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地下管廊电力支架的弹塑性刚度矩阵:

管廊支架托臂

管廊支架托臂

前面已经说明,在有限元方法中,所有的荷载都应等效地用 节点荷载,而单元中间没有荷载作用,因此最大弯矩(绝对值)发生在单元的端部截面上,而对于直杆单元,单元内的轴力为常量。根据截面广义屈服条件可知,塑性只在单元的端部出现, 所以在结构弹塑性分析中,单元(i ,y)不外乎有以下四种类型:а. 单元端部和> 截面都是弹性的;б.i端为弹性,y端为塑性;c. y端为弹性,i端为塑性, y端均为塑性。

假设地下管廊电力支架在某一荷载水平下至少有一端处于完全塑性状态, 在这基础上,荷载又增加了,这时单元点的位移增加了, 因此这个位移包含有弹性位移和塑性位移。

式(5-70)适应于四种弹塑性状态单元,具体应用时应根 据不同状态,代入不同的由式(5-69)所定义的12进行计算。

三、地下管廊电力支架分析的计算方法

如果整个管廊电力支架各单元都处在弹性状态,这时利用结构刚度方程由荷载一次可以求出节点位移来,但是在对支架进行弹塑性分析时,由于并不知道支架在荷载作用下塑性发生在哪些断面,因此就不知道在式(5-69)中的应用哪一表达式。因此按弹塑性方法应采用增量方法,即逐渐地增加荷载,逐步进行判断。例如,随着荷载的增加到达某一水平时,首先第1个结点满足广义屈服条件。下一步将结点的相邻两个单元分别用 式(3-696)和式(5-69c)的代入,然后继续增加荷载, 再用广义屈服条件判断。这样逐步地进行,这种方法对一般结构是可行的。(对于地下结构和管廊金属支架问题,由于必需考虑支架与围岩的相互作用效应,即支架所受的荷载与围岩的变形 有关,所以采用这种计算方法计算工作童是非常大的。这里介绍一种荷载倍数法进行塑性分析,能有效地克服这一缺点。

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