ANSYS应用桥梁球铰建模计算命令流.docx
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ANSYS应用桥梁球铰建模计算命令流
本文档仅需在参数设定部分输入结构尺寸数据，即可完成球铰模型。
!
--------------------------------------------------------------
!
本命令流用四面体自动划分网格计算，体积比较大，
!
无撑脚
!
桩基5*5，下承台厚度5m，弹性模量*1
!
切出桩轴位置
!
修正上转盘和球铰偏心，墩身不偏心
!
加钢束，先拉直的，以后再完善出带弯。
单根钢绞线直径5mm，7根成一股，139mm2。
一孔12根或15根。
!
--------------------------------------------------------------
FINISH
/CLEAR,START
/COM,Structural
*afun,deg!
默认单位转为角度
!
!
0.参数设定，定义变量-------------------------------------------------------------
/prep7
QJR1=2.25!
球铰与下转盘接触面半径
QJR2=2.60!
球铰半径
QJH1=0.05!
球铰下部高度
QJH2=0.85!
球铰上部高度
SZPR1=6.25!
上转盘半径
SZPH1=1.0!
上转盘下部圆盘部分高度
SZPH2=1.8!
上转盘上部矩形柱的高度
SZPA1=14!
上转盘上部矩形柱的顺桥边长
SZPB1=18.5!
上转盘上部矩形柱的横桥边长
XZPH1=5.0!
下转盘的高度
XZPA1=19.2!
下转盘上部矩形柱的顺桥边长
XZPB1=23.2!
下转盘上部矩形柱的横桥边长
ZL1=9.5!
桩长-----------
ZR1=0.9!
桩半径
ZDA1=4.0!
桩顺桥向间距
ZDB1=4.7!
桩横桥向间距
DSA1=6.0!
墩身的顺桥边长
DSA2=2.0!
墩身的顺桥单肢边长
DSB1=16!
墩身的横桥边长
DSH1=6!
墩身的高度------------
NA=5!
桩顺桥向排数
NB=5!
桩横桥向排数
PXZ=0!
偏心距离---------------
CJR1=5.25!
撑脚中心距
CJR2=0.51!
撑脚外径
CJR3=CJR2-0.025!
撑脚内径
CJN1=4!
撑脚对数
DSM=40!
墩身材料C40
SZPSM=45!
上转盘上部材料C45
SZPXM=50!
上转盘下部材料C50
QJM=50!
球铰材料C50
XZPM=40!
下转盘材料C45
ZM=35!
桩基材料C35
!
!
预应力筋，直筋
emst=1.95e8!
预应力筋弹性模量kPa
as=139e-6!
预应力筋面积m2
tf=180!
预应力筋张拉力kN
denss=7.921!
预应力筋密度t/m3
GSDA1=2!
预应力筋顺桥向间距m------------
GSDB1=2!
预应力筋横桥向间距m--------------
GSNA=3!
预应力筋顺桥向排数（钢筋横桥向布置）------------
GSNB=3!
预应力筋桥横向排数（钢筋顺桥向布置）------------
GSH1=0.2!
预应力筋桥距下承台地面距离m------
GSREAL=7!
预应力筋实常数编号
GSM=7!
预应力筋材料编号
!
自动计算的参数
*afun,deg!
默认单位转为角度
ZDA2=（XZPA1-（NA-1）*ZDA1）/2!
桩中心与下转盘边顺桥向距
ZDB2=（XZPB1-（NB-1）*ZDB1）/2!
桩中心与下转盘边横桥向距
ZX=-ZL1-XZPH1!
桩底标高
ZS=ZX+ZL1!
桩顶标高
XZPX=ZS!
下转盘底标高
XZPS=XZPX+XZPH1!
下转盘顶标高
QJX=XZPS!
球铰底标高
QJS=QJX+QJH1+QJH2!
球铰顶标高
SZPX=QJS!
上转盘底标高
SZPS=SZPX+SZPH1+SZPH2!
上转盘顶标高
DSX=SZPS!
墩身底标高
DSS=DSX+DSH1!
墩身顶标高
sita=asin（CJR2/CJR1）+0.5!
撑脚与其对称轴夹角
!
荷载
FF=220000!
最大悬臂主梁的重量，单位kN-------
MM=0!
偏心弯矩，单位kN/m
!
材料参数
ET,1,45
ET,2,65
ET,3,63
ET,4,link8
MP,EX,2,2.1e8!
钢
MP,PRXY,2,0.3
MP,DENS,2,7.850
MP,EX,35,3.3e7!
C35
MP,PRXY,35,0.2
MP,DENS,35,2.650
MP,EX,40,3.4e7!
C40
MP,PRXY,40,0.2
MP,DENS,40,2.650
MP,EX,45,3.45e7!
