轴向压力作用下滑模支撑杆的力学性能分析.pdf

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1、轴向压力作用下滑模支撑杆的力学性能分析萝飞(河南理工大学，河南焦作454000)摘要：分析了滑模施工中支撑杆在轴向力作用下的力学性能，并对蝉8×3．5mm支撑杆和巾25mm支撑杆的各项力学指标进行了比较。理论分析表明，物理意义明确，计算简单，所得结论可作为工程设计和施工单位进行施工设计的参考。关键词：支撵杆；轴向力；滑模施工中图分类号：TU31I文献标识码：A文章编号：1672—4011(2010)03一0202—02MechanicalPropertiesofStrutunderAxialPressureAnalysisCA0芦W(

2、1tenanPolytechnicUniversity，JiaoZuo454000，China)Abstract：nemechanicalpropertiesofstrutinslip—formconstructionundera_xialforcearediseussed．ne拼8×3．5mmstrutandqb25mmrodmechanicalproperties哪compared．’nletheoreticanalysisindicatesthatthemethodwithclearphysiesbackgroundandsir

3、epietaleulationandcanbeconsidered鹪ref-ereneeforconstructiondesigninpractice．Keywords：strut；axialforce；slippery—formwork0前言滑模施工工艺在我国已用了几十年的发展历史，特别是在近几年中滑模施工工艺得到了迅猛的发展。然而对于滑模施工中支撑杆力学性能的研究还不是十分的深入，随着高层建筑物、构筑物的发展，对于支撑杆的力学性能研究已经迫在眉睫。本文根据典型的工具式支撑杆的实际情况，介绍支撑杆在轴向力作用下的力学性能。一般情况下

4、，支承杆上端与千斤顶的连接可视为铰接，下端的约束条件要根据实际情况确定，可取铰接、固接或介于两者之间的弹性固接，在本文中主要讨论其为铰接。l轴向力作用下的支撑杆(a)(b)(c)图l设两端铰接支撑杆在l临界力P口作用下可在微弯状态维持平衡，其弹性近似微分方程为：万d2v：一掣(1)●=一——“IJ&EI⋯。(1)式通解为口=Asinkx+Beoskx(2)式(1)中的A、B为积分常数，可由支撑杆的边界条件确定。两端铰支支撑杆的边界条件为：在茹=0，算=l,v=0。代入式(2)得8ino·A+c。sD·曰=ol(3)sink￡·A+eo

5、sk／·B=0J由式(3)的第一式可知B=0，由于支撑杆处于微弯状态，因此位移口不应为零，为得到口的非零解，常数A、B不应全为零，为此，式(3)的系数行列式必为零，即出。划一o(4)得鼠=n"ff(n：o，1，2，⋯)，将其代入酽=茜代人式，得匕：—n27r—2EI(5)12』盯一、．，，由式(5)可知，支撑杆的临界力在理论上是多值得，但具有实际意义的是其最小值¨1，即玮=1，得P,r：下7r2EIcr2(6)一I～u，由(6)式可见，支撑杆的临界力与弹性模量E和截面惯性矩I成正比，与支撑杆支撑长度Z的平方成反比。现对工程中应用的咖2

6、5mm钢筋支撑杆和弘8×3．5ram的工具式支撑杆做一比较(见表1)：袭1烈8×3．5mmAl=}(D2一d2)，7r(D4一∥)11—64层lPc,I=1561r=21672仃咖25mmA2。T11"d2，丌d4。22百岛Pa2=156仃=610471"(1)在杆件长度f、弹性模量E相同时，两者临界力的比等于各自惯性矩之比，即D，FI-crl=争=3．55(7)／-以』2(2)在临界力P。弹性模量E相同时，两者的支撑长度Z的比等于各自惯性矩开方之比，即}：^厚：Ls8f2吖，2⋯。(8)由以上分析可见弘8X3．5mm钢管和咖25，，

7、m钢筋面积相同，①在弹性模量和支撑长度相同时，其临界力是4,25,,un的3．5倍左右；②在临界力和弹性模量相同时，其支撑长度是拶帆的1．8倍左右。由此可见邶×3．5mm钢管的稳定性大大的优越于西25r，肌钢筋做支撑杆件，同时咖48×3．5mm钢管能大批回收，回收率达80％L2J；而磷帆钢筋在滑模施工中可兼作结构受力筋，也有有利的一面。因此在施工中我们应根据具体的情况决定是采用咖48X3．5nun钢管作为滑模施工的支撑杆件，还是采用币25册玮钢筋作支撑杆。这样才能最大限度的减少支撑杆失稳和节约成本，提高滑模施工质量。2轴向力作用下具有

8、初弯曲的支撑杆图2(b)在实际工程中支撑杆不可避免的都有一定的初弯曲，在本文中假设初弯曲曲线‰=WOsin似T，其中％为茗截面的初挠度，‰为跨中初挠度。在轴向力作用P作用下，支撑杆将产生挠度见图2(b)，任一截面上的弯矩