1、内摩擦角(1 素填土18.08.02 粉质粘土19.216.33 粉质粘土19.620.84 中粗砂18.826.0 试分析:纵向单位跨度地铁车站的内力。(采用基本荷载组合计算) 一、 打开ANSYS打开ANSYS软件。GUI方式:执行“Utility MenuFileChange Title”菜单命令。在弹出窗口中输入“Mechanical anslysis on the subway station”作为ANSYS图形显示时的标题。二、 建立模型1、 定义单元类型执行“Main MenuPreprocessorElement TypeAdd/Edit/Delete”菜单命令。在弹出对话框中
2、添加单元类型Beam3和combination14。2、 定义单元实常数执行“Main MenuPreprocessorReal ConstantsAdd/Edit/Delete”菜单命令。分别对Beam3和combination14添加实常数,数据如下表:序号面积惯性矩高10.80.83/1220.60.63/1231/1240.90.93/1250.4*2*ACOS(-1)0.8*4* ACOS(-1)/64677.4E63、 定义材料特性执行“Main MenuPreprocessDorMaterial PropsMatarial Models”菜单命令。输入材料特性:EX=3E10,P
3、RXY=0.2,DENS=2500。4、 定义截面执行“Main MenuPreprocessorSectionsBeamCommon Sections”菜单命令。新建5个截面,数据如下表所示:IDSub-TypeBH矩形圆形R=0.45、 建立几何模型执行“Main MenuPreprocessorModelingCreateKeypointsIn Active CS”菜单命令。键入点坐标如下表所示:点号7891011X9.0518.1Y6.3511.25-1Z执行“Main MenuPreprocessorModelingCreateLinesLinesStraight Line”菜单命令
4、。将相应点连接成线,建立模型。划分网格执行“Main MenuPreprocessorMeshingMesh Tool”菜单命令。在Element Attributes的下拉菜单里面选中Lines,单击【Set】,分别对各条线编辑属性。单击Mesh Tool对话框Size下面Line后面的【Set】,给每条线划分单元。单击Mesh Tool对话框中的【Mesh】按钮,选择全部线,单击【OK】,完成网格划分。6、 建立弹簧单元执行“Main MenuPreprocessorModelingcreatpipingspring support”菜单命令。先选择底梁的一个节点。三、 加载求解1、 施加
5、位移约束GUI:执行“main menusolutiondefine loadsstructuraldisplacementon nodes”命令菜单为添加的弹簧下节点都添加约束。 每一个弹簧下端都要添加约束。2、 施加荷载(1) 计算结构所受荷载按基本荷载组合,计算如下:顶板路面荷载:20 kPa垂直土压力:1.518+(4.183-2.8)19.2= 78.5136kPa基本荷载组合:1.420+1.3578.5136 = 133.993 kPa中板:1.44+1.358 = 16.4 kPa底板:1.35107.74 = 104.49 kPa=(81.5+16.32.8+20.82+26
6、8.64)/14.96=21.65 =(181.5+19.22.8+19.62+18.88.64)/14.96=21.65土压力:上侧133.993tan(45-21.65/2)=61.771kpa 下侧tan(45-13.75/2) (133.993+18.87611.25)=159.666kpa水荷载: 1.35107.74 = 104.49 kPa按照单元的划分,各个单元的荷载如下表(x为单元到顶板的距离)土荷载水荷载0.0000 61771.0000 0.7020 67879.6480 1.4040 73988.2960 2.1060 80096.9440 2.8080 86205.5
7、920 3.5100 92314.2400 4.2050 98361.9756 9382.5000 4.9000 104409.7111 18765.0000 5.5350 109935.3400 27337.5000 6.1700 115460.9689 35910.0000 6.8050 120986.5978 44482.5000 7.4400 126512.2267 53055.0000 8.0750 132037.8556 61627.5000 8.7100 137563.4844 70200.0000 9.3450 143089.1133 78772.5000 9.9800 148
8、614.7422 87345.0000 10.6150 154140.3711 95917.5000 11.2500 159666.0000 104490.0000 (2) 施加结构所受荷载a水平荷载执行“Main MenuSolutionDefine LoadsApplyStructuralPressureOn Beams”菜单命令。选择顶板的梁单元,在弹出对话框中的VALI后输入值“1339930,单击【Apply】。选择中板的梁单元,在弹出对话框中的VALI后输入值“16400”,单击【Apply】。选择顶板的梁单元,在弹出对话框中的VALI后输入值“-104490”,单击【OK】。b侧
9、向荷载执行“Utility MenuListPict Entities+”菜单命令。在弹出的“Model Query Picker”对话框中选择:“Pick”,“Box”,“Length”,“Elements”,分别选择左边墙和右边墙的梁单元。复制弹出列表中的内容到Excel,整理并计算,结果如上表。土侧压力:从上向下每间隔1个单元选择一个边墙的单元,按上表所示的值,输入边墙单元所受的一对土压力值。水侧压力:执行“Main MenuSolutionDefine LoadsSettingsReplace vs AddSurface Loads”菜单命令。在弹出的对话框中,(PRES)下的Oper
10、中选择“Add to existing”,单击【OK】。从水位线处开始,从上向下每间隔1个单元选择一个边墙的单元,按上表所示的值,输入边墙单元所受的一对水的压力值。(3) 施加重力场执行“Main MenuSolutionDefine LoadsApplyStructuralInertiaGravityGlobal”菜单命令。在弹出对话框中的ACELY后输入值“9.8”,单击【OK】。受力图3、 求解执行“Main MenuSolutionSolveCurrent LS”菜单命令。在弹出对话框中点击OK,开始计算。四、 查看计算结果1、 添加单元表执行“Main MenuGeneral Pos
11、tprocElement TableDefine Table”菜单命令。新建6个单元表,分别是: Lab Item Lab Item轴力 I_N By sequence num SMISC,1 J_N By sequence num SMISC,7剪力 I_V By sequence num SMISC,2 J_V By sequence num SMISC,8弯矩 I_M By sequence num SMISC,6 J_M By sequence num SMISC,122、 查看变形图执行“Main MenuGeneral PostprocPlot ResultsDeformed Shape”菜单命令。在弹出对话框中选择“Def + undeformd”,单击【OK】。变形图3、 查看各内力图执行“Main MenuGeneral PostprocPlot ResultsContour PlotLine Elem Res”菜单命令。在弹出对话框中分别选择不同的Lab,可以分别查看轴力图、剪力图、弯矩图。 LabI LabJ Fact轴力图 I_N J_N 1剪力图 I_V J_V 1弯矩图
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