第4章_2某公路隧道荷载结构分析0

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1、§1曙光软件与ANSYS隧道地层弹簧迭代分析结构比较1．问题描述：主要截面尺寸如图1所示，，。内轮廓采用曲墙拱三心圆拱。弹性抗力系数取为。衬砌厚度为0.6m，截面的物理参数如表所示。结构混凝土参数混凝土标号弹性模量E(kN/m2，kPa)惯性模量I(m4/m)截面积A(m2/m)25号混凝土28500000.0000.0180.600图1衬砌截面图围岩压力：45.72围岩水平均布压力：=25.01衬砌自重：=15.00（此处为近似计算）则作用在衬砌上的主动荷载为：=62.52图2荷载施加图图3衬砌剖分

2、半结构图1．ANSYS计算在ANSYS中需要将荷载转化为节点荷载，采用静力等效原则。dxdyPy*dx/2Px*dy/2单元长度ll*K/21号单元1.01450.099931.713271.24924952号单元0.97550.295930.494133.70022953号单元0.8990.480528.102746.00865254号单元0.7880.646724.632888.08698355号单元0.64670.646720.2158428.08698356号单元0.48050.89915.0

3、204311.2419957号单元0.29590.97559.24983412.19862758号单元0.09991.01453.12287412.68632251.01940681876455.511339号单元0.03010.72750.9409269.09738750.72812242154609.1815810号单元0.09020.72252.8196529.03486250.72810870854608.15307根据曙光软件的预先计算结果，得到受拉与受压区域，在受压区域施加地层弹簧作用，在

4、受拉区域不在施加地层弹簧。图4施加地层弹簧区域将分布弹簧转化为集中弹簧，ANSYS所用地层弹簧系数如下：结点力Py结点力Px结点集中弹簧1号结点31.711.252号结点62.214.953号结点58.609.714号结点52.7414.105号结点44.8516.176号结点35.2419.337号结点24.2723.448号结点12.3724.8876455.511339号结点4.0621.78131064.692910号结点3.7618.13109217.334611号结点2.829.03546

5、08.15307在节点1，11处的约束条件为图所示：图5约束条件所用梁单元模拟衬砌，所用的弹簧类型为combinationspringer-damper14其中与粘滞系数有关的取为0。图6ANSYS所产生的节点与编号图图7ANSYS计算弯矩图ELEM=1MZ1-91.772380.078ELEM=2MZ3-80.078447.634ELEM=3MZ4-47.63451.9435ELEM=4MZ5-1.94356-45.878ELEM=5MZ645.8787-81.549ELEM=6MZ781.5498

6、-92.213ELEM=7MZ892.2139-69.485ELEM=8MZ969.4852-17.559ELEM=9MZ217.559112.3137ANSYS所用材料参数梁：REALCONSTANTSET1ITEMS1TO60.600000.18000E-010.600000.00000.00000.0000集中弹簧参数：11号节点Y方向REALCONSTANTSET2ITEMS1TO60.15000E+060.00000.00000.00000.00000.000011号节点径向方向REALCO

7、NSTANTSET3ITEMS1TO654608.0.00000.00000.00000.00000.000010号节点径向方向REALCONSTANTSET4ITEMS1TO60.10922E+060.00000.00000.00000.00000.00009号节点径向方向REALCONSTANTSET5ITEMS1TO60.13106E+060.00000.00000.00000.00000.00008号节点径向方向REALCONSTANTSET6ITEMS1TO676455.0.00000.00

8、000.00000.00000.00001．同济曙光计算采用均布单向弹簧。采用双向弹簧，局部施加。