembered

also for their amazing visual effects on the viewers and

participants. It seemed that nothing would ever surpass the

effect of the membrane roofs built earlier for the Olympic

Games in Munich. However, what seemed impossible was

successfully executed by the architect who designed them

– Roger Taillibert [1]. I was extremely lucky to participate

in developing the construction system applied in those

facilities. The work on the pre-investment design for the

Olympic team was for me “an adventure of my life”.

An adventure of my life

I spent the year 1972 in Paris, France. I was then a pro-

fessor of the Cracow University of Technology, Poland;

I came to France to do, as a civil engineering designer,

an upgrading scientiﬁ c and professional training. I did

one course at the Centre Experimental d’Études du Bâti-

ments et des Travaux Publics, the second one, by lucky

2014

4(40)

DOI: 10.5277/arc140407

Kazimierz Flaga*

Przygoda mojego życia.

Studium projektowe głównych obiektów sportowych

XXI Igrzysk Olimpijskich w Montrealu

An adventure of my life.

A design study of the main sports objects

of the 21

Olympic Games in Montreal

Wprowadzenie

Obiekty sportowe wybudowane na Igrzyska XXI Olim-

piady w Montrealu w 1976 r. były przełomowe pod wie-

loma względami. Przede wszystkim ze względu na pierw-

szy stadion olimpijski z rozkładanym dachem (w do datku

w streﬁ e bardzo dużych obciążeń śniegiem), po raz pierw-

szy tak konsekwentne zastosowanie konstrukcji powłoko-

wych, po raz pierwszy wykorzystanie na taką skalę pre-

fabrykacji. Zostaną one zapamiętane także ze względu na

niezwykły efekt wizualny, jaki wywierały na obserwato-

rach i uczestnikach. Wydawało się, że nic nie przewyższy

wrażenia, jakie zrobiły dachy membranowe wykorzysta-

ne na wcześniejszych igrzyskach w Monachium. A jednak

architektowi, który zaprojektował montrealski kompleks,

Rogerowi Taillibertowi [1], sztuka ta się udała. Miałem

niezwykłą okazję uczestniczyć w opracowaniu systemu

konstrukc yjnego dla tych obiektów. Przygotowując pro-

jekt studialny zespołu olimpijskiego, przeżyłem „przygo-

dę mojego życia”.

* Wydział Inżynierii Lądowej Politechniki Krakowskiej/Faculty of

Civil Engineering, Cracow University of Tech nology.

74 Kazimierz Flaga

coincidence, at the Agence de Taillibert – a design ofﬁ ce

of an outstanding French architect, Roger Taillibert. At

the time the ofﬁ ce was engaged in the studies phase of

designing the sports objects for the 21

Olympic Games

in Montreal. I was given the position of the chief struc-

tural engineer following Krzysztof Zamenhoff-Zaleski,

an eminent French engineer of Polish origin, the grand-

son of the creator of Esperanto. Unexpectedly for me,

I was faced with challenging problems of scientiﬁ c,

technical and technological nature, problems that had

to be solved in the architectural and structural design of

these objects [3]–[5].

Legacy of Olympic facilities in Montreal

A question arises why today, in the 21

century, should

we return to the designs and their execution from 38 years

before. Have some of the matters considered then proved

timeless, still up-to-date? So it seems, and despite evident

civilization progress in the construction ﬁ eld, many issues

within the sphere of tradition have not lost their signiﬁ -

cance, for example the shape of the Olympic Stadium in

the form of an amphitheatre, referring to the amphithe-

aters of the ancient world, with the Colosseum heading the

list. Among more current problems there is application in

the objects discussed of concrete as the fundamental con-

struction material. It would seem that concrete, the mate-

rial of the ﬁ rst half of the 20

century, apparently heavy,

“old”, cannot augur well for success. However, it got in

the hands of Roger Taillibert, a Frenchman who never

forgot that France is the cradle of concrete and structures

built from reinforced concrete, prestressed concrete in

particular. France is the country where progress in these

structures commenced, the country which reached per-

fection in using this building material, perfection which

was expressed in the Montreal sports objects, to name but

a few [1].

