室內(nèi)臨時冰場冰面支承的復合木箱結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種臨時鋪設(shè)室內(nèi)冰場冰面所需的可拆裝式冰下支承結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]2022年冬奧會、冬季殘奧會期間，水立方內(nèi)將舉辦冰壺和輪椅冰壺比賽。為配合冬奧場館要求，水立方內(nèi)部場館將進行改造，將室內(nèi)游泳場館臨時轉(zhuǎn)換成冰上項目的場館。這就需要在原有常規(guī)場館的場地上構(gòu)建冰面及其下部基礎(chǔ)，冰上項目完成以后再恢復場地原貌。在改建與恢復的過程中均不能破壞原有場地。同時考慮場館的運行需求，要求能夠快速地隨時完成功能上的轉(zhuǎn)換。
[0003]在場館的原有場地上建設(shè)冰面基礎(chǔ)的常規(guī)方案很多，如堆積各類砌塊、搭設(shè)鋼結(jié)構(gòu)或混凝土結(jié)構(gòu)框架并上托保溫板或溫控板，或者在原地面上做防水直接澆冰等。但這些方法均不具備通用性與靈活性，或裝拆周期長，或基礎(chǔ)笨重難以在室內(nèi)展開大型施工機械操作，或?qū)υ袌龅負p害嚴重，或基礎(chǔ)材料無法重復安裝利用。種種弊端不利于場地功能的隨時轉(zhuǎn)換，不具備較好的經(jīng)濟效益，也不符合綠色環(huán)保的發(fā)展主旋律。
[0004]因此有必要開發(fā)一種室內(nèi)臨時冰場冰面支承的高效節(jié)能方案，要求冰面下部基礎(chǔ):1、具有足夠的承載力和剛度，能夠在冰上運動進行過程中和澆冰等維護過程中，確保冰面不開裂、無顫動、無噪音;2、具有較好的隔熱保溫性能，能夠盡量減少冰層制冷過程中與地面的溫度交換，靈敏地調(diào)節(jié)冰層溫度，并確保場館地面上的原有結(jié)構(gòu)不受凍開裂與脫落；
3、拆裝方便、存儲運輸方便、并可重復利用，要求基礎(chǔ)必須是可裝配式的，可以在不使用大型機械設(shè)備的情況下快速完成拆裝;4、建設(shè)成本具有較好的經(jīng)濟性，造價控制在場館運營可接受的范圍內(nèi)。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型提供一種室內(nèi)臨時冰場冰面支承復合木箱結(jié)構(gòu)，能夠使冰面對下部支承結(jié)構(gòu)在力學、熱學和經(jīng)濟性等方面達到技術(shù)指標的要求，使冰面的下部基礎(chǔ)具有承載力高、整體剛度大、隔熱保溫效果好、現(xiàn)場拆裝方便、存儲運輸方便、制作成本低等優(yōu)勢。
[0006]本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0007]這種室內(nèi)臨時冰場冰面支承復合木箱結(jié)構(gòu)，包括在平面內(nèi)拼組的木箱單元，所述木箱單元包括上層面板、下層面板、主肋板、次肋板、支承肋板、柔性隔熱材料和鉸支座；
[0008]所述木箱單元的平面形狀為正方形，主肋板設(shè)置于木箱單元的四邊，次肋板在木箱單元內(nèi)部平行間隔設(shè)置，次肋板與主肋板由連接件和緊固件固定連接，支承肋板與各次肋板垂直連接；
[0009]所述主肋板、次肋板和支承肋板形成的區(qū)格內(nèi)填充有柔性隔熱材料；
[0010]所述上層面板與主肋板和次肋板的頂邊固定連接，下層面板與主肋板和次肋板的底邊固定連接；
[0011 ]所述鉸支座連接于木箱單元的底面四角處；
[0012]所述連接件包括U形的腹板、從腹板的兩側(cè)面對稱延伸出來的翼緣以及從翼緣的上端部背向腹板彎折而成的鉤頭，所述腹板、翼緣和鉤頭上均開有間隔分布的連接孔；
[0013]所述連接件的腹板承托在次肋板的端部、并通過第一緊固件與次肋板連接，所述連接件的翼緣緊貼主肋板、并通過第二緊固件與主肋板連接，所述連接件的鉤頭鉤掛在主肋板上、并通過第三緊固件與主肋板連接。
[0014]所述主肋板與相鄰主肋板之間采用卯榫式連接。
[0015]所述支承肋板與次肋板之間由氣釘和結(jié)構(gòu)膠固定連接。
[0016]所述上層面板與主肋板和次肋板由結(jié)構(gòu)膠粘接并用螺釘固定;下層面板與主肋板和次肋板由結(jié)構(gòu)膠粘接并用螺釘固定。
[0017]所述上層面板和下層面板為多層膠合木板，構(gòu)成多層膠合木板的各層單板木紋相互垂直。
