双线下承式简支钢桁结合梁桥的ansys分析实例

Ansys课程设计2 1、​  题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 目 以64m双线下承式简支钢桁结合梁桥为研究对象，利用ansys建模分析该结合梁桥在各种工况作用下的变形和应力分布，并进行动力仿真分析，检验其设计的合理性。该桥每个桥墩（台）在横向布置两个支座，支座中心横向间距为11.0m；分析时仅在桥梁两端设置横联（桥门架），若动力分析通不过，可在中间加设两个横联，截面同桥门架；二期恒载按16t计算，活载按中活载计算，双线加载不折减；横梁先按工形截面计算，若应力通不过，可将端横梁改成箱型断面；纵梁外侧桥面板悬臂部分不与横梁连接。该桥的结构轮廓图分别如图1、图2、图3、图4所示。 图1 立面图 图2 下平面图 图3 上平纵联 图4 横截面图 2、​ 概述 Ansys建模主要采用自底向上的实体建模，即先定义关键点，然后在关键点的基础上连接成线，之后在初步形成的图形上划分网格，生成节点和单元，并定义截面类型，即可得到有限元模型。主桁的上下弦杆为梯形截面箱梁，采用自定义截面的beam188空间梁单元进行模拟。混凝土板采用shell91、横联采用shell63空间板单元，混凝土板的厚度取其平均厚度。其他杆件采用常用截面的beam188空间梁单元进行模拟。按平截面假定考虑主桁下弦杆、纵梁、横梁以及混凝土板相互之间的偏心，考虑上平纵联与横联、主桁上弦杆之间的偏心，不考虑钢与混凝土板间的滑移。主桁各杆之间、横梁与主桁下弦杆之间、纵梁与横梁之间、上平纵联与主桁上弦杆之间、横联与主桁竖杆之间都按刚接处理，混凝土板与纵梁的连接按铰接处理。 单元的平均长度为0.5m，纯钢结构模型一共得到6880个节点，3949个单元。 混凝土板厚： 混凝土板宽： 混凝土板截面面积为 下弦杆、上弦杆的平均高度取为0.6m 钢材的弹性模量取：2.1×1011 Pa，泊松比取：0.3，密度取：7850㎏/m3 。 混凝土假设采用C50，弹性模量取：3.45 ×1010 Pa，泊松比取：0.2，密度取：2400㎏/m3。 重力加速度取：9.8 N/㎏。 一期恒载：钢结构自重+混凝土板自重，混凝土板自重分散到纵梁上为 。 二期恒载分散在混凝土板上为 。 活载，“中—活载”为 ，其中单条轨道道渣分布在混凝土板上的总长为64 m，宽为 。活载作用考虑三种情况：全桥满布、全桥单线以及半桥满布。 一期恒载由钢结构单独承受，二期恒载和活载由组合结构承受，因此需建立两个有限元模型分5次计算：第一个模型为纯钢结构，作用一期恒载；第二个模型为刚与混凝土的组合结构，按二期恒载、活载作用时分别计算。最后将它们的计算结果进行叠加，得到下面五种种工况： 工况一：一期恒载； 工况二：一期恒载+二期恒载； 工况三：一期恒载+二期恒载+全桥满布； 工况四：一期恒载+二期恒载+全桥单线； 工况五：一期恒载+二期恒载+半桥满布。 3、​ ansys模型的建立与求解 3.1 纯钢结构模型 3.1.1 选择单元类型、输入材料参数 finish /clear /prep7 ET,1,BEAM188 KEYOPT,1,1,0 KEYOPT,1,2,0 KEYOPT,1,3,0 KEYOPT,1,4,2 KEYOPT,1,6,3 KEYOPT,1,7,1 KEYOPT,1,8,1 KEYOPT,1,9,1 KEYOPT,1,10,0 KEYOPT,1,11,0 KEYOPT,1,12,0 ET,2,SHELL63 KEYOPT,2,1,0 KEYOPT,2,2,0 KEYOPT,2,3,0 KEYOPT,2,5,2 KEYOPT,2,6,0 KEYOPT,2,7,0 KEYOPT,2,8,0 KEYOPT,2,9,0 KEYOPT,2,11,0 R,1,0.016, , , , , , ET,3,PLANE82 mp,ex,1,2.1e11 mp,prxy,1,0.3 mp,dens,1,7850 3.1.2 定义梁截面形式 SECTYPE, 1, BEAM, I, , 5 SECOFFSET, USER, 0, 1.42 SECDATA,0.8,0.8,1.42,0.04,0.04,0.016,0,0,0,0 SECTYPE, 2, BEAM, I, , 5 SECOFFSET, USER, 0, 1.42 SECDATA,0.36,0.36,1.42,0.02,0.02,0.016,0,0,0,0 SECTYPE, 6, BEAM, HREC, , 5 SECOFFSET, CENT SECDATA,0.66,0.578,0.032,0.032,0.032,0.032,0,0,0,0 