一种三折线双台阶预制混凝土看台板及设计方法
阅读说明：本技术 一种三折线双台阶预制混凝土看台板及设计方法 (Three-fold-line double-step precast concrete stand plate and design method ) 是由 王磊 姜广 宋煜 李�浩 吕雪源 姜伟 张东阳 左一泽 于 2020-05-11 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种三折线双台阶预制混凝土看台板,跨度方向为三条相连的折线段,宽度方向自上而下包含一体浇筑的台阶一和台阶二两个台阶,看台板中部为人行踏步,包括上部的凹踏步和下部的凸踏步,看台板跨度方向的两端支撑于阶梯型现浇斜梁上,阶梯型现浇斜梁两侧的看台板拼接找平,看台板与阶梯型现浇斜梁以及宽度方向相邻的上下看台板之间通过销栓浆锚连接固定,所有看台板拼接成半圆扇形看台,本发明的设计方法包括分块设计、三折线设计、踏步设计、连接节点设计、结构设计、细部构造设计、预埋件设计。本发明模拟看台弧形效果程度高,灵活地实现了凹踏步看台板构件组合,看台板安装速度快、施工功效高,并且看台板之间拼缝少,整体观感好。(The invention discloses a three-fold-line double-step precast concrete stand plate, which has three connected fold line segments in the span direction, the width direction comprises a first step and a second step which are integrally poured from top to bottom, the middle part of the stand plate is a walking step and comprises a concave step at the upper part and a convex step at the lower part, two ends of the stand plate in the span direction are supported on a step-shaped cast-in-place inclined beam, stand plates at two sides of the step-shaped cast-in-place inclined beam are spliced and leveled, the stand plate, the step-shaped cast-in-place inclined beam and an upper stand plate and a lower stand plate which are adjacent in the width direction are connected and fixed through a bolt slurry anchor, and all the stand plates are spliced into a semicircular fan-shaped stand. The invention has high arc effect degree of the simulation stand, flexibly realizes the combination of the concave stepping stand plate components, has high stand plate installation speed and high construction efficiency, has few abutted seams among the stand plates and has good integral impression.)
技术领域
