地下管廊支架穩(wěn)定性分析
較前節(jié)概 述

地下管廊支架，如果按其強(qiáng)度進(jìn)行計算，支架一般都有較高的承載能力。事實(shí)上，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)測和分析以及實(shí)驗室整體支架的試驗分析發(fā)現(xiàn)，地下管廊支架的承載能力往往沒有按強(qiáng)度計算的承載能力那么高，原因是支架“失穩(wěn)”而使支架喪失承載能力，支架的“屈曲”變形是支架破壞的主要形式。在結(jié)構(gòu)的設(shè)計 和計算中，不但要對結(jié)構(gòu)進(jìn)行強(qiáng)度和剛度計算，而且應(yīng)該進(jìn)行穩(wěn)定性驗算，尤其是對于像礦工鋼、U型鋼這類薄壁結(jié)構(gòu)以及高強(qiáng)材料構(gòu)件，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性分析往往是非常重要的。經(jīng)過穩(wěn)定性分析，做到以下幾點(diǎn)可以提高管廊金屬支架的整體承載能力：

地下管廊支架示范段

選取合理的架型，或優(yōu)化選取支架形狀；(2) 優(yōu)化支架參數(shù)，如合理的搭接部分位置、數(shù)目和長度；(3) 加強(qiáng)支架之間的聯(lián)系，避免支架產(chǎn)生平面外的失穩(wěn)。 從結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性角度考慮，平衡狀態(tài)實(shí)際上有三種不同的情況、穩(wěn)定平衡狀態(tài)、不穩(wěn)定平衡狀態(tài)和中性平衡狀態(tài)。假設(shè)結(jié)構(gòu)原來處于某種平衡狀態(tài)，后來由于受到輕微擾動而稍微偏離原來的位置，當(dāng)干擾消失后，如果結(jié)構(gòu)還能回到原來的位置，則原來的平衡狀態(tài)稱為穩(wěn)定平衡狀態(tài)；如果結(jié)構(gòu)繼續(xù)偏離，不能回到原來的位置，則原來的平衡狀態(tài)稱為不穩(wěn)定平衡狀態(tài)。結(jié)構(gòu)由穩(wěn)定 平衡狀態(tài)到不穩(wěn)定平衡狀態(tài)過渡的中間狀態(tài)稱為中性平衡狀態(tài)。 結(jié)構(gòu)隨著荷載的加大，由穩(wěn)定平衡狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)椴环€(wěn)定平衡狀態(tài)， 這時原來的平衡狀態(tài)喪失穩(wěn)定性，簡稱失穩(wěn)。

地下管廊支架的失穩(wěn)包括平面內(nèi)失穩(wěn)和平面外失穩(wěn)。所謂平面內(nèi)失穩(wěn)是指金屬支架的失穩(wěn)變形是在支架同一平面內(nèi)，即發(fā)生在平面上，在平面外的方向沒有產(chǎn)生失穩(wěn)性變形，這是金屬支架失穩(wěn)破壞的主要形式；而平面外失穩(wěn)是指支架的失穩(wěn)變形是沿著管廊的軸向（Z方向）發(fā)生扭轉(zhuǎn)失穩(wěn)變形，在平面上不發(fā)生失穩(wěn)性變形。這種變形的出現(xiàn)主要是文架承受太大的平面 外荷載，而與支架本身的強(qiáng)度關(guān)系不大所以通過改善金屬管廊支架 的背板結(jié)構(gòu)、加強(qiáng)支架與支架之間的拉桿聯(lián)系等措施來避免平面外的失穩(wěn)。

常見的平面內(nèi)失穩(wěn)變形形式較多，圖6-1是直腿半圓拱U 型鋼可縮性支架的幾種失穩(wěn)變形形式。
圖6-1管廊金屬支架的失穩(wěn)：U)描路屈曲；（6)稱屈曲；<c)對稱屈曲