Design of the Olympic objects

Roger Taillibert made use of the fact that one of the

basic features of this material is the ease of nearly arbi-

trary shaping it. He also loved the curved lines and sur-

faces, following the principle that “anything that is pretty

in nature is curved”. And combing the two, in his concrete

structures he achieved an impression of ﬂ oating, move-

ment, but digniﬁ ed movement, which together with the

rough texture and “weight” of concrete produced the ef-

fect of stability and durability (Fig. 1).

He did not forget, either, that the essential property of

this material is high compressive strength and low tensile

strength, which prompted solutions in the shape of convex

shells in compression. This idea was used in the shell of

rooﬁ ng of the Olympic Velodrome and Pools. In the Velo-

drome shell, at the span of l = 172 m, the equivalent thick-

ness of the shell was d = 0.65 m, which gives the ratio of

d/l = 1/265. This value does not fully reﬂ ect efﬁ ciency of

the solution from the constructional point of view [2].

In the nature produced eggshell this ratio is 1/65. In

man-made convex shells, rotary-symmetrical under ro-

Przygoda mojego życia

Rok 1972 spędziłem w Paryżu, we Francji. Byłem

wówczas pracownikiem Politechniki Krakowskiej. Przy-

jechałem do Francji jako projektant budownictwa lądo-

wego na szkolenie naukowe i zawodowe. Odbyłem jeden

kurs w Centre Experimental d’Études du Bâtiment et des

Travaux Publics, a drugi, szczęśliwym trafem, w Agence

de Taillibert – biurze projektowym znako mitego archi -

tekta francuskiego – Rogera Tailliberta. W owym czasie

biuro było zaangażowane w fazę badań nad pro jek to-

waniem obiektów sportowych na XXI Igrzyska Olimpij-

skie w Montrealu [2]. Otrzymałem stanowisko głównego

konstruktora budowlanego, idąc w ślady Krzy sztofa Za-

menhoffa-Zaleskiego, wybitnego francuskiego inżyniera

polskiego pochodzenia, wnuka twórcy języka esperanto.

Niespodziewanie dla mnie, musiałem stawić czoło skom-

plikowanym zagadnieniom natury naukowej, technicz-

nej i technologicznej – problemom, które musiały zostać

uwzględnione w projekcie architektonicznym i budowla-

nym tych obiektów [3]–[5].

Dziedzictwo obiektów olimpijskich w Montrealu

Naturalne wydaje się pytanie, dlaczego dzisiaj, w XXI w.,

mielibyśmy wracać do projektów i ich realizacji sprzed

38 lat. Czyżby niektóre kwestie wówczas rozwiązywane

okazały się ponadczasowe i są nadal aktualne? Wydaje

się, że tak właśnie jest i − pomimo widocznego postępu

cywilizacyjnego w dziedzinie budownictwa − wiele roz-

wiązań tradycyjnych nie straciło swojego znaczenia, np.

kształt stadionu olimpijskiego w formie amfiteatru na wią-

zującego do starożytnych budowli tego typu, takich jak

Koloseum. Bardziej aktualne problemy obejmują zastoso-

wanie w omawianych obiektach betonu jako podstawo-

we go materiału budowlanego. Wydawałoby się, że wy -

korzystanie betonu, materiału pierwszej połowy XX w.,

ciężkiego i „starego”, nie może wróżyć sukcesów. Tym -

czasem dostał się on w ręce Rogera Tailliberta − Fran cuza,

który nigdy nie zapomniał, że jego ojczyzna jest ko leb ką

betonu i konstrukcji z betonu zbrojonego, w szcze gól-

ności z betonu sprężonego. Francja to kraj, w którym sta -

wiano pierwsze tego typu konstrukcje, i w któ rym za -

stosowanie tego materiału doprowadzono do perfekcji

– doskonałość tę wyraźnie widać na przykład w montreal-

skich obiektach sportowych [1].