本发明涉及看台板技术领域，具体涉及一种三折线双台阶预制混凝土看台板及设计方法。
背景技术
一般规模较大、建筑质量水平较高的体育场馆大多采用预制混凝土看台技术，预制相比现浇既有节约模板投入、减少现场湿作业量、施工进度快、外型美观、构件耐久性好、社会环境效益好等优点，又能消除超长结构应力复杂开裂风险。随着我国大力推行装配式建筑，绿色施工理念逐渐深入，国际国内体育赛事日渐火爆，预制混凝土体育看台技术应用前景将越来越广。
目前国内弧形看台预制工程，大多用直线形看台板拼装，个别工程采用弧形看台板，基本都为单台阶预制看台板。直线型看台弧形模拟程度较低，弧形看台板制作难度大、成本高，单台阶预制看台在工期紧、体量大的工程中工期优势不明显。另外，国内目前预制看台工程单独预制踏步板安装在看台板上，这种方式拼缝多不美观，也不适用于凹踏步看台。因此需要提出一种既能很好模拟弧形看台，制作成本低，又能较少拼缝，同样又能适用凹踏步看台的预制混凝土看台板及设计方法。
发明内容
本发明目的在于提出一种三折线双台阶预制混凝土看台板及设计方法，以解决背景技术中存在的问题。
为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：
一种三折线双台阶预制混凝土看台板，跨度方向为三条相连的折线段，折线段的三折点处设有折角，宽度方向自上而下包含一体浇筑的台阶一和台阶二两个台阶，所述台阶一的上下两端分别设有两道肋梁，所述肋梁沿跨度方向贯通分布，包括看台板板底之上的上反梁和看台板板底之下的下反梁，所述看台板跨度方向的两端支撑于阶梯型现浇斜梁上，阶梯型现浇斜梁两侧的看台板拼接找平，看台板与阶梯型现浇斜梁以及宽度方向相邻的上下看台板之间通过销栓浆锚连接固定，所有看台板拼接成半圆扇形看台；
所述半圆扇形看台沿环向间隔设有人行踏步，所述人行踏步设于看台板中间，包括分别设于台阶一上下两端的凹踏步和凸踏步，看台板上部内凹踏步为三步台阶，包括两级凹踏步和上部看台板，上级凹踏步的踏板向前延伸形成凹踏步挑板作为上下看台板的连接面，所述凹踏步和凸踏步与看台板整体预制。
优选地，所述肋梁高度由结构受力模型计算确定，上反梁高度由看台台阶高度确定，下反梁高度等于肋梁高度减去上反梁高度，由于下反梁高度较大，为了方便看台板的安装，下反梁到阶梯型现浇斜梁位置处高度需变小，所述下反梁两端设有斜坡，其高度沿斜坡逐渐变小，以保证看台板搭在阶梯型现浇斜梁顶部。
优选地，所述看台板位于下反梁斜坡外侧的部分通过找平砂浆与橡胶垫块搭接在阶梯型现浇斜梁上，看台板与阶梯型现浇斜梁之间缝隙高度为40mm，预制看台板之间的缝隙宽度为20mm，看台板标高由找平砂浆与橡胶垫块调整。
优选地，所述看台板上设有预埋套筒，所述阶梯型现浇斜梁对应预埋套筒位置预留安装孔，所述安装孔内设有与预埋套筒相适配的销栓埋件，所述销栓埋件一端螺纹连接在预埋套筒内，另一端通过高强无收缩水泥基灌浆料锚固在安装孔内。
优选地，所述上部看台板上设有预埋套筒，所述下部看台板对应预埋套筒位置预留安装孔，所述安装孔内设有与预埋套筒相适配的销栓埋件，所述销栓埋件一端螺纹连接在预埋套筒内，另一端通过高强无收缩水泥基灌浆料锚固在安装孔内，上下看台板之间缝隙高度为20mm，为了保证上下看台板连接的稳固性，凹踏步挑板上销栓浆锚连接点数量不少于两处。
优选地，所述看台板外露阳角设计为10×10倒角，外露阴角设计为R20圆弧倒角，其中人行踏步阴角设计为R20圆弧倒角或不设计为圆弧倒角；所述看台板设于室外露天环境时，所述台阶一和台阶二设置1%的排水坡度，位于台阶一上端的肋梁顶面设置梁上企口，台阶二前端底面设置与梁上企口相匹配的板下企口，上下看台板连接缝通过防水密封材料封口，所述看台板设于室内环境时，看台板不进行防排水构造设置。
优选地，所述肋梁宽度为200mm，自上而下依次设有肋梁上铁纵筋、肋梁腰筋和肋梁下铁纵筋，所述肋梁上铁纵筋、肋梁腰筋和肋梁下铁纵筋通过肋梁箍筋和拉筋连接固定；所述台阶一和台阶二的面板厚度均为100mm，其面板配置双层双向板分布筋；所述人行踏步踏板纵向配筋与肋梁纵向配筋方案相同，凹踏步挑板通过凹踏步挑板箍筋和拉筋实现纵向配筋连接固定，凸踏步通过凸踏步箍筋和拉筋实现纵向配筋连接固定。
