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如何设计合理的滑梯钢结构?

2019-04-01

  在设计水上乐园滑梯的钢结构的时候,必须考虑到稳定性的问题。如果稳定性的不到解决就会引发重大的安全事故,造成严重的经济损失和人员的伤亡。由于钢结构的失稳涉及到各个方面的很多因素。

  如何设计合理的滑梯钢结构一直是个难题。水上乐园设备就影响钢结构稳定的因素,钢结构在稳定性方面所要遵循的原则以及钢结构的加固方法来探讨水上乐园滑梯钢结构的合理性。

  稳定性一直是钢结构领域不断研究的重点。稳定性是否解决也就决定了事故安全发生的次数的多少。一旦水上乐园钢结构发生失稳的情况就会引发人身伤亡事故,造成不必要的损失。基于频发钢结构失稳造成的安全事故分析,主要有以下不足之处:设计人员对钢结构和构件的性能了解的不够,设计经验不足,没有充分考虑荷载的种类;钢结构工程项目在专业领域的理念有些欠缺;设计者在面对不断开发出来的新结构时,不能在短时间内对这种结构进行全面的了解,在材料的选择上也不能做出很好的评估。另外在钢结构的运用上,地下基础方面的固定不牢固也会影响钢结构的稳定。

  影响钢结构稳定的因素

  结构材料内部抵抗力与在荷载间的不稳定状态是影响钢结构稳定的主要因素。由于稳定问题属于变形问题。结构体系和构件本身的稳定决定了钢结构的稳定。钢结构的稳定因素包括结构体系的因素、构件本身的因素,由于外界环境的影响,还包括一些地下基础方面的影响。这样我们可以把影响结构稳定的因素分为三方面:结构体系的因素:结构的支撑系统,如钢柱的柱间支撑,支撑滑梯的支架,支架与滑梯之间的固定等;构件本身的因素:材料的强度及应力,构件的计算长度和截面特性,包括平面内和平面外的两个方向等。外在的因素:地下固定钢结构的牢固程度等。

  钢结构稳定性遵循的原则

  要想保证平面结构不出现失稳的情况,就要在设计的过程中设计必要的支撑结构。然而,目前的设计方法并没有从整体和局部上进行设计,只是按照平面体系设计的。为此就要从结构整体上进行考虑。由于滑梯钢结构是用在水上娱乐方面,所以还要考虑所选材料的耐腐蚀性。

  计算简图和结构计算简图要一致

  在实用计算时,简图与结构计算简图是否相符就决定了钢结构的稳定性。为此就要努力使简图与结构计算简图趋于一致是设计者追求的最佳结果。在一些常用的钢结构设计中,会采用以框架柱的稳定计算来替代框架稳定分析。通常在对整体框架的稳定性作出分析后,才能与框架稳定计算在效果上趋于一致。但是在具体的设计过程当中可以对设计对象进行简化,可以进行一些典型的条件设置。前面涉及到的计算长度系数,存在着假定条件,比如“所有的支柱在达到临界荷载时同时失稳的情况框”。在此之前设计者就要考虑钢结构是否符合简化标准。因此,无论使用什么样的计算方法,都要把设计对象和简化计算的前提相符。

  结构计算和构造设计一致

  由于在考虑稳定的前提下,在构造上就要充分考虑不同节点需要不同的强度要求。在不同的节点连接应设置不同的刚度和柔度,做到结构计算和构造设计一致。钢结构的不断发展也促使钢结构理论的不断丰富,设计者在设计的过程中要加强对涉及稳定性方面的基本概念的掌握。这样就可以了解稳定设计的薄弱环节,同时由于新型结构的出现对设计者提出了更高的要求,也促使设计者在了解基本概念时要加强稳定分析的理论知识,及时了解稳定研究中存在的问题。

  加固钢结构的合理的方法

  改变荷载分布状况,使传力途径多样化以及改变节点性质与边界条件;增设附加杆件和支撑、施加预应力、考虑空间协同工作等措施可以改变结构计算图形进而加固钢结构。具体来说,根据空间结构验算,在空间结构中增加支撑,加设支撑增加结构刚度。另外结构承载力和结构动力特性与结构的自振频率有关,因此可以通过调整自振频率加强承载力。增设支撑或辅助杆件来减少结构的长细比,进而提高稳定性。加强钢结构中某些列柱的刚度,使其承受更多的荷载,减少其他列柱的荷载。

  加固受弯杆件

  对受弯杆件可以通过改变其截面内力的方法进行改变荷载的分布。把由一个集中荷载的情况转变为多个集中荷载,来改变端部支承的情况;通过把端部的简支结构转变成为成为连续结构,把支座的位置进行调整;采用撑杆式结构加设预应力拉杆,这样可以施加预应力;合理的加大构件截面,但是也要充分考虑已有缺陷和损伤状况等方面的情况。

  固件的连接

  考虑的结构的需要,选用不同的连接方法。在众多的钢结构连接方法中选择适合滑梯钢结构。适合滑梯钢结构的连接方法的主要有高强度螺栓,普通螺栓和焊接。具体选择何种的连接方法,还要考虑地下基础设施。无论采用何种连接方法,都要采用经过评定,并且安全可靠。








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