Projekty obiektów olimpijskich

Roger Taillibert wykorzystał fakt, że jedną z podsta-

wowych cech tego materiału jest łatwość kształtowania

go w nieomal dowolny sposób. Dodatkowo uwielbiał on

krzywe linie i powierzchnie, działając zgodnie z zasadą

że „wszystko, co piękne w naturze, jest krzywe”. Łącząc

te dwa aspekty w swoich betonowych konstrukcjach,

osiągnął wrażenie płynności i ruchu, ale dostojnego ru -

chu, które razem z szorstką strukturą i „ciężarem” be tonu

dało efekt stabilności i trwałości (il. 1).

Nie zapomniał również o tym, że podstawowe właści-

wości tego materiału to jego wysoka wytrzymałość na

Przygoda mojego życia. Studium projektowe obiektów sportowych /An adventure of my life. A design study of the sports objects 75

tary-symmetrical load, which is favorable in view of static

analysis, this ratio ranges from l/10 in the cupola of the

Pantheon in Rome (span 43.5 m), l/20 in the cupola of

St. Peter’s basilica in Rome (span 41.5 m), l/160 in the

reinforced cupola of Hala Stulecia (Centennial Hall) in

Wrocław (span 65 m), l/480 in the reinforced concrete of

the cupola of the Hall in Leipzig (span 80 m). The ratio

of l/265 reached by R. Taillibert in the very slender, large

span asymmetric shell of the Olympic Velodrome should

be recognized as very favorable (Fig. 1b).

Another element of Robert Taillibert’s “operation” on

Olym pic structures from concrete is their asymmetry. He

thought that concrete symmetrical structures reached their

peak in the designs by Felix Candela or Pier Luigi Nervi

and fur ther development is possible in the ﬁ eld of asym-

ściskanie i niska wytrzymałość na rozciąganie, które to

cechy podsunęły rozwiązania w kształcie ściskanych wy-

pukłych powłok. Ten pomysł został wykorzystany w po-

włoce dachu welodromu i basenów. Odpowiednia grubość

powłoki welodromu, przy rozpiętości l = 172 m, wynosiła

d = 0,65 m, co daje stosunek d/l = 1/265. Z konstrukcyjne-

go punktu widzenia ta wartość nie oddaje w pełni skutecz-

ności tego rozwiązania [2].

W stworzonej przez naturę skorupce jajka stosunek ten

wynosi 1/65. W stworzonych przez człowieka wypukłych

powłokach obrotowo-symetrycznych, pod obciążeniem

ob rotowo-symetrycznym, które jest korzystne z punktu

wi dzenia analizy statycznej, ten stosunek jest różny i wy -

nosi np. 1/10 w kopule Panteonu w Rzymie (o roz pię tości

43,5 m), 1/20 w kopule Bazyliki Św. Piotra w Rzy mie

(o rozpiętości 41,5 m), 1/160 w żelbetowej kopule Hali

Stu lecia we Wrocławiu (o rozpiętości 65 m), 1/480 w żel-

be towej kopule Hali w Lipsku (o rozpiętości 80 m). Sto-

sunek 1/265 uzyskany przez Roberta Tailliberta w bar dzo

smukłej, o dużej rozpiętości, asymetrycznej powłoce

we -

lodromu należy więc uznać za bardzo korzystny (il. 1b).

Kolejnym elementem „operacji” przeprowadzonej przez

Roberta Tailliberta na budowlach olimpijskich, op rócz za-

stosowania betonu, jest wprowadzenie asymetryczności.

Uważał on, że symetryczne konstrukcje betonowe osiąg-

nęły swój szczyt w projektach Feliksa Candeli czy Piera

Luigiego Nerviego, a dalszy ich rozwój jest możliwy w za-

kresie ich asymetryczności. Taki właśnie kształt został

zastosowany nie tylko przy dachu welodromu, lecz także

przy konstrukcji dachu stadionu oraz wieży z pływalnią.