优选地，为了方便看台板的运输和安装，所述上反梁上间隔设有吊装内螺母，为了方便看台板的脱模和反转，下反梁上间隔设有脱模反转埋件。
另外，本发明还提供了上述的一种三折线双台阶预制混凝土看台板的设计方法，包括以下步骤，
步骤一：预制看台板分块设计，根据少规格多组合的分块原则，将整个半圆环扇形看台沿环向拆分为n跨看台板块，使每跨看台板的圆心角尽可能相等、人行踏步处于看台板构件跨中，若不能完全均等分，中间设计为n-2等跨的跨度较大看台板，两边分别为1小跨看台板，看台下相应布置n-1道阶梯型现浇斜梁，每跨看台板支撑于阶梯型现浇斜梁上，看台的每两个台阶作为一块预制看台板，每跨看台由跨度不同的预制看台板上下互相搭接而成，其中n的取值根据建筑效果和吊运设备起吊重量确定；
步骤二：预制看台板三折线设计，找出径向阶梯型现浇斜梁的轴线与看台弧线所夹圆弧的三等分点作为三折点，然后将径向阶梯型现浇斜梁的轴线与看台圆弧相交的两点和对应的三折点相连，形成两条三折线，再向此三折线方向偏移阶梯型现浇斜梁的轴线，偏移距离为半个板缝宽度，所述两条三折线与偏移后的轴线形成三折线双台阶预制看台板；
步骤三：预制看台板人行踏步设计，下部看台板的台阶一与上部看台板连接处为凹踏步，台阶二与台阶一连接处为凸踏步；
步骤四：预制看台板与阶梯型现浇斜梁连接点设计，所述看台板跨度方向的两端支撑于阶梯型现浇斜梁上，阶梯型现浇斜梁两侧的看台板拼接找平并通过销栓浆锚连接固定；
步骤五：上下预制看台板连接节点设计，调整上下看台板的连接板缝至设计宽度并通过销栓浆锚连接固定；
步骤六：预制看台板结构设计，所述看台板为双台阶整体预制，整体性好，按照单台阶看台板进行结构受力计算和配筋，为简支结构受力模型，非抗震设计，结构重要性系数1.1，荷载包括自重、活荷载和附加恒荷载（吊挂荷载），取值符合设计和规范要求，预制看台板正常使用状态下裂缝宽度不大于0.15mm，挠度小于L/300，其中L为预制看台板跨度；
步骤七：预制看台板细部构造设计，根据所述看台板安装环境及观感质量标准，确定看台板细部节点的防排水设计及阴阳角倒角设计；
步骤八：预制看台板预埋件设计，根据看台板脱模、运输和连接固定需求，在看台板上设计相应的预埋件。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1、本看台板设计采用三折线双台阶、踏步与看台整体预制设计方法，模拟看台弧形效果程度高，且看台板之间的拼缝少，看台安装完毕后观感效果好；
2、本看台板及设计方法实现了复杂踏步看台的预制方案，灵活地实现了凹踏步看台板构件组合；
3、本看台板设计方法将看台跨度均分，符合装配式建筑减少构件种类的设计要求，可有效降低设计、加工和安装难度，降低成本；
4、本看台板设计方法将踏步位置设计在构件跨中，并与构件整体预制，不需在踏步处设拼缝和现浇斜梁，降低了工程成本；
5、本看台板生产过程中模具周转使用率高，提高了构件生产效率，单次吊装两个台阶，施工速度快，施工功效高。
附图说明
通过结合以下附图所作的详细描述，本发明的上述和/或其他方面和优点将变得更清楚和更容易理解，这些附图只是示意性的，并不限制本发明，其中：
图1为本发明涉及的一种三折线双台阶预制混凝土看台板的顶面结构示意图；
图2为本发明涉及的一种三折线双台阶预制混凝土看台板的底面结构示意图；
图3为本发明涉及的一种三折线双台阶预制混凝土看台板的设计方法的平面分块示意图；
图4为本发明涉及的一种三折线双台阶预制混凝土看台板的设计方法的三折线设计示意图；
图5为本发明涉及的一种三折线双台阶预制混凝土看台板的设计方法的踏步设计示意图；
图6为本发明涉及的一种三折线双台阶预制混凝土看台板与阶梯型现浇斜梁连接节点结构示意图；
图7为本发明涉及的一种三折线双台阶预制混凝土看台板的上下看台板连接节点结构示意图；
图8为本发明涉及的一种三折线双台阶预制混凝土看台板沿宽度方向的剖面结构示意图；