SECTYPE, 7, BEAM, HREC, , 5 SECOFFSET, CENT SECDATA,0.42,0.578,0.016,0.016,0.02,0.02,0,0,0,0 SECTYPE, 8, BEAM, HREC, , 5 SECOFFSET, CENT SECDATA,0.64,0.578,0.02,0.02,0.024,0.024,0,0,0,0 SECTYPE, 9, BEAM, HREC, , 5 SECOFFSET, CENT SECDATA,0.64,0.578,0.02,0.02,0.02,0.02,0,0,0,0 SECTYPE, 10, BEAM, I, , 5 SECOFFSET, CENT SECDATA,0.6,0.6,0.578,0.02,0.02,0.016,0,0,0,0 SECTYPE, 11, BEAM, I, , 5 SECOFFSET, CENT SECDATA,0.4,0.4,0.4,0.016,0.016,0.012,0,0,0,0 *do,I,2,4 BLC4,0,0,0.710,0.008*I BLC4,(0.065-0.008*I),0.008*I,0.008*I,0.600 BLC4,0.065,0.600,0.58,0.008*I BLC4,0.645,0.008*I,0.008*I,0.6 AADD,1,2,3,4 APLOT SMRT,4 MSHAPE,0,2D MSHKEY,0 TYPE,3 AMESH,5 SECWRITE,(I+1),SECT,,3 SECTYPE,(I+1),BEAM,MESH, SECOFFSET,CENT,,, SECREAD,’(I+1)’,’SECT’,’’,MESH ACLEAR,ALL ADELE,ALL,,,1 *ENDDO SECPLOT,3,1 SECPLOT,4,1 SECPLOT,5,1 图5 下弦杆截面一 图6 下弦杆截面二 图7 下弦杆截面三 3.1.3定义关键点、线 !坐标原点建在横梁横向对称面的最低点 *SET,Z1,1.42 !横梁、纵梁截面高度 *SET,Z2,0.30 !下弦杆截面重心平均高度 *SET,H2,0.355 !下弦杆截面1/2宽度 *set,b2,0.289 !斜杆截面1/2宽度 *DO,I,1,11 !定义下弦杆 K,2*I-1,6.4*(I-1),-5.5,Z2 K,2*I,6.4*(I-1),5.5,Z2 *ENDDO *DO,I,1,19,2 LSTR,I,I+2 LSTR,I+1,I+3 *ENDDO *DO,I,1,5 !定义上弦杆 K,21+2*I, 6.4*(2*I-1),-5.5,(Z2+12.6) K,22+2*I, 6.4*(2*I-1), 5.5,(Z2+12.6) *ENDDO *DO,I,1,7,2 LSTR,22+I,24+I LSTR,23+I,25+I *ENDDO *DO,I,1,5 !定义上平纵联 K,31+2*I,6.4*(2*I-1),-5.5+H2,0.6+12.6-0.2 K,32+2*I,6.4*(2*I-1),5.5-H2,0.6+12.6-0.2 LSTR,31+2*I,32+2*I *ENDDO *DO,I,1,7,2 LSTR,32+I,35+I LSTR,33+I,34+I *ENDDO *DO,I,1,5 LSTR,4*I-1,21+2*I LSTR,4*I,22+2*I *ENDDO *DO,I,1,5 !定义主桁其他杆件 LSTR,4*I-3,21+2*I LSTR,4*I-2,22+2*I LSTR,21+2*I,4*I+1 LSTR,22+2*I,4*I+2 *ENDDO *DO,I,1,11 !定义横梁、纵梁 K,6*I+37,6.4*(I-1),-5.5+H2,Z1 K,6*I+38,6.4*(I-1),-3.3,Z1 K,6*I+39,6.4*(I-1),-1.1,Z1 K,6*I+40,6.4*(I-1),1.1,Z1 K,6*I+41,6.4*(I-1),3.3,Z1 K,6*I+42,6.4*(I-1),5.5-H2,Z1 LSTR,6*I+37,6*I+38 LSTR,6*I+38,6*I+39 LSTR,6*I+39,6*I+40 LSTR,6*I+40,6*I+41 LSTR,6*I+41,6*I+42 *ENDDO *DO,I,1,10 LSTR,6*I+38,6*I+44 LSTR,6*I+39,6*I+45 LSTR,6*I+40,6*I+46 LSTR,6*I+41,6*I+47 *ENDDO Ldiv,53,1-5.5/12.9, !