C45
MP,PRXY,45,0.2
MP,DENS,45,2.650
MP,EX,50,3.55e7!
C50
MP,PRXY,50,0.2
MP,DENS,50,2.650
MP,EX,55,3.70e7!
C55
MP,PRXY,55,0.2
MP,DENS,55,2.650
MP,EX,GSM,emst!
钢束
MP,PRXY,GSM,prxy
MP,DENS,GSM,denss
R,GSREAL,AS,TF/（EMST*AS）*1.0271
ALLSEL
/VIEW,1,1,1,1
/ANG,1
/REP,FAST
/REPLO
!
!
1.建模---------------------------------------------------------------------------------------------------
!
桩基
*DO,J,1,NB,1
*DO,I,1,NA,1
K,,-（NA-1）*ZDA1/2+（I-1）*ZDA1,-ZL1-XZPH1,-（NB-1）*ZDB1/2+（J-1）*ZDB1
*ENDDO
*ENDDO
KGEN,2,ALL,,,,ZL1
*DO,I,1,NA*NB,1
L,I,I+NA*NB!
*ENDDO
WPOFF,,-ZL1-XZPH1
wpro,,-90.000000,!
旋转工作平面
*DO,J,1,NB,1
*DO,I,1,NA,1
!
CYL4,-（NA-1）*ZDA1/2+（I-1）*ZDA1,-（NB-1）*ZDB1/2+（J-1）*ZDB1,ZR1,,,,ZL1!
生成桩CYL4,X坐标,y坐标,半径1,起始角度,半径2,终止角度,桩长
CYL4,-（NA-1）*ZDA1/2+（I-1）*ZDA1,-（NB-1）*ZDB1/2+（J-1）*ZDB1,ZR1,,,,ZL1+XZPH1!
生成桩CYL4,X坐标,y坐标,半径1,起始角度,半径2,终止角度,桩长
*ENDDO
*ENDDO
!
下转盘
ALLSEL
*get,kmax,kp,,num,max
K,,-XZPA1/2,XZPX,-XZPB1/2
K,,XZPA1/2,XZPX,-XZPB1/2
K,,-XZPA1/2,XZPX,XZPB1/2
K,,XZPA1/2,XZPX,XZPB1/2
K,,-XZPA1/2,XZPS,-XZPB1/2
K,,XZPA1/2,XZPS,-XZPB1/2
K,,-XZPA1/2,XZPS,XZPB1/2
K,,XZPA1/2,XZPS,XZPB1/2
V,kmax+1,kmax+2,kmax+4,kmax+3,kmax+5,kmax+6,kmax+8,kmax+7
!
球铰及上转盘下部建模
*get,kmax,kp,,num,max
K,,,QJX!
球铰关键点
K,,QJR1,QJX
K,,,QJX+QJH1
K,,QJR2,QJX+QJH1
K,,,QJS
K,,QJR2,QJS
K,,SZPR1,SZPX!
上转盘下部关键点
K,,,SZPX+SZPH1
K,,SZPR1,SZPX+SZPH1
A,kmax+1,kmax+2,kmax+4,kmax+3!
球铰下部
A,kmax+3,kmax+4,kmax+6,kmax+5!
球铰上部
A,kmax+5,kmax+6,kmax+7,kmax+9,kmax+8!
上转盘下部
*get,Amax,AREA,,num,max
VROTAT,AMAX,AMAX-1,AMAX-2,,,,KMAX+1,KMAX+3,,!
面旋转成体
!
上转盘上部矩形建模
ALLSEL
*get,kmax,kp,,num,max
K,,-SZPA1/2,SZPX+SZPH1,-SZPB1/2
K,,SZPA1/2,SZPX+SZPH1,-SZPB1/2
K,,-SZPA1/2,SZPX+SZPH1,SZPB1/2
K,,SZPA1/2,SZPX+SZPH1,SZPB1/2
K,,-SZPA1/2,SZPS,-SZPB1/2
K,,SZPA1/2,SZPS,-SZPB1/2
K,,-SZPA1/2,SZPS,SZPB1/2
K,,SZPA1/2,SZPS,SZPB1/2
V,kmax+1,kmax+2,kmax+4,kmax+3,kmax+5,kmax+6,kmax+8,kmax+7
!
墩身建模
ALLSEL
*get,kmax,kp,,num,max
K,,-DSA1/2,DSX,-DSB1/2
K,,DSA1/2,DSX,-DSB1/2
K,,-DSA1/2,DSX,DSB1/2
K,,DSA1/2,DSX,DSB1/2
K,,-DSA1/2,DSS,-DSB1/2
K,,DSA1/2,DSS,-DSB1/2
K,,-DSA1/2,DSS,DSB1/2
K,,DSA1/2,DSS,DSB1/2
V,kmax+1,kmax+2,kmax+4,kmax+3,kmax+5,kmax+6,kmax+8,kmax+7
!
