Vibration problems of an example of temporary steel grandstand under human-induced excitation

Lighter and slender structural members of a typical grandstand leads to a significant reduction in the frequencies, that is why such structures are more easily induced to vibrations. The aim of the present paper is to show the results of the experimental tests and the numerical analyses focused on the behaviour of a part of a typical temporary steel grandstand under dynamic loads. The peak values of accelerations of a steel scaffolding grandstand under human-induced excitation have been determined and compared with the limit values concerning the perception of vibrations by people. The results of the study indicate that the human-induced excitation may induce structural vibrations which substantially exceed the allowable limits.

Coraz bardziej powszechne staje się stosowanie trybun stalowych podczas różnego rodzaju koncertów i imprez sportowych, podczas których konstrukcje te są narażone na oddziaływania dynamiczne wywołane przez przebywających na nich ludzi. Lekkie i smukłe elementy, z jakich wykonane są trybuny stalowe przyczyniają się do niskich wartości częstotliwości drgań własnych konstrukcji, przez co łatwiej wzbudzić je do drgań. W niniejszym artykule przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych i analiz numerycznych dotyczące zachowania się przykładowej tymczasowej trybuny stalowej poddanej oddziaływaniom dynamicznym wywołanym przez ludzi. Podczas eksperymentalnych badań polowych, analizowany fragment konstrukcji wzbudzano do drgań poprzez poziome wychylenie górnej części konstrukcji celem wyznaczenia wartości dominującej częstotliwości drgań własnych. Z kolei, przeprowadzone analizy numeryczne obejmowały analizę modalną oraz analizę dynamiczną trybuny stalowej obciążonej tłumem skaczących widzów. Maksymalne wartości przyspieszeń konstrukcji poddanej dynamicznym oddziaływaniom ludzi porównano z wartościami granicznymi określonymi w literaturze. Na tej podstawie przeanalizowano wpływ drgań konstrukcji na komfort oraz samopoczucie widzów. Uzyskane wyniki wskazują, iż generowane podczas drgań wartości przyspieszeń znacznie przekraczają wartości dopuszczalne.