定义桥门架 Ldiv,52,1-5.5/12.9, Ldiv,70,5.5/12.9, Ldiv,71,5.5/12.9, LGEN,2,167,,,0,-b2,0,,0 LGEN,2,168,,,0,b2,0,,0 LGEN,2,71,,,0,-b2,0,,0 LGEN,2,70,,,0,b2,0,,0 Lstr,116,114 Lstr,119,117 Kgen,2,113,,,0,-0.169,0,,0 Kgen,2,115,,,0,0.169,0,,0 Kgen,2,118,,,0,-0.169,0,,0 Kgen,2,120,,,0,0.169,0,,0 Kl,171,1-1.8/5.5, Kl,172,1-1.8/5.5, Kl,173,1.8/5.5, Kl,174,1.8/5.5, Lstr,126,125 Lstr,128,127 Kl,177,0.9/10.29, Kl,177,1-0.9/10.29, Kl,178,0.9/10.29, Kl,178,1-0.9/10.29, Ldele,177,178,, Lstr,129,130 Lstr,131,132 Lstr,121,130 Lstr,122,129 Lstr,123,132 Lstr,124,131 LEXTND,171,113,3,0 LEXTND,172,115,3,0 LEXTND,174,120,3,0 LEXTND,173,118,3,0 LEXTND,181,123,3,1 Ldele,181,,,1 Linp,173,183 Lstr,123,117 Lstr,123,132 Lfillt,173,181,0.06 LEXTND,182,124,3,1 Ldele,182,,,1 Linp,174,184 Lstr,119,124 Lstr,131,124 Lfillt,174,182,0.06 LEXTND,179,121,3,1 Ldele,179,,,1 Linp,171,185 Lstr,121,114 Lstr,121,130 Lfillt,171,179,0.06 LEXTND,180,122,3,1 Ldele,180,,,1 Linp,172,186 Lstr,122,116 Lstr,122,129 Lfillt,172,180,0.06 Lfillt,179,177,1 Lfillt,180,177,1 Lfillt,182,178,1 Lfillt,178,181,1 Al,172,175,171,185,179,187,177,188,180,186 Al,174,184,182,189,178,190,181,183,173,176 图8 纯钢结构的实体模型 图9右视图 3.1.4 分配单元属性、网格划分 !分配横梁截面 *do,I,1,11 K,144+I,6.4*(i-1),0,16 !定义关键点 Lsel,s,,,5*i+67,5*i+71, Latt,1,,1,,144+I,,1 Lesize,all,0.5,,,,,,,1 *enddo Lsel,all /replot !分配纵梁截面 K,156,0,-3.3,16 !定义关键点 K,157,0,-1.1,16 K,158,0,1.1,16 K,159,0,3.3,16 *do,I,1,10 Lsel,s,,,4*i+123, Latt,1,,1,,156,,2 Lesize,4*i+123,0.5,,,,,,,1 Lsel,s,,,4*i+124, Latt,1,,1,,157,,2 Lesize,4*i+124,0.5,,,,,,,1 Lsel,s,,,4*i+125, Latt,1,,1,,158,,2 Lesize,4*i+125,0.5,,,,,,,1 Lsel,s,,,4*i+126, Latt,1,,1,,159,,2 Lesize,4*i+126,0.5,, ,,,,,1 *enddo Lsel,all /replot !分配上下弦杆截面 K,160,0,-5.5,16 K,161,0,5.5,16 Lsel,s,,,1,3,2 Lsel,a,,,17,19,2 Latt,1,,1,,160,,3 Lsel,s,,,2,4,2 Lsel,a,,,18,20,2 Latt,1,,1,,161,,3 Lsel,s,,,5,7,2 Lsel,a,,,13,15,2 Lsel,a,,,21,27,6 Latt,1,,1,,160,,4 Lsel,s,,,6,8,2 Lsel,a,,,14,16,2 Lsel,a,,,22,28,6 Latt,1,,1,,161,,4 Lsel,s,,,9,11,2 Lsel,a,,,23,25,2 Latt,1,,1,,160,,5 Lsel,s,,,10,12,2 Lsel,a,,,24,26,2 Latt,1,,1,,161,,5 Lsel,s,,,1,20,1 Lesize,all,0.5,,,,,,,1 Lsel,s,,,21,28,1 Lesize,all,0.5,,,,,,,1 Lsel,all /replot !