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地下综合管廊金属支架的稳定性

地下综合管廊金属支架的主要形式有梯形金属支架,拱形金属支架和 封闭形金属支架。

管廊成品支架

管廊成品支架

一、梯形管廊金属支架,梯形金属支架主要由直杆构成,而且棚腿与棚梁一般采用铰式中d压杆截面正应力。

二、拱形管廊金属支架,圆拱在匀静水压力g作用下有稳定性问题,当值较小时,如果忽略轴向变形,则圆拱内只产生轴向压力而没有弯矩和剪力,即处于初始无弯矩状态。当荷载达某一极限值时, 圆拱会突然发生屈曲,产生偏离原轴线形式的变形,从而丧失稳定性。

下面建立圆拱稳定微分方程,考虑圆拱屈曲后的受力状态 从圆弧拱中取微弧段办。如图6-2所示,圆弧段屈曲之前,只 有轴力W,而剪力和弯矩M均为零,屈曲后,轴力%增加 了1,同时产生弯矩M和剪力曲率半径由原来的变化为根据问题的边界条件,可以获得含有积分常数C6的代数方程,这时要求圆心为不全为零的解,从而获得圆拱稳定问题的特征方程,即可求临界荷载。

圆弧拱形管廊金属支架的临界荷载边界条件:u = t假设拱的临界状态变形有称失稳和对称失稳两种,如图 6-4所示。

1.临界状态为称变形形式 在式(6-12)中,Af为$的奇函数,删除偶函数项得E、阶梯变截面圆弧多心结构的稳定方程正如上一章中论述的那样,金属可缩性支架(一般为U型 钢可缩性支架),由于搭接部分的应力和变形比较复杂,给支架的力学分析带来一定的难度,有效的方法是搭接部分用一等效的截面杆件来代替,这一等效的截面杆件(直杆或曲杆)的截面参数应满足第三章第二节所述的三个条件。因此,可缩性金属支架 的计算简图变为变截面的刚架问题,内力分析是这样的,在进行稳定性分析也不例外。

在上一节里,我们给出了在静水压力作用下等截面圆拱用弯 矩表示的微分方程式(6-6)以及用位移和弯矩表示的微分方程 式(6-8),将式(6-8)代入(6-6),还可以获得以下的稳定微分方程式:上面的分析表明,等截面圆 形结构失稳时是对称变形。 在这里,如果阶梯形变截面圆形结构是关于水平和垂直 轴对称的,那么我们可以假定这种结构在静水压力作用下失稳变形也是对称的。基本失稳微分方程(6- 17) 中,利用对称条件和边界条件,可得C=0,同样获得在这种条件下的失稳 位移代数方程(6-24)及 位移矩阵方程。

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