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隧道结构内力及可靠性分析操作流程手册目录第一章隧道结构内力分析.........................................................................................................................11.1Ansys菜单操作..............................................................................................................................11.2Ansys命令流操作及讲解.............................................................................错误!未定义书签。第二章隧道结构安全度检算...................................................................................................................202.1素混凝土的安全度检算................................................................................................................202.2钢筋混凝土....................................................................................................................................22第三章隧道结构内力随机性分析...........................................................................................................233.1作用效率变异性分析....................................................................................................................233.2命令流及解释...................................................................................................错误!未定义书签。第四章隧道结构可靠性分析...................................................................................................................484.1钢筋混凝土功能函数如下:.......................................................................................................484.1.1钢筋混凝土判断大小偏心命令流......................................................................................494.1.2大偏心下计算可靠度指标β.............................................................................................514.1.3小偏心下计算可靠度指标β...........................................................................................544.2素混凝土的功能函数...................................................................................................................574.2.1破坏类型判断.................................................................................................................594.2.2抗压破坏.........................................................................................................................591第一章隧道结构内力分析1.1Ansys菜单操作本例以标准图1202普货-200双线Ⅳ级围岩无砟隧道为例。本隧道为二衬为c35混凝土,混凝土弹性模量为32E10,泊松比为0.2,Ⅳ级围岩弹性反力系数为350e6,计算按照深埋求得竖向及水平荷载。第一步:定义工作文件名和工作标题⑴进入ANSYS/Multiphysics的程序界面后,选择菜单UtilityMenu:File→ChangeJobname,出现ChangeJobname对话框。在【/FILNAM】EnternewJobname输入框中输入工作名称Support,单击OK按钮关闭该对话框。⑵选择菜单UtilityMenu:File→ChangeTitle命令,出现ChangeTitle对话框,在输入栏中输入TunnelSupportStructuralAnalysis,单击OK按钮关闭该对话框。第二步:定义单元类型选择菜单MainMenu:Preprocessor→ElementType→Add/Edit/Delete命令,出现ElementTypes对话框,单击Add按钮,出现LibraryofElementTypes对话框。在左侧滚动栏中选择StructuralBeam,在右侧滚动栏中选择2Delestic3,单击Apply按钮,定义Beam3单元,如图1-1所示。最后单击Close按钮关闭对话框。第三步:定义单元实常数图1-1单元类型库对话框2选择菜单MainMenu:Preprocessor→RealConstants→Add/Edit/Delete命令,出现RealContants对话框,单击Add按钮,出现ElementTypeforRealContants对话框,单击OK按钮,选择TYPE1BEAM3,单击OK按钮,最后在弹出的RealConstantforBEAM3对话框中分别输入隧道腰部和顶部衬砌支护结构BEAM3梁单元的横截面积AREA:0.45、惯性矩IZZ:0.00759375、高度HEIGHT:0.45,如图1-2所示。⑵单击OK按钮,在打开的对话框中单击Add按钮,在弹出的对话框中选择TYPE1BEAM3,单击OK按钮,在打开的对话框中分别输入隧道腰部和顶部衬砌支护结构BEAM3梁单元的横截面积AREA:0.4457、惯性矩IZZ:0.007378136、高度HEIGHT:0.4457,如图1-3所示。这是因为隧道衬砌支护仰拱和腰部以及顶部的厚度不同,所以要建立多个BEAM3实常数。按相同步骤添加其他几个。图1-2定义隧道腰部和顶部BEAM3实常数1对话框图1-3定义隧道腰部和顶部BEAM3实常数2对话框3第四步:定义材料属性⑴选择菜单MainMenu:Preprocessor→MaterialProps→MaterialModels命令,出现DefineMaterialBehavior对话框。⑵在MaterialModelsAvailable一栏中依次单击Structural、Linear、Elastic、Isotropic选项,出现LinearIsotropicPropertiesforMaterialNumber1对话框,在EX对话框中输入3.2e10,在PRXY输入栏中输入0.2,如图1-4所示,单击OK按钮关闭该对话框。⑶单击Structural、Density选项,在弹出的DensityforMaterialNumbere1对话框中输入隧道衬砌混凝土材料的密度2500,如图1-5所示。单击OK按钮,选择Material→Exit,退出材料定义对话框。第五步:建立模型和划分网格(1)创建隧道衬砌支护关键点选择菜单MainMenu:Preprocessor→Modeling→Create→Keypoints→InActiveCS命令,出现CreateKeypointsinActiveCoordinateSystem对话框,输入关键点1。最后单击OK按钮,生成82个关键点。图1-4线弹性材料模型对话框4(2)创建隧道衬砌支护线模型选择菜单MainMenu:Preprocessor→Modeling→Create→Lines→Lines→straightline命令,然后依次选中1,2两点,再依次选中2,3两点,直到82,1两点,单击OK按钮。得出二衬的中心线如图1-6所示。(3)保存几何模型文件选择菜单UtilityMenu:File→Saveas命令,打开SaveDatabase对话框,在SaveDatabaseto下面的输入栏中输入文件名Support-geom.db,单击OK按钮。(4)为线赋予特性图1-5材料密度输入对话框图1-6隧道二衬中心线5选择菜单MainMenu:Preprocessor→Meshing→MeshTool命令,打开MeshTool对话框,在ElementAttribute后面的下拉菜单选择Lines,单击Set按钮,打开LineAttribute线拾取框,选中Min,Max,Inc,在输入栏中输入17,66,如图1-7,单击OK按钮,打开LineAttributes对话框,在Materialnumber后面的下拉菜单中选择1,在RealConstantsetnumber后面的下拉菜单中选择1,在Elementtypenumber后面的下拉菜单中选择1BEAM3,如图1-8所示。单击Apply按钮再次打开线拾取框。同样的方法为1,11赋予属性,其他同前,只是在RealConstantsetnumber后面的下拉菜单中选择7,单击OK按钮退出。然后在lineattribute里选择listofitems,在输入栏中输入16,67,如图1-9,单击OK按钮,打开LineAttributes对话框,在Materialnumber后面的下拉菜单中选择1,在RealConstantsetnumber后面的下拉菜单中选择2,在Elementtypenumber后面的下拉菜单中选择1BEAM3,单击apply继续为15,68;14,69;13,70;12,71;RealConstantsetnumber后面的下拉菜单中依次选择3,4,5,6,单击OK退出。图1-7选择线条图1-8赋予属性6(5)控制线尺寸在MeshTool对话框中SizeControls下面选择栏中的Lines右边单击Set按钮,在打开的对话框中选择pickAll。单击拾取框上的OK按钮,打开ElementSizesonpickedLines对话框,如图1-10所示。在No.ofelementdivisions栏后面输入1,再单击OK按钮。⑹划分网格图1-9选择线条图1-10线单元尺寸划分对话框7在网格划分工具栏中单击Mesh按钮,打开一个对话框,单击PickAll按钮,生成82个梁单元,如图1-11所示。⑺创建弹簧单元加竖向弹簧,执行mainmenuprepro
本文标题:隧道内力及可靠度分析操作流程手册
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