分配主桁其他杆件截面 *do,I,1,5 K,161+I,6.4*(2*i-1),-7,12.9 *enddo Lsel,s,,,52,53 Lsel,a,,,167,168 Latt,1,,1,,162,,6 Lesize,all,,,30,,,,,1 Lsel,s,,,70,71 Lsel,a,,,169,170 Latt,1,,1,,166,,6 Lesize,all,0.5,,,,,,,1 *do,I,1,5 Lsel,s,,,40+2*i,41+2*i, Latt,1,,1,,161+I,,7 Lesize,all,0.5,,,,,,,1 *enddo Lsel,s,,,54,55 Latt,1,,1,,162,,8 Lsel,s,,,56,57 Latt,1,,1,,163,,9 Lsel,s,,,58,59 Latt,1,,1,,163,,10 Lsel,s,,,60,63 Latt,1,,1,,164,,10 Lsel,s,,,64,65 Latt,1,,1,,165,,10 Lsel,s,,,66,67 Latt,1,,1,,165,,9 Lsel,s,,,68,69 Latt,1,,1,,166,,8 Lsel,s,,,54,69 Lesize,all,0.5,,,,,,,1 Lsel,all /replot !分配上平纵联 *do,I,1,5 Lsel,s,,,28+I, Latt,1,,1,,144+2*I,,11 Lesize,28+I,0.5,,,,,,,1 *enddo *do,I,1,4 Lsel,s,,,32+2*i,33+2*i Latt,1,,1,,145+2*I,,11 Lesize,all,0.5,,,,,,,1 *enddo Lesize,19,0.3,,,,,,,1 Lesize,33,0.3,,,,,,,1 Lsel,all /replot !划分横梁 Lmesh,72,126 !划分纵梁 Lmesh,127,166 !划分主桁 Lmesh,1,2 Lmesh,52,53 Lmesh,167,168 *do,I,1,4 Lmesh,40+2*I,41+2*i Lmesh,4*i-1,4*i+2 Lmesh,50+4*I,53+4*i Lmesh,19+2*I,20+2*i *enddo Lmesh,50,51 Lmesh,19,20 Lmesh,70,71 Lmesh,169,170 !划分上平纵联 *do,I,1,4 Lmesh,28+i Lmesh,32+2*i,33+2*i *enddo Lmesh,33 !分配桥门架截面 Asel,all AATT,1,1,2,0, Lesize,175,0.3,,,,,,,1 Lesize,176,0.3,,,,,,,1 Aesize,all,0.5 SMRT,3 MSHAPE,1,2D MSHKEY,0 Amesh,all alls Eplot !本电脑内存有限，无法显示划分后的梁截面，敬请谅解 图10 纯钢结构有限元模型 图11 前视图 图12 右视图 3.1.4 施加耦合条件、约束方程 !耦合相同位置处的节点 Nummrg,node ! 刚接横梁与下弦杆 *dim,node1,,22,2 *do,I,1,11 Node1(I,1)= node(kx(2*i-1),ky(2*i-1),kz(2*i-1)) Node1(I,2)=node(kx(6*i+37),ky(6*i+37),kz(6*i+37)) *enddo *do,I,1,11 Node1(i+11,1)=node(kx(2*i),ky(2*i),kz(2*i)) Node1(i+11,2)=node(kx(42+6*i),ky(42+6*i),kz(42+6*i)) *enddo *do,I,1,22 Cerig,node1(I,1),node1(I,2),all *enddo !刚接上平纵联与主桁 *do,I,1,10 Cerig,node(kx(22+i),ky(22+i),kz(22+i)),node(kx(32+i),ky(32+i),kz(32+i)),all *enddo !刚接横联与主桁 Lsel,s,,,172 !