水上樂園水滑梯鋼結(jié)構(gòu)的合理性探討
在設(shè)計(jì)水上樂園水滑梯的鋼結(jié)構(gòu)的時(shí)候,必須考慮^穩(wěn)定性的問題。如果穩(wěn)定性的不到解決就 會(huì)引發(fā)重大的安全事故，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失和人員的意外。由于鋼結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)涉及到各個(gè)方面 的很多因素。如何設(shè)計(jì)合理的渭梯鋼結(jié)構(gòu)一直是個(gè)難題。本文就影響鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的因素,鋼結(jié)構(gòu) 在穩(wěn)定性方面所要遵循的原則以及鋼結(jié)構(gòu)的加固方法鞘討水上樂園滑梯鋼結(jié)構(gòu)的合理性。
穩(wěn)定性一直是鋼結(jié)構(gòu)領(lǐng)域不斷研究的重 點(diǎn)。穩(wěn)定性是否解決也就決定了事故安全發(fā) 生的次數(shù)的多少。一旦水上樂園鋼結(jié)構(gòu)發(fā)生 失穩(wěn)的情況就會(huì)引發(fā)人身傷亡事故，造成不 必要的損失?；陬l發(fā)鋼結(jié)構(gòu)失穩(wěn)造成的安 全事故分析，主要有以下不足之處：設(shè)計(jì)人 員對(duì)鋼結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的性能了解的不夠，設(shè)計(jì) 經(jīng)驗(yàn)不足，沒有充分考慮荷載的種類；鋼結(jié) 構(gòu)工程項(xiàng)目在專業(yè)領(lǐng)域的理念有些欠缺；設(shè) 計(jì)者在面對(duì)不斷開發(fā)出來(lái)的新結(jié)構(gòu)時(shí)，不能 在短時(shí)間內(nèi)對(duì)這種結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面的了解，在 材料的選擇上也不能做出很好的評(píng)估。另外 在鋼結(jié)構(gòu)的運(yùn)用上，地下基礎(chǔ)方面的固定不 牢固也會(huì)影響鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。
1.影響鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的因素
結(jié)構(gòu)材料內(nèi)部抵抗力與在荷載間的不穩(wěn) 定狀態(tài)是影響鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的主要因素。由于 穩(wěn)定問題屬于變形問題。結(jié)構(gòu)體系和構(gòu)件本 身的穩(wěn)定決定了鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn) 定因素包括結(jié)構(gòu)體系的因素、構(gòu)件本身的因 素，由于外界環(huán)境的影響，還包括一些地下 基礎(chǔ)方面的影響。這樣我們可以把影響結(jié)構(gòu) 穩(wěn)定的因素分為三方面：結(jié)構(gòu)體系的因素： 結(jié)構(gòu)的支撐系統(tǒng)，如鋼柱的柱間支撐，支撐 滑梯的支架，支架與滑梯之間的固定等；構(gòu) 件本身的因素：材料的強(qiáng)度及應(yīng)力，構(gòu)件的 計(jì)算長(zhǎng)度和截面特性，包括平面內(nèi)和平面外 的兩個(gè)方向等。外在的因素：地下固定鋼結(jié) 構(gòu)的牢固程度等。
2.鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性遵循的原則
2.1.整體和局部的穩(wěn)定性要同行考慮 要想保證平面結(jié)構(gòu)不出現(xiàn)失穩(wěn)的情況，
就要在設(shè)計(jì)的過程中設(shè)計(jì)必要的支撐結(jié)構(gòu)。 然而，目前的設(shè)計(jì)方法并沒有從整體和局部 上進(jìn)行設(shè)計(jì)，只是按照平面體系設(shè)計(jì)的。為 此就要從結(jié)構(gòu)整體上進(jìn)行考慮。由于滑梯鋼 結(jié)構(gòu)是用在水上娛樂方面，所以還要考慮所 選材料的耐腐蝕性。
2.2.計(jì)算簡(jiǎn)圖和結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖要一致
在實(shí)用計(jì)算時(shí)，簡(jiǎn)圖與結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖是 否相符就決定了鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。為此就要 努力使簡(jiǎn)圖與結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖趨于一致是設(shè)計(jì)