[0018]所述柔性隔熱材料為擠塑板或玻璃棉。
[0019]所述連接件的翼緣下端面與腹板平齊，鉤頭高出腹板。
[0020]所述次肋板與主肋板連接的緊固件還包括從節(jié)點處依次穿過主肋板和次肋板的第四緊固件。
[0021]所述木箱單元的底面四角處設(shè)有豎向的貫通圓洞；
[0022]所述鉸支座包括角底鋼板、鋼套管和調(diào)平螺栓；
[0023]所述角底鋼板水平設(shè)置，并且角底鋼板上開有螺釘孔和孔洞，角底鋼板通過穿在螺釘孔中的螺釘固定連接在木箱單元的底面上；
[0024]所述鋼套管有內(nèi)螺紋，鋼套管由下向上嵌入在木箱單元上的貫通圓洞中，并且鋼套管的下端固定連接在角底鋼板上并與孔洞相通；
[0025]所述調(diào)平螺栓螺紋連接在所述鋼套管中，并且調(diào)平螺栓的上端設(shè)有小六角頭，調(diào)平螺栓的下端面為球面。
[0026]所述貫通圓洞中、所述鋼套管的上方嵌入有薄壁襯管，所述薄壁襯管中填充有保溫隔首材料。
[0027]本實用新型的有益效果如下:
[0028]本實用新型以平面為正方形的密肋木箱單元作為冰面的下部基礎(chǔ)，木箱單元主要由上層面板、下層面板、主肋板和次肋板組成，并能形成一個可以共同受力的整體。木箱單元又可以自由拼組成室內(nèi)冰場冰面的支承面，維持室內(nèi)冰場冰面的正常工作，可以反復拆裝、重復使用。木箱單元能夠承擔冰面自重、制冷設(shè)施和澆冰設(shè)備自重、運動員使用荷載，并能同時保證維持冰面正常工作所需的剛度和保溫性能。
[0029]從受力角度看，上下面板主要用于承擔彎矩，肋板主要用于承擔剪力，次肋板同時具有減小面板跨度和將豎向剪力傳遞至主肋板的作用，可以根據(jù)受力需要在一個木箱單元中設(shè)置多道次肋板。支承肋是用來維持次肋板之間的形狀和穩(wěn)定，不起傳力作用。主肋板位于木箱周邊，負責將次肋板傳來的剪力傳遞給角部支座。木箱單元在四個角部的支座區(qū)使用四點簡支形式，支承于下部結(jié)構(gòu)或室內(nèi)地面。在四角處設(shè)置的鉸支座可以調(diào)節(jié)整個單元的標高和調(diào)平整個單元平面。
[0030]上、下層面板使用多層木紋相互垂直的薄板膠合而成，從而使面板在面內(nèi)的兩個水平方向都具有較高的抗拉壓承載力。上下面板之間的主次肋組成的區(qū)格內(nèi)根據(jù)隔熱要求填充柔性保溫材料，如擠塑板、玻璃棉等。由于木箱的面板和肋板木材本身的導熱系數(shù)不大，肋板在木箱平面內(nèi)所占的面積也很小，配合肋板區(qū)格內(nèi)的導熱系數(shù)更小的隔熱材料，可以實現(xiàn)整體復合木箱單元具有不超過0.3W/(m2.K)的平均傳熱系數(shù)，從而最大限度地減小冰面下部的熱交換。為減小木箱內(nèi)部的空氣對流，保溫材料需充滿每個區(qū)格，減小區(qū)格內(nèi)部的空氣體積。
[0031]本實用新型設(shè)計的連接件采用了掛鉤式的形狀，一側(cè)是與主肋板掛接的鉤頭、一側(cè)是承托次肋板的腹板，結(jié)構(gòu)簡潔;通過特定形狀的薄金屬板，如鋼板，連續(xù)冷加工彎折而成，制作簡單，根據(jù)次肋板可能傳遞的最大剪力，連接件厚度和寬度按連接件鋼材的有效截面抗拉計算和主次肋板木材的局壓計算來確定;掛鉤式抗剪連接件是主次肋節(jié)點連接處的主要傳力構(gòu)件，而配合抗剪連接件使用的螺栓和螺釘并不傳遞剪力，僅起到安裝、定位的作用。
[0032]本實用新型的抗剪連接件用于連接在次肋板和主肋板之間，可以有效地將次肋板的豎向剪力傳遞給與之垂直的主肋板，將次肋板的端部剪力轉(zhuǎn)化為次肋板端部的局部承壓力，并傳遞給抗剪連接件，再通過抗剪連接件的抗拉力，傳遞給主肋板。在連接節(jié)點位置的主肋板同樣處于局部受壓狀態(tài)，有效解決次肋板與主肋板之間抗剪連接件承載力不足的問題，節(jié)點抗剪承載力可以與主次肋板截面等強，增強了連接節(jié)點位置的連接整體性。由于采用抗剪連接件連接主次肋板，無需過多的抗剪螺栓或者螺釘，對主、次肋板的截面均無實質(zhì)性削弱。
[0033]本實用新型在次肋板與主肋板之間傳遞剪力時，通過掛鉤式的抗剪連接件，將次肋板端部的剪力轉(zhuǎn)化成了次肋板與抗剪連接件之間的局部承壓，有效提高了節(jié)點連接處傳遞剪力的能力，實現(xiàn)了木結(jié)構(gòu)中次肋板連接于主肋板時等強的抗剪連接，避免使用大量的螺栓或螺釘連接同時減少了節(jié)點區(qū)尺寸，簡化連接的構(gòu)造形式以及次肋板與主肋板之間節(jié)點連接的做法，便于施工，提高了施工效率和連接強度，提高次肋板的利用效率，提高抗剪連接的可靠性，解決傳統(tǒng)抗剪螺栓或螺釘承載力不足的問題。
