管廊成品支架縮動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的支架內(nèi)力:
u型鋼可縮性支架在圍巖荷載作用下產(chǎn)生縮動(dòng),縮動(dòng)后拱梁下沉,拱腿內(nèi)傾,搭接部分增長,整個(gè)支架的幾何尺寸發(fā)生了改變,因此必然產(chǎn)生了裝配應(yīng)力,支架的內(nèi)力也隨之發(fā)生變化,所以,u型鋼可縮性支架的縮動(dòng),一方面使圍巖的作用力下降使支 架的內(nèi)力下降,但由于縮動(dòng)產(chǎn)生的裝配應(yīng)力使支架的內(nèi)力也相應(yīng)地有所增加。
以直腿半圓拱可縮性支架為例,假設(shè)搭接部分上無卡纜約束 力,僅考慮支架幾何上的變化,如圖3-11所示,當(dāng)管廊成品支架產(chǎn)生縮動(dòng)時(shí),拱梁下沉,這時(shí)搭接部分下端必然張開,其張開量與支架 的縮動(dòng)量有關(guān),支架縮動(dòng)量越大,搭接部分下端的張開量就越 大,由于卡纜的存在,卡纜對搭接部分的變形產(chǎn)生出彈性約束, 相當(dāng)于給支架一對作用力,使得整個(gè)支架產(chǎn)生內(nèi)力的變化。
無卡纜約束時(shí),管廊成品支架縮動(dòng)引起卡纜下端張開,其張開量可利用虛功原理求得,如圖3-12所示,這是一靜定結(jié)構(gòu),由于無卡纜約束,支架的縮動(dòng)U型鋼不產(chǎn)生任何內(nèi)力和變形。因此結(jié)構(gòu)上各點(diǎn)的位移屬剛移,可利用剛移求解。應(yīng)該注意,虛設(shè)單位荷載的目的是希望在虛功方程中包括擬求的未知位移,因 此在卡纜的位置上虛設(shè)一單位荷載,以達(dá)到做“虛功”的目的。
虛功方程為:
在這里為了方便起見,仍然考慮三節(jié)式直腿半圓拱的U型鋼可縮性支架情況。如前面所述,計(jì)算時(shí)可按平面剛架處理,而搭接部分用一等效截面桿件代替。關(guān)于荷載的處理,可以用第二 章介紹的彈性地基梁理論或假定抗力法等方法進(jìn)行,在這里為了更清楚地說明問題,不考慮彈性抗力問題,而按給定荷載考慮, 假設(shè)支架受垂直荷載和水平荷載g2的作用,如圖3-8所示。計(jì)算中仍然考慮外荷載,卡纜預(yù)緊力和支架縮動(dòng)裝配應(yīng)力 三方面因素對支架內(nèi)力的影響。
在外荷載心和的作用下,如圖3-8所示的結(jié)構(gòu)為一 次起靜定結(jié)構(gòu),可用力法求解。根據(jù)結(jié)構(gòu)的對稱性,取支架的一半考慮,并拱頂?shù)妮S力為基本未知量組成基本靜定結(jié)構(gòu)。利用力法基本方程。