隧道襯砌結(jié)構(gòu)ANSYS強度檢算模型

隧道襯砌結(jié)構(gòu)ANSYS強度檢算模型一、襯砌結(jié)構(gòu)的計算模型隧道工程建筑物是埋置于地層中的結(jié)構(gòu)物，它的受力和變形與圍巖密切相關(guān)，支護結(jié)構(gòu)與圍巖作為一個統(tǒng)一的受力體系相互約束，共同工作。這種共同作用正是地下結(jié)構(gòu)與地面結(jié)構(gòu)的主要區(qū)別。根據(jù)本工程淺埋及松散地層的特點，使用階段結(jié)構(gòu)安全性檢算采用“荷載—結(jié)構(gòu)”模式，即將支護和圍巖分開考慮，支護結(jié)構(gòu)是承載主體，圍巖作為荷載的來源和支護結(jié)構(gòu)的彈性支承。支護結(jié)構(gòu)與圍巖的相互作用是通過彈性支承對支護結(jié)構(gòu)施加約束來實現(xiàn)的。圖1計算模型計算模型中，二襯結(jié)構(gòu)采用彈性平面梁單元模擬，彈性抗力以及隧底地基均采用彈簧單元模擬。組合荷載根據(jù)不同作用方向分別轉(zhuǎn)換成等效節(jié)點力施加在相應的單元結(jié)點上。具體計算模型見圖1。圖1計算模型二、荷載計算圍巖壓力計算參照課本中有關(guān)我國鐵路隧道推薦的方法進行確定（雙線隧道）或參照《鐵路隧道設(shè)計規(guī)范》，深淺埋分別計算。三、配筋計算結(jié)構(gòu)強度檢算和配筋計算應按照現(xiàn)行《鐵路隧道設(shè)計規(guī)范》的方法進行。四、ANSYS操作過程1、更改路徑和工作名2、進入前處理模塊（preprocessor）(1)定義單元類型elementtype(2)定義實常數(shù)realconstant(3)定義材料參數(shù)materialprops(4)定義梁的截面特性sections(5)進入modeling進行建模，生成幾何模型(6)進行網(wǎng)格劃分meshinga)給幾何模型賦屬性meshing>meshattribute>pickedlines(7)施加彈性約束Model>Creat>pipingmodels>springsupport定義彈性抗力系數(shù)K和距離所選結(jié)構(gòu)節(jié)點的相對距離DX,DY,DZ。3、進入求解器solution(1)定義分析類型analysistype>newanalysis>static(2)定義荷載defineloads(3)設(shè)置荷載添加形式setting>replacevsadd>force，按如下圖示設(shè)置(4)施加等效節(jié)點力defineloads>apply>force(編程實現(xiàn))(5)施加重力defineloads>apply>inertia>gravity>global(6)求解計算Solve>currentLS4、后處理（generalpostproc）(1)讀入結(jié)果Readresults>lastset(2)查看變形圖，（plotresults>deformedshape）檢查彈簧約束范圍是否正確（所有彈簧均應受壓，即處于抗力區(qū)）否則添加或刪除彈簧單元，重新計算。(3)定義單元表Elementtable>definetable，出現(xiàn)對話框后點擊add按鈕，出現(xiàn)下列對話框：選擇bysequencenum并在右下角SMISC,后分別鍵入數(shù)字“6”后點擊apply按鈕。重復上述操作并分別鍵入數(shù)字“12”和“1”和，點擊OK，完成彎矩和軸力的定義。(4)查看內(nèi)力圖plotresults>contourplot>lineelemres，查看彎矩云圖查看軸力圖(5)存儲顯示圖形Plotctrls>captureimage,將文件另存即可。(6)列表顯示計算結(jié)果Listresults>elemtabledata出現(xiàn)對話框，選擇單元表定義的內(nèi)容，點擊ok。然后將文件另存即可。附注：加載程序示意1.均布荷載(1)y方向荷載施加*do,i,1,10a=q*abs(nx(i)-nx(i+1))/2f,i,fy,af,i+1,fy,a*enddo(2)x方向荷載施加*do,i,1,10a=q*abs(ny(i)-ny(i+1))/2f,i,fx,af,i+1,fx,a*enddo2.梯形荷載*set,shuxiang,292608.9*set,shangce,78149.5*set,xiace,127057.6!豎向荷載*do,i,5,18a=-shuxiang*0.5*abs(nx(i)-nx(i+1))f,i+1,fy,af,i,fy,a*enddo!左水平荷載(11.82為梯形的高度)！3指梯形上底對應的節(jié)點號！12指梯形下底對應的節(jié)點號*do,i,3,11a=abs(ny(i)-ny(12))*(xiace-shangce)/11.82+shangceb=abs(ny(i+1)-ny(12))*(xiace-shangce)/11.82+shangcef,i+1,fx,(a/6+b/3)*abs(ny(i)-ny(i+1))f,i,fx,(a/3+b/6)*abs(ny(i)-ny(i+1))*enddo*do,i,22,26a=abs(ny(i)-ny(12))*(xiace-shangce)/11.82+shangceb=abs(ny(i+1)-ny(12))*(xiace-shangce)/11.82+shangcef,i+1,fx,(a/6+b/3)*abs(ny(i)-ny(i+1))f,i,fx,(a/3+b/6)*abs(ny(i)-ny(i+1))*enddoa=abs(ny(1)-ny(12))*(xiace-shangce)/11.82+shangceb=abs(ny(3)-ny(12))*(xiace-shangce)/11.82+shangcef,3,fx,(a/6+b/3)*abs(ny(i)-ny(i+1))f,1,fx,(a/3+b/6)*abs(ny(i)-ny(i+1))a=abs(ny(1)-ny(12))*(xiace-shangce)/11.82+shangceb=abs(ny(22)-ny(12))*(xiace-shangce)/11.82+shangcef,22,fx,(a/6+b/3)*abs(ny(i)-ny(i+1))f,1,fx,(a/3+b/6)*abs(ny(i)-ny(i+1))!右水平荷載*do,i,12,20a=abs(ny(i)-ny(12))*(xiace-shangce)/11.82+shangceb=abs(ny(i+1)-ny(12))*(xiace-shangce)/11.82+shangcef,i+1,fx,-(a/6+b/3)*abs(ny(i)-ny(i+1))f,i,fx,-(a/3+b/6)*abs(ny(i)-ny(i+1))*enddo*do,i,27,31a=abs(ny(i)-ny(12))*(xiace-shangce)/11.82+shangceb=abs(ny(i+1)-ny(12))*(xiace-shangce)/11.82+shangcef,i+1,fx,-(a/6+b/3)*abs(ny(i)-ny(i+1))f,i,fx,-(a/3+b/6)*abs(ny(i)-ny(i+1))*enddoa=abs(ny(2)-ny(12))*(xiace-shangce)/11.82+shangceb=abs(ny(21)-ny(12))*(xiace-shangce)/11.82+shangcef,21,fx,(a/6+b/3)*abs(ny(i)-ny(i+1))f,2,fx,(a/3+b/6)*abs(ny(i)-ny(i+1))a=abs(ny(2)-ny(12))*(xiace-shangce)/11.82+shangceb=abs(ny(32)-ny(12))*