!
生成撑脚,命令有错，无法自动划分网格
!
CSYS,0!
系统坐标系置为当前坐标系
!
WPCSYS,-1!
工作平面复原
!
WPOFF,,-XZPH1
!
wpro,,-90.000000,!
旋转工作平面
!
*afun,deg!
默认单位转为角度
!
*DO,I,1,CJN1*2,1
!
XXX1=CJR1*COS（（I-1）*180/CJN1+SITA）
!
YYY1=CJR1*SIN（（I-1）*180/CJN1+SITA）
!
XXX2=CJR1*COS（（I-1）*180/CJN1-SITA）
!
YYY2=CJR1*SIN（（I-1）*180/CJN1-SITA）
!
CYL4,XXX1,YYY1,CJR2,,CJR3,,SZPS-XZPX!
生成撑脚CYL4,X坐标,y坐标,半径1,起始角度,半径2,终止角度,桩长
!
CYL4,XXX2,YYY2,CJR2,,CJR3,,SZPS-XZPX!
生成撑脚CYL4,X坐标,y坐标,半径1,起始角度,半径2,终止角度,桩长
!
*ENDDO
!
!
!
移动偏心
CSYS,0!
系统坐标系置为当前坐标系
WPCSYS,-1!
工作平面复原
vsel,s,loc,y,0.1-XZPH1/2,QJH1+QJH2+SZPH1+SZPH2!
偏心移动
CM,SHAGNBU-V,VOLU
VGEN,,SHAGNBU-V,,,,,PXZ,,,1
ALLSEL
vplot
!
!
切出双肢墩
ALLS
CSYS,0!
系统坐标系置为当前坐标系
WPCSYS,-1!
工作平面复原
wpro,,,-90.000000,!
旋转工作平面WPROTA,THXY,THYZ,THZX
WPOFF,,,DSA1/2-DSA2!
WPOFF,XOFF,YOFF,ZOFF
VSBW,ALL
WPOFF,,,-（DSA1-2*DSA2）!
WPOFF,XOFF,YOFF,ZOFF
VSBW,ALL
CSYS,0!
系统坐标系置为当前坐标系
WPCSYS,-1!
工作平面复原
VSEL,S,LOC,Y,DSX,DSS
VSEL,R,LOC,X,-（DSA1/2-DSA2）,DSA1/2-DSA2
ALLSEL,BELOW,VOLU
VPLOT
CM,VD,VOLU
ALLSEL
VDELE,VD
ALLSEL
VPLOT
ALLSEL
VPTN,ALL!
体分割
!
!
预应力筋
alls
CSYS,0!
系统坐标系置为当前坐标系
WPCSYS,-1!
工作平面复原
!
顺桥向钢筋
CSYS,0!
系统坐标系置为当前坐标系
*DO,I,1,GSNB,1
WPCSYS,-1!
工作平面复原
WPOFFS,,,-（GSNB-1）*GSDB1/2+（I-1）*GSDB1
VSBW,ALL
*ENDDO
!
横桥向钢筋
*DO,I,1,GSNA,1
WPCSYS,-1!
工作平面复原
WPROTA,,,90
WPOFFS,,,-（GSNA-1）*GSDA1/2+（I-1）*GSDA1
VSBW,ALL
*ENDDO
!
钢筋高度
WPCSYS,-1!
工作平面复原
WPOFFW,,XZPX+GSH1
WPROTA,,90
VSBW,ALL
!
!
工作面切割实体
!
切出特征面
ALLSEL
CSYS,0!
系统坐标系置为当前坐标系
WPCSYS,-1!
工作平面复原
VSBW,ALL
WPOFF,,,PXZ!
切出偏心
VSBW,ALL
WPROTA,,,-90
VSBW,ALL
!
横桥向
CSYS,0!
系统坐标系置为当前坐标系
*DO,I,1,NB,1
WPCSYS,-1!
工作平面复原
WPOFFS,,,-（NB-1）*ZDB1/2+（I-1）*ZDB1
VSBW,ALL
!
WPOFFS,,,-ZDB2
!
VSBW,ALL
!
WPOFFS,,,2*ZDB2
!
VSBW,ALL
*ENDDO
!
顺桥向
*DO,I,1,NA,1
WPCSYS,-1!
工作平面复原
WPROTA,,,90
WPOFFS,,,-（NA-1）*ZDA1/2+（I-1）*ZDA1
VSBW,ALL
!
WPOFFS,,,-ZDA2
!
VSBW,ALL
!
WPOFFS,,,2*ZDA2
!
VSBW,ALL
*ENDDO
ALLSEL
VPLOT
CSYS,0!
系统坐标系置为当前坐标系
WPCSYS,-1!
