考慮支架?chē)鷰r相互作用的管廊電力通信支架計(jì)算和設(shè)計(jì)模型

結(jié)合國(guó)內(nèi)外地下結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)踐，管廊金屬支架的計(jì)算與設(shè)計(jì)大致有以下幾種計(jì)算理論。

管廊電力通信支架

1. 經(jīng)驗(yàn)類(lèi)比法

經(jīng)驗(yàn)類(lèi)比設(shè)計(jì)法是以往管廊支護(hù)設(shè)計(jì)中常用的一種設(shè)計(jì)計(jì) 算方法。依據(jù)不同的圍巖條件的礦山壓力情況，選擇適當(dāng)?shù)闹Ъ苄问?，并根?jù)經(jīng)驗(yàn)選取支架的參數(shù)，在實(shí)踐應(yīng)用中根據(jù)管廊的變形情況調(diào)整支護(hù)參數(shù)，使管廊的支架形式、支護(hù)斷面和支護(hù)參數(shù) 更趨于合理。

2. 局部變形理論

局部變形理論的基礎(chǔ)是局部變形地基梁理論。計(jì)算原理可根 據(jù)上述的荷載確定方法確定圍巖壓力，按彈性地基梁理論計(jì)算支 架內(nèi)力，并進(jìn)行支架參數(shù)的設(shè)計(jì)。局部變形理論是地下工程廣泛應(yīng)用的一種計(jì)算和設(shè)計(jì)方法。

3. 共同變形理論

共同變形理論是將管廊電力通信支架、圍巖作為一整體，根據(jù)支架、圍巖 間應(yīng)滿足應(yīng)力的位移連續(xù)條件進(jìn)行分析計(jì)算，以分別獲得支架和圍巖的內(nèi)力和位移，以此驗(yàn)算圍巖的穩(wěn)定狀態(tài)并進(jìn)行支架的參數(shù)設(shè)計(jì)，這一計(jì)算理論只在一些簡(jiǎn)單的問(wèn)題獲得解析解。對(duì)一般管廊情況，應(yīng)采用數(shù)值分析方法，如有限元法邊界元、離散元等數(shù) 值計(jì)算方法。近年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展，國(guó)內(nèi)外已有很多的可用于地下工程力學(xué)計(jì)算的分析軟件，因此采用這種理論進(jìn)行支架力學(xué)分析已不是難事。

四、算例
下面采用上述的分析方法討論圍巖力學(xué)性質(zhì)對(duì)金屬管廊電力通信支架的彈性動(dòng)態(tài)的影響。

作為算例，考慮的三鉸半圓拱剛性工字鋼支架，受垂直均勻荷載g的作用。工宇鋼截面為100mm*100mm*5mm*7mm,材料屈服極限 300MPa，廣義屈服條件為：00.15F=iml

圍巖的彈性抗力系數(shù)分別選取A=0.0, 30.0, 50.0，100.0, 250.0 和 1000.0MPa/m 進(jìn)行計(jì)算。

圖5-19是拱頂結(jié)點(diǎn)10的垂直位移和荷載g的關(guān)系曲線， 圖中的數(shù)字為屈服的結(jié)點(diǎn)號(hào)，從圖中可以看出：

(1) 不論圍巖的彈性抗力系數(shù)尺值的大小如何，屈服結(jié)點(diǎn)出現(xiàn)的順序分別為：2和18, 1和19, 7和13, 3和17……。

(2) 這些屈服結(jié)點(diǎn)出現(xiàn)的位置均有圍巖彈性抗力的約束，因 此，雖然出現(xiàn)塑性鉸，但都不能使支架形成可變機(jī)構(gòu)。

(3) 除0外，后支架的極限承載能力差別不大，但位移值有較大的差異。