Te trzy obiekty zostały zintegrowane w jeden kompleks,

którego poszczególne elementy mają pewną symbolikę,

nawiązując do czasów współczesnych i obecności Francji

na kontynencie amerykańskim (il. 2). Kiedy spojrzy się

na kompleks z boku, stadion przypomina latający spodek,

Wieża Olimpijska nad pływalnią, z powłokami na bokach

– najnowocześniejszy wówczas samolot Concorde, a wi-

dziana z lotu ptaka – kwiat lilii, godło monarchii francu-

skiej. Można też zauważyć świadomie użytą symbolikę

Il. 1. Kompleks Stadionu Olimpijskiego i Wieża: a) ogólny widok (fot. Tolivero; http://en.wikipedia.org/wiki/Olympic_Stadium_%28Montreal%29#

mediaviewer/File:Le_Stade_Olympique_3.jpg, CC BY SA 3.0), b) widok pochyłej Wieży Olimpijskiej oraz welodromu z przezroczystymi, plasti ko-

wymi osłonami tworzącymi świetliki (fot. storem; http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/ca/Biodome_de_Montreal.jpg, CC BY SA 2.0)

Fig. 1. Complex of the Olympic Stadium and Tower: a) general view (photo by Tolivero; http://en.wikipedia.org/wiki/Olympic_Stadium_%28Montre

al%29#mediaviewer/File:Le_Stade_Olympique_3.jpg, CC BY SA 3.0), b) view of the inclined Olympic Tower and Velodrome with transparent plas-

tic covers, forming its skylights (photo by storem; http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/ca/Biodome_de_Montreal.jpg, CC BY SA 2.0)

Il. 2. Dynamika wizualna kształtu Wieży Olimpijskiej

wraz z przyległymi powłokami żebrowymi, kryjącymi we wnętrzu

pływalnię olimpijską (fot. Acarpentier; http://upload.wikimedia.org/

wikipedia/commons/6/64/Le_Stade_Olympique_de_

Montr%C3%A9al_Nuit_Arriere_Edit_1.jpg, CC BY 3.0)

Fig. 2. The dynamics of the visual shape of the Olympic Tower

and adjacent ribbed shells, concealing inside the Olympic swimming

pool (photo by Acarpentier; http://upload.wikimedia.org/wikipedia/

commons/6/64/Le_Stade_Olympique_de_Montr%C3%A9al_Nuit_

Arriere_Edit_1.jpg, CC BY 3.0)

76 Kazimierz Flaga

o charakterze politycznym; na przykład dach welodromu

w kształcie liścia, który miał „spaść” z Wieży Olimpij-

skiej, przypominający liść klonu – symbol Kanady (il. 3).

Jeżeli połączymy odwagę i rozmach ukształtowa nia

przestrzennego tych obiektów, zamiłowanie do krzywych

linii i powierzchni, wykorzystanie cech wytrzy ma łoś cio-

wych, przekrojów zamkniętych, takich jak rura czy skrzyn-

ka,

skalę wykorzystania prefabrykacji i naj now szych

tech nik budowlanych (np. metodę betonowania wspor -

nikowego), uzyskamy przednie rozwiązania technologi-

czne wykorzystujące cechy wytrzymałościowe ma teriału

dostępnego od ręki, czyli w tym przypadku betonu.

Prefabrykacja w procesie przygotowania

obiektów olimpijskich

Charakterystyczną cechą rozwiązań konstrukcyjnych

zastosowanych w obiektach olimpijskich jest bardzo wy-

soki stopień prefabrykacji. Zarówno stadion, jak i welo -

drom mają konstrukcję, której głównymi elementami są

potężne prefabrykowane żebra. Zamysłem architekta było

pozostawienie ich wyeksponowanych, tak aby nadawa-

ły konstrukcji bardzo wyraźny charakter, tworząc rodzaj

swoistego egzoszkieletu. Żebra w początkowej fazie mon-

tażu były ustawiane jako elementy wspornikowe, a na-

stępnie łączone eliptycznym pierścieniem górnym, dzięki

czemu tworzyły układ przestrzenny. Elementy pierścienia

również były prefabrykowane. Wysoka jakość wy konania

elementów i dokładność prac montażowych pozwalała

nie tylko na znaczne przyspieszenie robót, ale także na

ograniczenie prac wykończeniowych. Oczywiście bar-

dzo dużo było również elementów wykonywanych jako

monolityczne, które betonowano na placu budowy. Jed-

nakże prefabrykacja głównych elementów była niezmier-

nie ważna dla efektywności zastosowanego rozwiązania.