者追求的佳結(jié)果。在一些常用的鋼結(jié)構(gòu)設(shè) 計(jì)中，會(huì)采用以框架柱的穩(wěn)定計(jì)算來(lái)替代框 架穩(wěn)定分析。通常在對(duì)整體框架的穩(wěn)定性作 出分析后，才能與框架穩(wěn)定計(jì)算在效果上趨 于一致。但是在具體的設(shè)計(jì)過程當(dāng)中可以對(duì) 設(shè)計(jì)對(duì)象進(jìn)行簡(jiǎn)化，可以進(jìn)行一些典型的條 件設(shè)置。前面涉及到的計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)，存在 著假定條件，比如“所有的支柱在達(dá)到臨界 荷載時(shí)同時(shí)失穩(wěn)的情況框”。在上述的假定 情況當(dāng)中，簡(jiǎn)化了的條件通常會(huì)被當(dāng)作依據(jù)， 參與到鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定參數(shù)的計(jì)算中。在此之前 設(shè)計(jì)者就要考慮鋼結(jié)構(gòu)是否符合簡(jiǎn)化標(biāo)準(zhǔn)。 因此，無(wú)論使用什么樣的計(jì)算方法，都要把 設(shè)計(jì)對(duì)象和簡(jiǎn)化計(jì)算的前提相符。
2.3.結(jié)構(gòu)計(jì)算和構(gòu)造設(shè)計(jì)一致
由于在考慮穩(wěn)定的前提下，在構(gòu)造上就 要充分考慮不同節(jié)點(diǎn)需要不同的強(qiáng)度要求。 在不同的節(jié)點(diǎn)連接應(yīng)設(shè)置不同的剛度和柔度， 做到結(jié)構(gòu)計(jì)算和構(gòu)造設(shè)計(jì)一致。鋼結(jié)構(gòu)的不 斷發(fā)展也促使鋼結(jié)構(gòu)理論的不斷豐富，設(shè)計(jì) 者在設(shè)計(jì)的過程中要加強(qiáng)對(duì)涉及穩(wěn)定性方面 的基本概念的掌握。這樣就可以了解穩(wěn)定設(shè) 計(jì)的薄弱環(huán)節(jié)，同時(shí)由于結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)對(duì) 設(shè)計(jì)者提出了更高的要求，也促使設(shè)計(jì)者在 了解基本概念時(shí)要加強(qiáng)穩(wěn)定分析的理論知識(shí)， 及時(shí)了解穩(wěn)定研究中存在的問題。
3.加固鋼結(jié)構(gòu)的合理的方法
3.1.改變結(jié)構(gòu)計(jì)算圖形
改變荷載分布狀況，使傳力途徑多樣化 以及改變節(jié)點(diǎn)性質(zhì)與邊界條件；增設(shè)附加桿 件和支撐、施加預(yù)應(yīng)力、考慮空間協(xié)同工作 等措施可以改變結(jié)構(gòu)計(jì)算圖形進(jìn)而加固鋼結(jié) 構(gòu)。具體來(lái)說，根據(jù)空間結(jié)構(gòu)驗(yàn)算，在空間 結(jié)構(gòu)中增加支撐，加設(shè)支撐增加結(jié)構(gòu)剛度。 另外結(jié)構(gòu)承載力和結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性與結(jié)構(gòu)的自 振頻率有關(guān)，因此可以通過調(diào)整自振頻率加 強(qiáng)承載力。增設(shè)支撐或輔助桿件來(lái)減少結(jié)構(gòu) 的長(zhǎng)細(xì)比，進(jìn)而提高穩(wěn)定性。加強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)中 某些列柱的剛度，使其承受更多的荷載，減 少其他列柱的荷載。
3.2.加固受彎桿件
對(duì)受彎桿件可以通過改變其截面內(nèi)力的 方法進(jìn)行改變荷載的分布。把由一個(gè)集中荷 載的情況轉(zhuǎn)變?yōu)槎鄠€(gè)集中荷載，來(lái)改變端部 支承的情況；通過把端部的簡(jiǎn)支結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變成為 成為連續(xù)結(jié)構(gòu)，把支座的位置進(jìn)行調(diào)整；釆 用撐桿式結(jié)構(gòu)加設(shè)預(yù)應(yīng)力拉桿，這樣可以施 加預(yù)應(yīng)力；合理的加大構(gòu)件截面，但是也要 充分考慮已有缺陷和損傷狀況等方面的情況。
3.3.固件的連接
考慮的結(jié)構(gòu)的需要，選用不同的連接方 法。在眾多的鋼結(jié)構(gòu)連接方法中選擇適合滑 梯鋼結(jié)構(gòu)。適合滑梯鋼結(jié)構(gòu)的連接方法的主 要有高強(qiáng)度螺栓，普通螺栓和焊接。具體選 擇何種的連接方法，還要考慮地下基礎(chǔ)設(shè)施。 無(wú)論采用何種連接方法,都要釆用經(jīng)過評(píng)定， 并且安全可靠。
4.結(jié)束語(yǔ)
要想設(shè)計(jì)出合理的滑梯鋼結(jié)構(gòu)，就要在 鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的相關(guān)領(lǐng)域展開深入的研究。包 括鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的相關(guān)理論知識(shí)方面，理論 知識(shí)的加強(qiáng)才會(huì)進(jìn)一步的知道實(shí)際的操作過 程。隨著研究的深入，鋼結(jié)構(gòu)種類也在不停 的變化，各種的結(jié)構(gòu)相應(yīng)的產(chǎn)生，更加 要求設(shè)計(jì)者要對(duì)產(chǎn)生的新問題進(jìn)行深入的研 究。只有在不斷的研究時(shí)間過程中才能不斷 的完善鋼結(jié)構(gòu)的合理性。