工作平面复原
VSEL,S,LOC,Y,ZX,ZS
CM,Z-V,VOLU
VSEL,S,LOC,Y,XZPX,XZPS
CM,XZP-V,VOLU
VSEL,S,LOC,Y,XZPX,XZPS
CM,XZP-V,VOLU
VSEL,S,LOC,Y,QJX,QJS
CM,QJ-V,VOLU
VSEL,S,LOC,Y,SZPX,SZPS
CM,SZP-V,VOLU
VSEL,S,LOC,Y,SZPX,SZPX+SZPH1
CM,SZPX-V,VOLU
VSEL,S,LOC,Y,SZPS-SZPH2,SZPS
CM,SZPS-V,VOLU
VSEL,S,LOC,Y,DSX,DSS
CM,DS-V,VOLU
!
顺桥向钢筋
LSEL,S,LOC,Z,-（GSNB-1）*GSDB1/2
*DO,I,1,GSNB,1
LSEL,A,LOC,Z,-（GSNB-1）*GSDB1/2+（I-1）*GSDB1
*ENDDO
LSEL,R,LOC,Y,XZPX+GSH1-0.01,XZPX+GSH1+0.01
CM,GSS-L,LINE
!
横桥向钢筋
LSEL,S,LOC,X,-（GSNA-1）*GSDA1/2
*DO,I,1,GSNA,1
LSEL,A,LOC,X,-（GSNA-1）*GSDA1/2+（I-1）*GSDA1
*ENDDO
LSEL,R,LOC,Y,XZPX+GSH1-0.01,XZPX+GSH1+0.01
CM,GSH-L,LINE
ALLSEL
!
!
桩单元
!
CMSEL,S,Z-V
!
CMPLOT
!
ALLSEL,BELOW,VOLU
!
VATT,1,,1,0
!
LESIZE,ALL,0.5,,,,,,,0
!
VSWEEP,Z-V
!
!
下转盘单元
!
ALLS
!
CMSEL,S,XZP-V
!
CMPLOT
!
ALLSEL,BELOW,VOLU
!
VATT,1,,1,0
!
LESIZE,ALL,0.25,,,,,,,0
!
VSWEEP,XZP-V
!
VMESH,XZP-V
!
!
生成单元
ALLSEL
vplot
!
!
划分混凝土网格
!
ALLSEL
VATT,2,,1,0!
C40VATT,MAT,REAL,TYPE,ESYS
CM,LL,LINE
LESIZE,LL,0.5,,,,,,,0
LSEL,U,LOC,Y,ZX,SZPX+0.01
CM,LL1,LINE
LESIZE,LL1,1,,,,,,,0
!
墩身C40
CMSEL,S,DS-V
VATT,DSM,,1,0!
C40VATT,MAT,REAL,TYPE,ESYS
!
上转盘上部C45
CMSEL,S,SZPS-V
VATT,SZPSM,,1,0!
C40VATT,MAT,REAL,TYPE,ESYS
!
上转盘下部
CMSEL,S,SZPX-V
VATT,SZPXM,,1,0!
C40VATT,MAT,REAL,TYPE,ESYS
!
球铰
CMSEL,S,QJ-V
VATT,QJM,,1,0!
C40VATT,MAT,REAL,TYPE,ESYS
!
下转盘
CMSEL,S,XZP-V
VATT,XZPM,,1,0!
C40VATT,MAT,REAL,TYPE,ESYS
!
桩C35
CMSEL,S,Z-V
VATT,ZM,,1,0!
C35VATT,MAT,REAL,TYPE,ESYS
ALLSEL
MSHAPE,1,3D
MSHKEY,0
VMESH,ALL
!
预应力钢筋
CMSEL,S,GSS-L
CMSEL,A,GSH-L
LATT,GSM,GSREAL,4
LMESH,ALL
!
加约束
NSEL,S,LOC,Y,ZX
CM,Z-D,NODE
D,Z-D,ALL
!
!
求解
!
墩顶节点组
NSEL,S,LOC,Y,DSS
nplot
CM,DSS-D,NODE
NSEL,R,LOC,Z,-DSB1/2-0.1+PXZ,-DSB1/2+0.1+PXZ
CM,DSS1-D,NODE
*GET,NNUM1,NODE,0,COUNT!
获得节点组的节点数量
CMSEL,S,DSS-D
NSEL,R,LOC,Z,DSB1/2-0.1+PXZ,DSB1/2+0.1+PXZ
CM,DSS2-D,NODE
*GET,NNUM2,NODE,0,COUNT!
获得节点组的节点数量
!
/ESHAPE,1
!
ALLSEL
VPLOT
/VIEW,1,1,1,1
/ANG,1
/REP,FAST
/REPLO
SAVE,'qiujiao','db'
!
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