資源描述：
《隧道結構受力分析》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、實例1隧道結構受力分析1．問題描述選取某新建鐵路線上的隧道斷面，該斷面采用的支護結構如圖1所示。為保證結構的安全性，采用了載荷-結構模型。主要參數(shù)如下：⑴隧道腰部和頂部襯砌厚度是65mm，隧道仰拱襯砌厚度為85cm；⑵采用C30鋼筋混凝土為襯砌材料；⑶隧道圍巖是IV級，洞跨是5.36m，深埋隧道；⑷隧道仰拱下承受水壓，水壓0.2MPa。圖3-3隧道支護結構斷面圖隧道圍巖級別是IV級，其物理力學指標及襯砌材料C30鋼筋混凝土的物理力學指標見表3-4。表3-4C30鋼筋混凝土的物理力學指標名稱容重（KN/m3）彈性抗力系數(shù)K（MPa/m）彈性模量E（GPa）泊松比內摩擦角（。
2、）凝聚力C（MPa）IV級圍巖223001.50.32290.35C30鋼筋混凝土25-300.2542.42表3-5載荷計算表載荷種類圍巖壓力結構自重水壓（N/m3）垂直均布力（N/m3）水平均布力（N/m3）值8022516045通過ANSYS添加200000根據(jù)《鐵路隧道設計規(guī)范》，可計算出深埋隧道圍巖的垂直均布力和水平均布力，見表3-5。對于豎向和水平的分布載荷，其等效節(jié)點力分別近似取節(jié)點兩相鄰單元水平或垂直投影長度的一般襯砌計算寬度這一面積范圍內的分布載荷的總和。自重載荷通過ANSYS程序直接添加密度施加。隧道仰拱部受到的水壓0.2MPa按照徑向方向再置換為等效
3、節(jié)點力，分解為水平豎直方向加載。2.求解步驟第一步：定義工作文件名和工作標題⑴進入ANSYS/Multiphysics的程序界面后，選擇菜單UtilityMenu：File→ChangeJobname，出現(xiàn)ChangeJobname對話框。在【/FILNAM】EnternewJobname輸入框中輸入工作名稱Support，單擊OK按鈕關閉該對話框。⑵選擇菜單UtilityMenu：File→ChangeTitle命令，出現(xiàn)ChangeTitle對話框，在輸入欄中輸入TunnelSupportStructuralAnalysis，單擊OK按鈕關閉該對話框。第二步：定義單元
4、類型選擇菜單MainMenu：Preprocessor→ElementType→Add/Edit/Delete命令，出現(xiàn)ElementTypes對話框，單擊Add按鈕，出現(xiàn)LibraryofElementTypes對話框。在左側滾動欄中選擇StructuralBeam，在右側滾動欄中選擇2Delestic3，單擊Apply按鈕，定義Beam3單元，如圖2所示。再在左側滾動欄中選取Combination選項，在右側滾動欄中選擇Spring-damper14，單擊OK按鈕，定義Combin14單元，最后單擊Close按鈕關閉對話框。圖2單元類型庫對話框第三步：定義單元實常數(shù)⑴
5、選擇菜單MainMenu：Preprocessor→RealConstants→Add/Edit/Delete命令，出現(xiàn)RealContants對話框，單擊Add按鈕，出現(xiàn)ElementTypeforRealContants對話框，單擊OK按鈕，選擇TYPE1BEAM3，單擊OK按鈕，最后在彈出的RealConstantforBEAM3對話框中分別輸入隧道腰部和頂部襯砌支護結構BEAM3梁單元的橫截面積AREA：0.65、慣性矩IZZ：0.022885417、高度HEIGHT：0.65，如圖3所示。圖3定義隧道腰部和頂部BEAM3實常數(shù)1對話框⑵單擊OK按鈕，在打開的對話
6、框中單擊Add按鈕，在彈出的對話框中選擇TYPE1BEAM3，單擊OK按鈕，在打開的對話框中分別輸入隧道腰部和頂部襯砌支護結構BEAM3梁單元的橫截面積AREA：0.85、慣性矩IZZ：0.05117833、高度HEIGHT：0.85，如圖4所示。這是因為隧道襯砌支護仰拱和腰部以及頂部的厚度不同，所以要建立兩個BEAM3實常數(shù)。圖4定義隧道腰部和頂部BEAM3實常數(shù)2對話框⑶單擊OK按鈕，在打開的對話框中單擊Add按鈕，在彈出的對話框中選擇TYPE2Combin14，單擊OK按鈕，打開如圖5所示的RealConstantsSetNumbere3forCOMBIN14對話框
7、，然后在Springconstant欄后輸入30000000，單擊OK按鈕，單擊Close按鈕關閉對話框。圖5COMBIN14實常數(shù)對話框第四步：定義材料屬性⑴選擇菜單MainMenu：Preprocessor→MaterialProps→MaterialModels命令，出現(xiàn)DefineMaterialBehavior對話框。⑵在MaterialModelsAvailable一欄中依次單擊Structural、Linear、Elastic、Isotropic選項，出現(xiàn)LinearIsotropicPropertiesforM
