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。基于頻發(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)算簡圖和結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖要一致
在實(shí)用計(jì)算時(shí)，簡圖與結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖是 否相符就決定了鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。為此就要 努力使簡圖與結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖趨于一致是設(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)是否符合簡化標(biāo)準(zhǔn)。 因此，無論使用什么樣的計(jì)算方法，都要把 設(shè)計(jì)對(duì)象和簡化計(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)支撐或輔助桿件來減少結(jié)構(gòu) 的長細(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，來改變端部 支承的情況；通過把端部的簡支結(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
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。