[0034]本實用新型中所述的鉸支座承載力高，同時高度調(diào)節(jié)，并且還具有構(gòu)造簡單、操作方便、可反復使用、使用非常靈活的優(yōu)點，適用于各類臨時搭建、可裝拆的、需重復使用的輕型木結(jié)構(gòu)平臺。如果有保溫、隔音要求時，鉸支座還能夠有效隔斷熱量和聲波的傳遞路徑，在支座安裝處實現(xiàn)了隔熱、隔音的功能。
[0035]本實用新型中所述的鉸支座設(shè)有具有內(nèi)螺紋的鋼套管，在鋼套管內(nèi)使用調(diào)平螺栓作為調(diào)平裝置，可實現(xiàn)理想鉸支座的特性。鋼套管底部使用角底鋼板與輕型木結(jié)構(gòu)平臺的下表面固定，可防止鋼套管自身轉(zhuǎn)動。鋼套管埋入輕型木結(jié)構(gòu)平臺角部預留的貫通孔洞中，可實現(xiàn)在輕型木結(jié)構(gòu)平臺上方俯身進行調(diào)平操作。所述調(diào)平螺栓也是傳力構(gòu)件，傳力路徑為調(diào)平螺栓、內(nèi)嵌的鋼套管、角底鋼板、輕型木結(jié)構(gòu)平臺的角部木方或木肋。
[0036]將鉸支座應(yīng)用于輕型木結(jié)構(gòu)平臺(比如室內(nèi)臨時冰場冰面支承的復合木箱結(jié)構(gòu)單元)中的四點簡支的角部支座上，解決了輕型木結(jié)構(gòu)平臺的小范圍高度調(diào)節(jié)和水平度調(diào)節(jié)的問題，使輕型木結(jié)構(gòu)平臺組成的輕型木結(jié)構(gòu)平臺裝拆方便，對場地的適用性強，并具有2t的承載能力和良好的隔熱隔首性能。
[0037]本實用新型解決了將既有體育場館地面改造為冰面的下部支承問題，在不破壞原有場地的前提下，使用復合木箱結(jié)構(gòu)能夠快速地完成功能上的臨時轉(zhuǎn)換，為將現(xiàn)有普通體育場館改造成冬季項目場館提供了一種技術(shù)上的可行方案。復合木箱結(jié)構(gòu)可以快速裝拆，搭設(shè)周期短，可以在3天內(nèi)完成約1800平方米的冰面下部支承。復合木箱結(jié)構(gòu)使用常規(guī)的木材、鋼材和連接件，在市場上取材方便，制作加工精度容易滿足要求。復合木箱結(jié)構(gòu)可以多次重復使用，節(jié)約室內(nèi)臨時冰面的建設(shè)費用70%以上。復合木箱結(jié)構(gòu)的形狀規(guī)則，便于存儲和運輸，可以節(jié)約庫存費和運輸費40%以上。復合木箱結(jié)構(gòu)具有良好的隔熱效果，能夠?qū)崿F(xiàn)冰面的快速制冷，并能有效減小溫度交換，可以節(jié)約能源50%以上。
【附圖說明】
[0038]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
[0039]圖1是木箱單元的平面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0040]圖2是圖1A-A剖面的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0041]圖3是圖1B-B剖面的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0042]圖4是木箱單元的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0043]圖5是面板與肋板連接的布釘示意圖。
[0044]圖6是木箱單元自由拼組成冰場支承面的示意圖。
[0045]圖7是連接件的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0046]圖8是主肋板和次肋板節(jié)點處的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0047]圖9是緊固件分布示意圖。
[0048]圖10是圖9A-A剖面的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0049]圖11是鉸支座的平面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0050]圖12是鉸