由于管廊電力支架所受的荷載比較復(fù)雜,再加上U型鋼可縮性支架的搭接部分的存在,給支架的計(jì)算帶來很大的困難。在現(xiàn)場中通過觀察可以發(fā)現(xiàn),U型鋼可縮性支架架設(shè)一段時(shí)間后都會(huì)出現(xiàn)搭 接部分下端不同程度的張開,如圖3-3所示,有的甚至卡纜受力太大被拉壞,而導(dǎo)致整個(gè)支架的失效。從圖中可以看出,當(dāng)?shù)竭_(dá)一定值時(shí),則出現(xiàn)圖 3-3的變形則是必然的。
這里引入等效截面桿件概念。搭接部分作為U型鋼可縮性 支架的一小部分,可以用一等效截面桿件代替,這一等效截面桿件滿足以下條件:
(1) 等效截面桿件的長度與搭接部分的實(shí)際長度一致;
(2) 等效截面桿件為等截面直桿;
(3) 當(dāng)?shù)刃Ы孛鏃U件和搭接部分兩端受相同的內(nèi)力時(shí)產(chǎn)生相 同的變形,包括相對角度變形和線變形。
由于搭接部分長度不大,一般只有300-500mm,在這種條件下,剪應(yīng)力相對角變形影響很小,可以忽略不計(jì),即有 以采用螺栓卡纜的情況為例如圖3-3 (a),等效截面參數(shù) 的計(jì)算可以這樣考慮:卡纜用一彈簧代替,靜力實(shí)驗(yàn)確定方法:等效截面參數(shù)也可以通過實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)用兩段U型鋼和卡纜 按搭接部分的實(shí)際情況進(jìn)行試驗(yàn),用四點(diǎn)彎曲試驗(yàn)方法,如圖 3-7所示。通過施加荷載P,獲得搭接部分的彎矩M,并通過量測求得,,并與式(3-4)比較得出值。有了等效截面桿件,U型鋼可縮性支架的計(jì)算就可以大大地簡化,圖3-6 (a)是三節(jié)式直腿半圓拱支架的計(jì)算簡圖,圖3-6 (6)是四節(jié)圓形可縮性支架的計(jì)算簡圖。
在進(jìn)行管廊電力支架的內(nèi)力計(jì)算和強(qiáng)度校核,可按圖 3-8的階梯形變截面剛架進(jìn)行計(jì)算支架內(nèi)力,得出搭接部分兩端 的內(nèi)力,再按圖3-5計(jì)算卡纜和搭接部分U型鋼內(nèi)力。
第四節(jié)卡纜預(yù)緊力所產(chǎn)生的管廊電力支架內(nèi)力計(jì)算
為了使U型鋼可縮性支架具有一定的初撐力,必需對搭接部分上的卡纜施加一定的預(yù)緊力。一般搭接部分視為理想的面接 觸,即卡纜的預(yù)緊力直接通過U型鋼搭接的接觸面直接傳遞, 當(dāng)然不會(huì)出現(xiàn)支架內(nèi)力。但在現(xiàn)場安設(shè)U型鋼可縮性支架時(shí),一般是先立腿柱,再上拱梁,后上卡纜,并使其達(dá)到一定的預(yù)緊力。因此,拱梁和腿柱之間的接觸一般是在搭接部分的上端, 而下端有所張開,這時(shí)對卡纜施加預(yù)緊力必然會(huì)產(chǎn)生支架內(nèi)力。 在現(xiàn)場調(diào)査中可以發(fā)現(xiàn),即使施加預(yù)緊力后,U型鋼可縮性支架 搭接部分下端仍然有不同程度的張開現(xiàn)象??ɡ|預(yù)緊力產(chǎn)生的支架內(nèi)力按圖3-9的計(jì)算簡圖進(jìn)行計(jì) 算。圖3-9的結(jié)構(gòu)為一靜定體系,可直接應(yīng)用靜力平衡關(guān)系求 出支架內(nèi)力。例如,對于直腿半圓拱拱頂處的內(nèi)力。