Folkmassbelastning är den belastning som en konstruktion är dimensionerad för att bära när människorna på den står tätt ihop istället för utspridda, och enligt europeisk praxis uttrycks detta som en jämnt fördelad belastning i kilonewton per kvadratmeter. I nästan alla specifikationer anges 5 kN/m². Det är dock betydligt färre som anger varifrån siffran härrör, och det är just detta som avgör om den är rätt för den konstruktion som ska köpas in.
The question is not academic. The category assigned to a viewing platform, a walkway or a footbridge sets the deck thickness, the beam depth and the loads that reach the foundations, so a structure designed one category too low is cheaper to build and wrong to use.
Vilka kategorier gäller för områden som används av människor?
EN 1991-1-1 delar in användningsområden i kategorier, och tre av dessa avser situationer där människor samlas i större antal. Skillnaden mellan dem ligger inte i hur många personer som ryms, utan i vad dessa personer gör.
| Kategori | Vad det omfattar | Rekommenderad qk |
|---|---|---|
| C3 | Att transportera människor – inga hinder | 3,0–5,0 kN/m² |
| C4 | Fysisk aktivitet | 4,5 till 5,0 kN/m² |
| C5 | Stora folkmassor | 5,0–7,5 kN/m² |
Kategori C3 omfattar utrymmen utan hinder för rörelse: museer och utställningslokaler, tillträdesutrymmen i offentliga och administrativa byggnader, hotell och sjukhus samt stationsförgårdar. C4 omfattar områden där fysisk aktivitet förväntas, såsom danssalar, idrottshallar och scener. C5 omfattar områden som är utsatta för stora folkmassor, vilket standarden illustrerar med konserthallar, idrottshallar inklusive läktare, terrasser och tillträdesområden samt järnvägsplattformar.
En utsiktsplattform i en park klassificeras vanligtvis som C3 eller C4 beroende på hur den används, medan en plattform vid en evenemangsarena eller en flodövergång intill en idrottsarena klassificeras som C5. Kategoriernas formuleringar uppmuntrar till att man ägnar några minuter åt att verkligen fundera över årets mest besökta dag, snarare än den genomsnittliga dagen.
Varför 5 kN/m² är en rekommendation snarare än en regel
Värdena i tabellen är intervall, och det är avsiktligt att de är intervall. Eurokoden publicerar rekommenderade värden och överlåter det faktiska valet till varje land, som fastställer värdet i sin nationella bilaga. En specifikation som anger att konstruktionen ska dimensioneras för 5 kN/m² i enlighet med Eurokoden kan hänvisa till det korrekta nationella värdet eller ligga under det, och ingenting i själva meningen avslöjar vilket av alternativen som gäller.
Vid gränsöverskridande inköp är detta den vanligaste orsaken till problem. En konstruktion som tillverkas i ett land och installeras i ett annat måste uppfylla kraven i bilagan för det land där konstruktionen ska stå, inte för det land där den ritades, och den pålagda belastningen är just den typ av parameter som skiljer sig åt.
En bro är inte en byggnad
Ovanstående kategorier hämtas från den del av Eurokoden som behandlar byggnader. En gångbro är en bro, och trafikbelastningar på broar regleras i EN 1991-2, där den rekommenderade jämnt fördelade belastningen för en gångbro beror på den belastade längden snarare än på en användningskategori. Det rekommenderade uttrycket är qfk = 2,0 + 120 / (L + 30), med en nedre gräns på 2,5 kN/m² och en övre gräns på 5,0 kN/m².
Det är värt att förstå logiken bakom formeln, eftersom den förklarar ett resultat som vid första anblicken verkar felaktigt: ju längre spännvidd, desto lägre beräkningsbelastning per kvadratmeter. En tio meter lång spännvidd med full beläggning är vanligt förekommande, medan en hundra meter lång spännvidd med full beläggning och samma täthet inte är det, och Eurokoden återspeglar den sannolikheten istället för att låtsas att båda är lika troliga.
Den praktiska konsekvensen är att en utsiktsplattform och den gångbro som leder dit kan belastas med två olika konstruktionslaster och båda vara korrekta. Våra ingenjörer anger i beräkningspaketet vilket värde som gäller för vilken del av konstruktionen, eftersom konstruktionsnormen för själva aluminiumet förutsätter att belastningarna redan har fastställts på annat håll.
En folkmassa rör sig, och en stillastående figur beskriver inte det
Eurokoden lyfter uttryckligen fram dynamiska effekter för kategorierna C4 och C5, och anledningen är att människor i en folkmassa rör sig synkroniserat. Fotstegen på en livlig konstruktion tenderar att anpassa sig efter konstruktionens rörelser snarare än tvärtom, och effekten ökar med antalet personer, vilket är anledningen till att en plattform kan uppfylla alla statiska krav och ändå kännas oanvändbar när den är full.
Aluminiumkonstruktioner kräver särskild uppmärksamhet i detta sammanhang. Metallen är ungefär en tredjedel så styv som stål vid samma tvärsnitt, vilket innebär att det ofta är användbarheten snarare än hållfastheten som styr konstruktionen, och att den färdiga konstruktionens resonansfrekvens är en beräkningsparameter som bör anges i förväg snarare än att upptäckas först på invigningsdagen.
The parapet carries a load as well
I en specifikation riktas uppmärksamheten oftast mot däcket, medan räckverket betraktas som snickeriarbete. Så är dock inte fallet. Räcken och balustrader är konstruerade för en horisontell linjär belastning som påverkar i handräckets höjd, och där det finns risk för trängsel gäller den linjära belastningen enligt kategori C5 för räckverket även om själva däcket tillhör en lägre kategori.
Detta är den punkt som oftast saknas i anbudshandlingarna, och det är ett kostsamt förbiseende eftersom räckefästena och stolparna som bär upp dem är integrerade i däckkonstruktionen. Att lägga till kravet efter att tillverkningen har påbörjats innebär att man måste ändra däcket, inte räcket.
Vad en specifikation måste innehålla
Det ryms i fem rader. Ange användningskategori. Ange dimensioneringsvärdet i kN/m² och vilken nationell bilaga det härrör från. Ange om konstruktionen behandlas som en bro eller som en byggnad, eftersom det avgör vilken del av Eurokoden som anger belastningen. Ange den horisontella linjebelastningen för barriären. Ange slutligen om en dynamisk bedömning krävs och vilket komfortkriterium den färdiga konstruktionen måste uppfylla.
Det är just den sista raden som skiljer en specifikation som skrivits av någon som tidigare har beställt en konstruktion från en som skrivits utifrån en mall. Ett komfortkriterium förvandlar ett subjektivt klagomål till ett mätbart godkännandetest, och det kostar ingenting att ta med.
Innan plattformen utformas
Värdet 5 kN/m² är en rimlig utgångspunkt men en dålig slutpunkt. Det är ett rekommenderat värde inom ett intervall, där intervallet fastställs på nationell nivå, och för en konstruktion som betraktas som en bro beräknas värdet på ett helt annat sätt. Inget av detta är svårt, men inget av det sker av sig självt om anbudshandlingarna inte säger något om saken.
Våra ingenjörer granskar ett utkast till belastningsspecifikation innan den släpps ut på marknaden och anger vilka kategorier och värden som gäller i det land där installationen ska ske. Den utsiktsplattformar och gångbroar i aluminium De konstruktioner vi bygger utformas enligt den kategori som kunden anger, och de belastningar som används redovisas i beräkningsunderlaget så att kundens egen ingenjör kan kontrollera dem istället för att bara lita på uppgifterna.