metrical structures. And this design shape was adopted for,

besides the Velodrome roof, also rooﬁ ng of the Stadium,

Pool and Tower. The three objects were integrated into

a single compositional entity in which individual compo-

nents have certain symbolic representation, referring to

modern times and the presence of France on the American

continent (Fig. 2). When looked at from the side, the Sta-

dium resembles a “ﬂ ying saucer”, Olympic Tower above

the pool, with shells on both sides – the most modern then

aircraft Concorde, and seen from a bird’s eye – the ﬂ ower

of a lily, the emblem of royal France. In this symbolic

scheme some deliberate elements of political nature are

noticed. Also the shape of a leaf in the Velodrome roof

projection, which “fell off” the Olympic Tower, as it were,

resembling the maple tree leaf – the symbol of Canada,

should be added (Fig. 3).

If we add the courage and ﬂ air in spatial shaping of

these objects, the love of curved lines and surfaces, the

use of strength characteristics, closed cross-sections such

as a pipe or a box, nearly full use of prefabrication and the

latest construction techniques (including balanced cantile-

ver method), we achieve a superior technological solution

of a high degree of making use of strength characteristics

of the material at disposal, concrete in this case.

Prefabrication in the preparation construction

of the Olympic facilities

What was a characteristic feature of the construction

solutions used in the Olympic facilities was a high de-

gree of prefabrication. Huge prefabricated ribs are the

main structural elements of both the stadium and the Ve-

lodrome. The original idea of the architect was to leave

them exposed so they would make the whole structure

look distinctive, creating a kind of exoskeleton. The ribs

at the initial erection stage were used as brackets and then

they were connected with an elliptical upper ring, thus

creating a spatial structure. The elements of the ring were

also prefabricated. Due to the high quality of workman-

ship of the elements and the precision of erection works

all structures could be built much faster and they required

less ﬁ nish work. Obviously, there were also many mono-

lithic site-cast concrete elements. However, the prefabri-

cation of main elements was extremely important for the

efﬁ ciency of that solution.

Conclusions

Have the objects in question proved successful solu-

tions? It is hard to say today. In the French press these

objects were called “a symphony of concrete”. The Amer-

ican and Canadian press regarded them as heavy, expen-

sive and a failure. The reason for this dislike was revealed

by a British businessman of Polish origin. He said, “There

is one thing we cannot forgive R. Taillibert, that he did

something so great, so splendid that he completely under-

cuts our businesses”. There seems to be a lot of truth in

this statement. It is true that today, 38 years later, these

objects have aged, undergone unavoidable corrosion and

gradual degradation in severe conditions of the Montreal

Il. 3. Widok welodromu z lotu ptaka: żebra są widoczne zarówno

z wewnątrz, jak i na zewnątrz, podkreślając kształt „liścia klonu”

(fot. PtitLutin; http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/a/a7/

Biodome_Montreal.jpg, CC BY SA 2.5)

Fig. 3. Bird’s eye view of the Velodrome: ribs are visible both

from

inside and outside, emphasizing the “maple leaf” shape

(photo by PtitLutin; http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/a/a7/

Biodome_Montreal.jpg, CC BY SA 2.5)

Przygoda mojego życia. Studium projektowe obiektów sportowych /An adventure of my life. A design study of the sports objects 77

climate. However, for years they have been a manifesta-

tion of a brave vision and employing scientiﬁ c methods

for the application of concrete to shape the main sports

objects of the 21

Olympic Games in Montreal, in the

sense of their particular elements and whole spatial solids

as well. This shaping was done on many parallel planes

– architectural, design and functional – even the political

aspect was not left neglected.

Podsumowanie

Czy w obiektach, o których mowa, zastosowano dobre

rozwiązania? Ciężko dzisiaj odpowiedzieć na to pytanie.

