ANSYS地铁盾构隧道管片结构设计修改版Word格式.docx

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进入前处理器

设置梁单元类型，模拟管片衬砌

设置弹簧单元类型，模拟衬砌与地层相互作用

设置梁单元几何常数，单位为m

设置弹簧单元几何常数，单位为Pa

设置材料模型

输入弹性模量，单位为Pa

输入泊松比

输入密度，单位为kg

保存数据库

2.建立几何模型

（1）创建关键点。

K,100,0,0,0,

K,1,0.5925,2.7877,0,

K,2,-0.5925,2.7877,0,

K,3,2.7105,0.8807,0,

K,4,-2.7105,0.8807,0,

K,5,1.6752,-2.3057,0,

K,6,-1.6752,-2.3057,0,

通过编号和坐标创建关键点，圆心位置

以上6个关键点为管片环向接头位置!

保存数据

（2）创建盾构隧道轮廓线。

通过两个端点和圆弧内侧任意一点以及半径画圆弧

以上为盾构隧道轮廓线的绘制

Larc,1,2,100,2.85

Larc,2,4,100,2.85

Larc,4,6,100,2.85

Larc,6,5,100,2.85

Larc,5,3,100,2.85

Larc,3,1,100,2.85

3.4■创建弹簧节点所在的轮廓线

（1）

通过编号和坐标创建关键点

创建关键点。

K,11,0.7277,3.4235,0,

K,12,-0.7277,3.4235,0,

K,13,3.3287,1.0816,0,

K,14,-3.3287,1.0816,0,

以上6点对应管片接头，只是半径更大了!

（2）创建左右隧道弹簧节点轮廓线。

K,15,2.0572,-2.8316,0,

K,16,-2.0572,-2.8316,0,

以上为盾构隧道弹簧外节点轮廓绘制，如图9-6所示

Larc,11,12,100,3.5

Larc,12,14,100,3.5

Larc,14,16,100,3.5

Larc,16,15,100,3.5

Larc,15,13,100,3.5

Larc,13,11,100,3.5

4.单元网格划分

（1）设置单元大小，每6度为一单元，共60个单元，如图9-7所示。

LESIZE,all,,,4,,,

,1

设置单兀大小，所有选择的线被划分成

4个单元

Allsel

选择所有兀素

lsel,s,,,2,8,6

选择线2和8

lsel,a,,,6,12,6

再选择线6和12

LESIZE,all,,,10,,

,,1

10个单元

lsel,s,,,3,5,1

选择线3到5

lsel,a,,,9,11,1

再选择线9和11

LESIZE,all,,,12,,

12个单元

/PNUM,LINE,1

显示线

/PNUM,ELEM,0

显示编号

/REPLOT

重新显示

Lplot

lsel,s”,1,7,6!

选择线1和7

号记不住，还是拷别的办法，为何线号显示不出来。

在这个地方选择线号咋办？

线

其单元图如图9-8所示。

（2）

划分单元，

TYPE,

1

设置将要创建单兀的类型，二次衬砌

MAT,

设置将要创建单元的材料

REAL,

设置将要创建单元的几何常数

Imesh,all!

对所有的线进行单元划分，通过网格划分原先的线就变成了

单元并被赋予了上面的属性

（3）

创建弹簧单元，

加了弹簧单元的单元网格如图

9-9所示

2

设置将要创建单元

的类型

的材料

的几何常数

E,1,61

通过单元的两个节点创建弹簧单元。

……!

依次继续直到所有的弹簧单元创建完成，其节点的编号如图9-10所示。

此命

令没有用划分网格的方法来建立单元，而是直接用E命令直接生成单元，并被赋予上

面的属性。

注意应该是先分配单元属性后生成单元！

设置将要创建单元的类型

设置将要创建单元的几何常数

清除线16到23上的所有单元

为什么要有这一步又没有创建单元为何要赋予属性?

9.1.2加载与求解

1.加载

（1）对四周各节点施加“Ux”和“Uy”两个方向的约束。

/SOL!

进入求解器

LST,2,60,1,ORDE,2!

选择要施加约束的节点，共60个

FITEM,2,61

FITEM,2,-120

*

/GO

D,P51X,,0,,,,UX,UY,,,,!

在“Ux”和“Uy”两个方向的施加约束

（2）施加重力加速度。

ACEL,0,10,0,!

在Y方向施加重力加速度

Save!

（4）节点力的计算。

具体的计算公式如第333小节中介绍的等效节点荷载计算式,

什么意思？

？

？

本实例采用EXCEL电子表格进行计算。

原则节点所在的6条线，线7到12

选择所有元素

选择线7到12

选择线上的节点

显示节点编号设置

NLIST,ALL,,,,NODE,NODE,NODE!

列出节点坐标

SAVE!

为什么此处显示是没有节点显示不明白

（4）

在节点上施加节点力，加上何载和位移边界条件后的几何模型如见图9-11所

示。

f,

fx,

-3502.5

在节点上施加X方向节点力

3

-1170

4

5

3502.5

5790

以上为在拱顶管片（封顶块）上施加X方向节点力

7

8017.5

8

10155

9

12187.5

10

14077.5

11

15825

12

17385

13

18765

14

19935

15

20887.5

6

21611.25

以上为在左邻接块上施加X方向节点力

17

22098

18

22342.97396

19

22342.77605

20

21

22

20888.25

23

24

25

26

27

以上为在左标准块上施加

16

X

方向节点力

29

30

31

32

33

fy,

1170

34

35

36

-5790

37

-8017.5

38

-10155

39

-12187.5

以上为底部标准块上施加

28

-14077.5

41

-15825

42

-17385

43

-18765

44

-19935

45

-20888.25

46

-21611.25

47

-22098

48

-22342.77611

49

-22342.9739

50

51

以上为在右标准块上施加

40

-20887.5

52

53

54

55

56

57

58

59

以上为在右邻接块上施加

60

-35354.4

在节点上施加Y万向节点力

-35745.6