装配式的临时看台的应用特点与分析

发布时间:2020-11-10作者:来源:浏览次数:974

装配式的临时看台受场地限制小,安装方便,可重复使用,适合各种室内外活动。近几年来,欧美等国家在大型体育赛事和社会活动中广泛采用了这类看台,取得了良好的社会经济效益,北京奥运会上,国家体育馆、水立方等十四个竞赛场馆利用装配式临时看台近八万个座位,充分体现了“绿色奥运,科技奥运”的理念。

第一,结构形式。

组合式临时看台由支撑结构、看台体系、通道体系和维修体系四部分组成,由于支撑结构广泛采用组合式脚手架而得名,此类脚手架焊接在横杆与立杆的适当位置,用于与C型、U型立杆进行连接,安装时将两扣件以适当的形式相扣,再由锁销穿插其间实现横、立杆的连接,上下立杆采用内插套管连接,为便于在节点上安装斜杆,组合式结构的斜杆端部特意做成扁平状。

在这种情况下,节点中的锁销倾斜角度要比摩擦角小得多,在重力的作用下,锁销处于自锁状态,保证了C型和U型卡不会滑动,使得临时看台安装快速而不留安全隐患。


虽然梯形梁的规格有限,但看台的布置仍然多种多样,可根据场地的不同布置成弧形或直线形;立面斜杆的构造灵活,可同时设置格构柱和单字型,由单字型布置可知,单字型结构抗侧刚度较大。


第二,结构分析。

在短期内,临时看台将承载大量的人群活动,设计上的任何不适当都可能导致重大事故。1992年,法国科西嘉省足球场地临时看台倒塌,17人丧生。目前国内尚无具体的结构计算规范,但可参照有关规范,借鉴[2]的荷载取值和计算方法,建立三维有限元模型,进行结构的内力、倾覆等方面的分析。

1.计算模式。

模型模拟的重点是节点和斜杆,[3]表明横杆和立杆的连接是半刚性连接,偏重于铰接;拉压性能也与横杆不同。本文仅对单根节点受力时的力学性能进行了研究,同时对拉(压)弯剪的力学性能进行了进一步的研究。斜(立)杆端部的异形使其受力产生偏心,杆身的极限承载力、计算长度等必然发生变化。这也是今后研究的重点所在。为了安全起见,在计算时将立杆与斜杆、横杆的连接近似为铰接。立柱之间的插接长度180mm,按照欧洲标准,插接长度超过150mm按刚性连接处理;基础基座采用覆盖式,可以简化为铰接。

2.载荷分析。

由于临时看台的使用时间较短,根据等超概率原则,活荷载的值必然小于规范值,因此在计算时应考虑一折减系数,而国内规范中并无此项规定;而将人群荷载作为动荷载,考虑其动力放大效应,需要取系数作为放大因子。一般来说,取×=1.2。人们走动、跳跃时会在踏板面产生一定的水平力,此外,安装偏差等因素也会在结构上造成二阶效应力,因此[2]建议将垂直荷载的6%作为附加水平力。

3.观众舒适度。

除了保证其安全之外,临时看台还应提供适合其功能的舒适环境。一般而言,自振频率是评价其舒适度的主要指标。国际工程学会规定结构设计频率应大于2.8Hz,而我国的《城市人行天桥和人行地道技术规范》规定天桥上部结构的垂直自振频率不得小于3Hz。因为相关的理论研究才刚刚开始,这些频率可供计算参考。另外,在频率计算中,质量的选择问题也是众说纷纭。结果表明:质量取结构质量+0.5人群质量时,丰台垒球场的实测值与计算值基本一致;

4.抗倾覆滑移分析。

由于风向翻转,上海国际赛车场临时看台容易发生倾覆和打滑,这是造成这种危险的一个原因,简单的地基和地基是造成这种危险的潜在原因。该复合基础的柱脚简单地放置在混凝土块(板材)上,柱脚、基础和基础之间没有牢固的连接,在较大的水平力作用下,临时看台可能会打滑和倾覆。为了防止这种意外事故,必须验证结构在无载荷情况下水平力的作用,使下柱脚不被抬高和滑动。通过计算分析和奥运期间临时看台的使用情况,证明该看台具有较好的抗倾覆滑动性能。


第三,建设措施。

除严格计算分析和考虑各种不利因素外,施工中还应采取以下措施提高临时看台的安全储备。在插入立杆之间用螺栓连接后,保证了结构的抗倾覆能力。水平斜杆每隔2-3层布置一道,斜杆在角部区域格内作加强作用。立面上每隔5个斜面布满的斜杆可增加结构的刚度和强度。


第四,研究趋势。

组合式临时看台结构在国内尚属首创,目前尚缺乏相关的设计规范和成熟的使用经验,相关研究还比较薄弱。

1.人和结构的耦合。研究表明临时看台在人群作用下的动力特性变化很大,需要考虑两者的耦合作用。

2.基本频率控制指数。在确定经济、舒适的频率指标方面,需要大量的使用经验和人群负荷的研究成果。

3.结点和斜杆的力学性质。讨论组合受力时节点的力学性能及斜杆偏心对结构承载能力的影响。


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