We francuskiej prasie obiekty te zostały nazwane „sym-

fonią betonu”. Natomiast prasa amerykańska i kanadyjska

uważała je za ciężkie, drogie i ogólnie za nietrafione.

Przyczynę tej antypatii ujawnił pewien brytyjski biznes-

men polskiego pochodzenia słowami: „Rogerowi Tailli-

bertowi nie możemy wybaczyć jednej rzeczy – że zrobił

coś tak wielkiego, tak wspaniałego, że kompletnie pod-

kopuje on nasze interesy”. Wydaje się, że w tym stwier-

dzeniu jest dużo prawdy. Rzeczywiście dzisiaj, 38 lat

później, te obiekty się postarzały, uległy nieuniknionej

korozji i stopniowej degradacji w surowych warunkach

montrealskiego klimatu. Przez wiele lat były one jednak

odbiciem odważnej wizji i wykorzystania naukowych

metod zastosowania beto nu w kształtowaniu głównych

obiektów XXI Igrzysk Olimpijskich w Montrealu, zarów-

no jako poszczególne elementy, jak i całe bryły przes-

trzenne. To kształtowanie było zrealizowane na wielu

równoległych płaszczyznach – architektonicznej, projek-

towej i funkcjonalnej; nie zaniedbano nawet aspektu poli-

tycznego.

Tłumaczenie

Tadeusz Szałamacha

Bibliografia /References

[1] Emery M., The Architecture of Roger Taillibert, Editions Metro-

polis, Paris 1974.

[2] Flaga K., Bogoria-Buczkowski S., Génes et dévelopment de la con -

ception des installations sportives projetées pour les Yeux Olym-

piques de Montreal par Roger Taillibert, [w:] P. Fazio, G. Haider,

A. Biron, Proceedings of the WCOSE-76: IASS World Congress on

Space Enclosures, Concordia University, Montreal, Canada, July 4–9,

Building Research Centre, Concordia University, Montreal 1976.

[3] Flaga K., On the design and construction of the main sports objects

of the 21

Olympic Games in Montreal, „Inżynieria i Budownic-

two” 1990, No. 8–9, 328–331.

[4] Flaga K., Przypadki na mojej drodze życia, „Nasza Politechnika.

Miesięcznik Politechniki Krakowskiej” 2014, Nr 3 (127), 21–24.

[5] Pyrak S., Włodarczyk W., Rozmowa z prof. dr hab. inż. Kazimie-

rzem Flagą, „Inżynieria i Budownictwo” 1993, Nr 4/5, 192–197.

Streszczenie

Praca przedstawia wspomnienia inżyniera konstruktora kierującego opracowaniem studium projektowego głównych obiektów Igrzysk XXI Olim-

piady w Montrealu: stadionu, wieży z basenami oraz welodromu. Przedstawiono w niej historię zaangażowania autora w tym projekcie, a także

najważniejsze cechy przyjętego rozwiązania. Ujęto w niej też przyczyny wykorzystywania w tych obiektach betonu sprężonego jako głównego

materiału konstrukcyjnego.

Słowa kluczowe: obiekty olimpijskie, powłoka betonowa, asymetria, prefabrykacja

Abstract

The paper presents reminiscences of a structural engineer, in charge of the development of the design study of the main objects of the 21

Olympic

Games in Montreal: the Tower, the Pool and the Velodrome. It presents the story of the author’s involvement in this project, as well as the main

features of the solution reached. It includes also the reasons for use in these facilities prestressed concrete as the main structural material.

Key words: Olympic facilities, concrete shell, asymmetry, prefabrication

Zadaszenie „Vela” przy wieżowcu Torre

Unipol w Bolonii – szczegół zamocowania

cięgien (arch. Open Project Office,

konstr. M. Majowiecki)

(fot. M. Majowiecki)

“Vela” roof by the Torre Unipol skyscraper

in Bologna – detail of securing the tension

members (arch. Open Project Office,

structural engineer

M. Majowiecki)

(photo by M. Majowiecki)

An adventure of my life. A design study of the main sports objects of the 21st Olympic Games in Montreal

Kazimierz Flaga

doi:10.5277/arc140407

Abstract