管廊成品支架縮動時產生的支架內力:
u型鋼可縮性支架在圍巖荷載作用下產生縮動,縮動后拱梁下沉,拱腿內傾,搭接部分增長,整個支架的幾何尺寸發(fā)生了改變,因此必然產生了裝配應力,支架的內力也隨之發(fā)生變化,所以,u型鋼可縮性支架的縮動,一方面使圍巖的作用力下降使支 架的內力下降,但由于縮動產生的裝配應力使支架的內力也相應地有所增加。
以直腿半圓拱可縮性支架為例,假設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,當管廊成品支架產生縮動時,拱梁下沉,這時搭接部分下端必然張開,其張開量與支架 的縮動量有關,支架縮動量越大,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生出彈性約束, 相當于給支架一對作用力,使得整個支架產生內力的變化。
無卡纜約束時,管廊成品支架縮動引起卡纜下端張開,其張開量可利用虛功原理求得,如圖3-12所示,這是一靜定結構,由于無卡纜約束,支架的縮動U型鋼不產生任何內力和變形。因此結構上各點的位移屬剛移,可利用剛移求解。應該注意,虛設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一單位荷載,以達到做“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,計算時可按平面剛架處理,而搭接部分用一等效截面桿件代替。關于荷載的處理,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, 假設支架受垂直荷載和水平荷載g2的作用,如圖3-8所示。計算中仍然考慮外荷載,卡纜預緊力和支架縮動裝配應力 三方面因素對支架內力的影響。
在外荷載心和的作用下,如圖3-8所示的結構為一 次起靜定結構,可用力法求解。根據結構的對稱性,取支架的一半考慮,并拱頂的軸力為基本未知量組成基本靜定結構。利用力法基本方程。