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        室外體育場圍網系統施工設計方法與構造要求

        發布日期:2017/3/23 15:45:33 瀏覽次數:749 作者:長沙力特體育工程有限

        室外體育場圍網施工統設計方法與構造要求

        體育場圍網施工是室外體育場的重要組成部分,但筆者在實際項目管理中發現,有的設計人員對圍網的設計不夠重視,設計方法簡單隨意,甚至發生失穩和破壞現象。筆者通過對多個室外體育場的項目管理經驗和教訓的總結,結合典型范例對體育場圍網的設計方法進行論述,并提出一些構造要求。

          1.前言

          隨著國民經濟的發展,人們對健康生活的追求越來越強烈,體育鍛煉與活動成為時尚與高品質生活的重要內容,為滿足市民和學生對運動場所的需求,很多城市、學校和社區都在建設或者正在籌建室外體育場。室外體育場多用圍網圍

          護。圍網的主要作用表現在如下4 個方面:

          (1)將體育場與場外場地分隔開;

          (2)分隔體育場內不同項目區域,使不同項目同時進行時不至于相互干擾;

          (3)便于體育場管理;

          (4)美化環境。

          體育場圍網是體育場的輔助設施,但也是體育場的重要組成部分,直接關系到體育場的服務水平、場內人員安全和使用年限。由于沒有專門的設計規范規定圍網的設計方法,加之有的設計人員對圍網設計不夠重視,圍網傾覆也時有發生。筆者根據體育場項目的管理經驗,對體育場圍網結構的設計方法進行論述,并提出一些圍網的構造要求。下面的計算過程數據取值以天津海河教育園區為例。

          2.常見體育場圍網施工的樣式

          下圖是體育場常用的圍網樣式,下面提出的設計方法也基于這種樣式的構想。

        圖片1.png 

          3.體育場圍網施工所受荷載的特點

          圍網矗立于室外環境中,主要承受的荷載是風荷載;足球、籃球等球類的沖擊荷載在強度計算時體現在分項系數中,可以不用單獨考慮;圍網距離比賽區域有一定的安全距離,正常情況下也不必考慮人的撞擊及場外車輛的撞擊,但應該留有一定的安全儲備。圍網在風荷載作用下必須牢固穩定,如發生傾覆或破壞可能會造成圍網附近人員的傷亡,所以,設計時必須進行圍網立柱的彎拉和抗剪強度驗算,根據構造要求保證圍網的剛度和穩定性。

          4.體育場圍網施工強度驗算

          (1)確定風荷載標準值

         

          Wk-風荷載標準值(kN/m2)

          βgz-高度Z處的陣風系數

          μst-風荷載換算體型系數

          μz-風壓高度變化系數

          W0-基本風壓(kN/m2)

          βgz、μstμz可以從《建筑結構荷載規范》附表中直接查取或根據實際情況計算分析求得。W0w 也可以從《建筑結構荷載規范》附表和基本風壓圖中查取,當規范中查不到時,可以參照附近類似地區取用,也可以根據當年最大風速觀測資料按照基本風壓的定義,通過統計分析確定。

          體育場建在市區內,地面粗糙度為C 類,圍網高度為5m 以下,故陣風系數βgz應取2.30,風壓高度變化系數μz應取0.74。

          目前規范沒有規定網狀結構的換算體型系數計算方法,可以參照類似結構計算并考慮圍網的阻風性質確定。

          例如,圍網的孔格為方形,尺寸為5×5cm,網絲直徑為4mm。每片網片的框架(輪廓)尺寸為3×2m。則網片的擋風系數為:

         

          其中An為網絲的投影面積,A為網片輪廓面積。

          體型系數Us取為1.2

          則計算體型系數Usj=φ·us=0.16×1.2=0.192

          圍網為網狀結構,當空氣流通過圍網時,會產生一種網面效應,即風阻面積要大于圍網絲、圍網框架以及立柱的凈面積之和。造成網面效應的原因是圍網絲、圍網框架和立柱都是小圓形斷面且相互之間凈距較小,空氣流體穿過圍網孔格時圍繞圍網絲等小間距的小圓形斷面形成復雜的紊流并相互干擾,這種紊流與干擾會對圍網面產生附加的拖拽作用,就好像圍網絲直徑增大網孔變小而使風阻面積增大一樣。這種拖拽作用對于圍網來說不可忽略。根據經驗,計算體型系數應適當增大,增大系數f值取為1.82.0比較適當,風速大的地區取高值,風速小的地區取低值。則換算體型系數μst=f·μsj=2.0x0.192=0.384

          基本風壓參照天津市區50年一遇取用,W00.50kN/m2。

          將上述系數和基本風壓代入式4-1,得

         

          (2)計算風阻面積

          如上圖所示樣式,為了達到美觀效果,立柱擬采用Q235B 材質Φ76 鋼管,高4.0m,圍網框架擬采用Q235B 材質Φ48 鋼管。取一根立柱及其兩側各兩個半片圍網進行計算,風阻面積為立柱、網片框架、網絲三者的凈投影面積之和。故,

         

         

          (3)計算立柱鋼管壁厚和強度

          按最不利情形即風荷載法向作用于圍網考慮。圍網為對稱結構,相當于風荷載會在立柱的形心點形成一個集中荷載。集中荷載的大小為:

         

          集中荷載P在柱腳處產生的彎矩為:

         

          Φ76 壁厚為3mm 的鋼管的截面模量W 12.08cm3

          單向受彎構件的強度計算公式為:

         

          彎拉強度滿足要求。

          (4)抗剪強度驗算

          抗剪強度驗算依據公式

         

          滿足抗剪強度要求。事實上,風荷載在圍網立柱上產生的剪應力相對于鋼管的抗剪強度是很小的,故設計人員可以不必驗算抗剪強度。

          5.體育場圍網施工構造及施工要求

          (1)為保證圍網有足夠的剛度,避免產生令人擔心的搖晃現象,圍網立柱直徑應不小于70mm,立柱壁厚不小于3mm。筆者建議盡量采用壁厚4mm 鋼管。

          (2)立柱下獨立基礎的尺寸不小于300×300×450mm,混凝土強度不小于C30。施工時應支模板現澆或采用預制基礎。如不支模板而直接用土?,F澆,則基坑開挖必須規則,避免挖鍋底形基坑,否則在基底易形成滑動面,在風荷載作用下極易傾覆。

          (3)立柱與預埋鐵件可采用螺栓連接或焊接,焊接時必須沿管周滿焊,并分段對稱焊接,防止變形過大立柱不直立。

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