地下綜合管廊金屬支架的穩(wěn)定性

地下綜合管廊金屬支架的主要形式有梯形金屬支架，拱形金屬支架和 封閉形金屬支架。

管廊成品支架

一、梯形管廊金屬支架，梯形金屬支架主要由直桿構(gòu)成，而且棚腿與棚梁一般采用鉸式中d壓桿截面正應(yīng)力。

二、拱形管廊金屬支架，圓拱在勻靜水壓力g作用下有穩(wěn)定性問題，當(dāng)值較小時(shí)，如果忽略軸向變形，則圓拱內(nèi)只產(chǎn)生軸向壓力而沒有彎矩和剪力，即處于初始無彎矩狀態(tài)。當(dāng)荷載達(dá)某一極限值時(shí)， 圓拱會(huì)突然發(fā)生屈曲，產(chǎn)生偏離原軸線形式的變形，從而喪失穩(wěn)定性。

下面建立圓拱穩(wěn)定微分方程，考慮圓拱屈曲后的受力狀態(tài) 從圓弧拱中取微弧段辦。如圖6-2所示，圓弧段屈曲之前，只 有軸力W，而剪力和彎矩M均為零，屈曲后，軸力%增加 了1，同時(shí)產(chǎn)生彎矩M和剪力曲率半徑由原來的變化為根據(jù)問題的邊界條件，可以獲得含有積分常數(shù)C6的代數(shù)方程，這時(shí)要求圓心為不全為零的解，從而獲得圓拱穩(wěn)定問題的特征方程，即可求臨界荷載。

圓弧拱形管廊金屬支架的臨界荷載邊界條件：u = t假設(shè)拱的臨界狀態(tài)變形有稱失穩(wěn)和對(duì)稱失穩(wěn)兩種，如圖 6-4所示。

1.臨界狀態(tài)為稱變形形式 在式（6-12)中，Af為$的奇函數(shù)，刪除偶函數(shù)項(xiàng)得E、階梯變截面圓弧多心結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定方程正如上一章中論述的那樣，金屬可縮性支架（一般為U型 鋼可縮性支架），由于搭接部分的應(yīng)力和變形比較復(fù)雜，給支架的力學(xué)分析帶來一定的難度，有效的方法是搭接部分用一等效的截面桿件來代替，這一等效的截面桿件（直桿或曲桿）的截面參數(shù)應(yīng)滿足第三章第二節(jié)所述的三個(gè)條件。因此，可縮性金屬支架 的計(jì)算簡(jiǎn)圖變?yōu)樽兘孛娴膭偧軉栴}，內(nèi)力分析是這樣的，在進(jìn)行穩(wěn)定性分析也不例外。

在上一節(jié)里，我們給出了在靜水壓力作用下等截面圓拱用彎 矩表示的微分方程式（6-6)以及用位移和彎矩表示的微分方程 式（6-8),將式（6-8)代入（6-6)，還可以獲得以下的穩(wěn)定微分方程式：上面的分析表明，等截面圓 形結(jié)構(gòu)失穩(wěn)時(shí)是對(duì)稱變形。 在這里，如果階梯形變截面圓形結(jié)構(gòu)是關(guān)于水平和垂直 軸對(duì)稱的，那么我們可以假定這種結(jié)構(gòu)在靜水壓力作用下失穩(wěn)變形也是對(duì)稱的?；臼Х€(wěn)微分方程（6- 17) 中，利用對(duì)稱條件和邊界條件，可得C=0，同樣獲得在這種條件下的失穩(wěn) 位移代數(shù)方程（6-24)及 位移矩陣方程。