图9为本发明涉及的一种三折线双台阶预制混凝土看台板非人行踏步位置配筋示意图；
图10为本发明涉及的一种三折线双台阶预制混凝土看台板中部人行踏步位置配筋示意图。
附图标记：1-三折点、2-台阶一、3-台阶二、4-肋梁、401-上反梁、402-下反梁、5-凹踏步、6-凸踏步、7-凹踏步挑板、8-板下企口、9-梁上企口、10-安装孔、11-预埋套筒、12-销栓埋件、13-高强无收缩水泥基灌浆料、14-吊装内螺母、15-脱模反转埋件、16-肋梁上铁纵筋、17-肋梁腰筋、18-肋梁下铁纵筋、19-肋梁箍筋、20-板分布筋、21-凹踏步挑板箍筋、22-凸踏步箍筋、23-拉筋、24-防水密封材料、25-阶梯型现浇斜梁、26-找平砂浆与橡胶垫块。
具体实施方式
在下文中，将参照附图描述本发明的一种三折线双台阶预制混凝土看台板及设计方法的实施例。在此记载的实施例为本发明的特定的具体实施方式，用于说明本发明的构思，均是解释性和示例性的，不应解释为对本发明实施方式及本发明范围的限制。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本申请权利要求书和说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何显而易见的替换和修改的技术方案。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“一”、“二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
本说明书的附图为示意图，辅助说明本发明的构思，示意性地表示各部分的形状及其相互关系。请注意，为了便于清楚地表现出本发明实施例的各部件的结构，各附图之间并未按照相同的比例绘制。相同的参考标记用于表示相同的部分。
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实施例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。下面结合图1-10，对本发明的优选实施例作进一步详细说明：
如图1-2所示，本发明优选的一种三折线双台阶预制混凝土看台板，单块看台板跨度方向为三条相连的折线段，折线段的三折点1处设有折角，宽度方向自上而下包含一体浇筑的台阶一2和台阶二3两个台阶，所述台阶一2的上下两端分别设有两道肋梁4，所述肋梁4沿跨度方向贯通分布，包括看台板板底之上的上反梁401和看台板板底之下的下反梁402，由于下反梁402高度较大，为了方便看台板的安装，下反梁402到阶梯型现浇斜梁25位置处高度需变小，在下反梁402两端设置斜坡，其高度沿斜坡逐渐变小，以保证看台板搭在阶梯型现浇斜梁25顶部，所述看台板跨度方向的两端支撑于阶梯型现浇斜梁25上，阶梯型现浇斜梁25两侧的看台板拼接找平，看台板与阶梯型现浇斜梁25以及宽度方向相邻的上下看台板之间通过销栓浆锚连接固定，所有看台板拼接成半圆扇形看台；
所述半圆扇形看台沿环向间隔设有人行踏步，所述人行踏步设于看台板中间，包括分别设于台阶一2上下两端的凹踏步5和凸踏步6，所述凹踏步5和凸踏步6与看台板整体预制。
本发明涉及的上述一种三折线双台阶预制混凝土看台板的设计方法，包括以下步骤，
步骤一：预制看台板分块设计，如图3所示，根据少规格多组合的分块原则，将整个半圆环扇形看台沿环向拆分为n跨看台板块，使每跨看台板的圆心角尽可能相等、人行踏步处于看台板构件跨中，若不能完全均等分，中间设计为n-2等跨的跨度较大看台板，两边分别为1小跨看台板，看台下相应布置n-1道阶梯型现浇斜梁25，每跨看台板支撑于阶梯型现浇斜梁25上，看台的每两个台阶作为一块预制看台板，每跨看台由跨度不同的预制看台板上下互相搭接而成，其中n的取值根据建筑效果和吊运设备起吊重量确定；
步骤二：预制看台板三折线设计，如图4所示，找出径向阶梯型现浇斜梁25的轴线与看台弧线所夹圆弧的三等分点作为三折点1，然后将径向阶梯型现浇斜梁25的轴线与看台圆弧相交的两点和对应的三折点1相连，形成两条三折线，再向此三折线方向偏移阶梯型现浇斜梁25的轴线，偏移距离为半个板缝宽度，所述两条三折线与偏移后的轴线形成三折线双台阶预制看台板；
步骤三：预制看台板人行踏步设计，如图5所示，下部看台板的台阶一2与上部看台板连接处为凹踏步5，台阶二3与台阶一2连接处为凸踏步6，看台板上部内凹踏步为三步台阶，包括两级凹踏步5和上部看台板，上级凹踏步5的踏板向前延伸形成凹踏步挑板7作为上下看台板的连接面，凹踏步挑板7宽度必须满足与上部看台板形成连接面，下部外凸踏步为两步台阶，包括凸踏步6和台阶一2，凸踏步6与看台板设计为一体；
步骤四：预制看台板与阶梯型现浇斜梁25连接点设计，如图6所示，所述看台板位于下反梁402斜坡外侧的部分通过找平砂浆与橡胶垫块26支撑在阶梯型现浇斜梁25上，看台板与阶梯型现浇斜梁25之间缝隙高度宜为40mm，预制看台板之间的缝隙宽度宜为20mm，看台板标高由找平砂浆与橡胶垫块26调整，如图5所示，所述看台板上设有预埋套筒11，所述阶梯型现浇斜梁25对应预埋套筒11位置预留安装孔10，所述安装孔10内设有与预埋套筒11相适配的销栓埋件12，所述销栓埋件12一端螺纹连接在预埋套筒11内，另一端通过高强无收缩水泥基灌浆料13锚固在安装孔10内，安装时，先在预埋套筒11内拧入销栓埋件12，然后将销栓埋件12下端插入对应安装孔10内，并在安装孔10内浇入高强无收缩水泥基灌浆料13将销栓埋件12锚固在安装孔10内；
步骤五：上下预制看台板连接节点设计，如图7所示，所述上部看台板上设有预埋套筒11，所述下部看台板对应预埋套筒11位置预留安装孔10，所述安装孔10内设有与预埋套筒11相适配的销栓埋件12，所述销栓埋件12一端螺纹连接在预埋套筒11内，另一端通过高强无收缩水泥基灌浆料13锚固在安装孔10内，上下看台板之间缝隙高度宜为20mm，为了保证上下看台板连接的稳固性，凹踏步挑板7上销栓浆锚连接点数量不少于两处；
步骤六：预制看台板结构设计，所述看台板为双台阶整体预制，整体性好，结构受力计算和配筋可按照单台阶看台板进行，为简支结构受力模型，非抗震设计，结构重要性系数1.1，荷载包括自重、活荷载和附加恒荷载（吊挂荷载），取值符合设计和规范要求，预制看台板正常使用状态下裂缝宽度不大于0.15mm，挠度小于L/300，其中L为预制看台板跨度，根据上述结构设计方法确定肋梁4高度和配筋，如图9、图10所示，所述肋梁4宽度宜为200mm，上反梁401高度由看台台阶高度确定，下反梁402高度等于肋梁4高度减去上反梁401高度，肋梁4自上而下依次设有肋梁上铁纵筋16、肋梁腰筋17和肋梁下铁纵筋18，所述肋梁上铁纵筋16、肋梁腰筋17和肋梁下铁纵筋18通过肋梁箍筋19和拉筋23连接固定；所述台阶一2和台阶二3的面板厚度宜为100mm，其面板配置双层双向板分布筋20；所述人行踏步踏板纵向配筋与肋梁4纵向配筋方案相同，凹踏步挑板7通过凹踏步挑板箍筋21和拉筋23实现纵向配筋连接固定，凸踏步6通过凸踏步箍筋22和拉筋23实现纵向配筋连接固定；
步骤七：预制看台板细部构造设计，如图7、图8所示，所述看台板外露阳角设计为10×10倒角，外露阴角设计为R20圆弧倒角，且所述人行踏步阴角可不设计为圆弧倒角，所述看台板设于室外露天环境时，所述台阶一2和台阶二3设置1%的排水坡度，位于台阶一2上端的肋梁4顶面设置梁上企口9，台阶二3前端底面设置与梁上企口9相匹配的板下企口8，上下看台板连接缝通过防水密封材料24封口，所述看台板设于室内环境时，看台板不进行防排水构造设置；
步骤八：预制看台板预埋件设计，为了便于看台板脱模、运输和连接固定，所述下反梁402上间隔设有用于脱模和反转的脱模反转埋件15，上反梁401上间隔设有用于运输和安装的吊装内螺母14，台阶二2前端底面和看台板跨度方向两侧底面设有预埋套筒11，用于上下看台板之间以及看台板与阶梯型现浇斜梁25之间的连接固定。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。