刚接A1 Nsll,s,1 *get,nnode,node,,count,,,, *dim,node2,,nnode,1,1 *vget,node2(1),node,,nlist,,,, alls *do,I,1,nnode cerig,node(nx(node2(i)),-5.5,nz(node2(i))),node2(i) *enddo Lsel,s,,,171 Nsll,s,1 *get,nnode,node,,count,,,, *dim,node3,,nnode,1,1 *vget,node3(1),node,,nlist,,,, alls *do,I,1,nnode cerig,node(nx(node3(i)),5.5,nz(node3(i))),node3(i) *enddo Lsel,s,,,174 !刚接A2 Nsll,s,1 *get,nnode,node,,count,,,, *dim,node5,,nnode,1,1 *vget,node5(1),node,,nlist,,,, alls *do,I,1,nnode cerig,node(nx(node5(i)),-5.5,nz(node5(i))),node5(i) *enddo Lsel,s,,,173 Nsll,s,1 *get,nnode,node,,count,,,, *dim,node6,,nnode,1,1 *vget,node6(1),node,,nlist,,,, alls *do,I,1,nnode cerig,node(nx(node6(i)),5.5,nz(node6(i))),node6(i) *enddo A1=kx(34) A2=kz(34) Lsel,s,,,175 Nsll,s, *get,nnode,node,,count,,,, *dim,node4,,nnode,1,1 *vget,node4(1),node,,nlist,,,, alls *do,I,1,nnode cerig,node4(i),node(a1,ny(node4(i)),a2) *enddo A1=kx(42) A2=kz(42) Lsel,s,,,176 Nsll,s, *get,nnode,node,,count,,,, *dim,node7,,nnode,1,1 *vget,node7(1),node,,nlist,,,, alls *do,I,1,nnode cerig,node(a1,ny(node7(i)),a2),node7(i) *enddo finish 图13 纯钢结构施加约束图 3.1.5 施加载荷、位移边界条件、建立荷载步1 /sol DK,1, ,0, ,0,UX,uy, uz, , , , Dk,2,,0,,0,ux,uz,,,,, Dk,21,,0,,0,uy,uz,,,,, Dk,22,,0,,0,uz,,,,,, DTRAN ACEL,0,0,9.8, Lsel,s,,,127,166 Esll,s Sfbeam,all,1,pres,14618 Alls eplot LSWRITE,1, !荷载步1 save 图14 一期荷载布置图 3.2 钢、混凝土组合结构模型 3.2.1 添加单元类型、材料参数 ACEL,0,0,0 SFEDELE,all,1,PRES /prep7 mp,ex,2,3.45e10 mp,prxy,2,0.2 mp,dens,2,2400 Et,4,shell91 KEYOPT,4,1,16, KEYOPT,4,2,1 KEYOPT,4,4,0 KEYOPT,4,5,1 KEYOPT,4,6,0 KEYOPT,4,8,0 KEYOPT,4,9,0 KEYOPT,4,10,0 KEYOPT,4,11,1 *SET,_RC_SET,2, KEYOPT,4,2,1 R,2 RMODIF,2,1,1,0, , , ,0 RMODIF,2,13,1,0,0.2925,0,0,0, !混凝土板单元类型 3.2.2 添加混凝土板 *do,I,1,11 K,,6.4*(i-1),-4.25,z1 K,,6.4*(i-1),-3.95,z1 K,,6.4*(i-1),-3.3,z1 K,,6.4*(i-1),-1.1,z1 K,,6.4*(i-1),-0.45,z1 K,,6.4*(i-1),0.45,z1 K,,6.4*(i-1),1.1,z1 K,,6.4*(i-1),3.3,z1 K,,6.4*(i-1),3.95,z1 K,,6.4*(i-1),4.25,z1 *enddo *do,I,1,11 Lstr,157+10*I,158+10*i Lstr,158+10*I,159+10*i Lstr,159+10*I,160+10*i Lstr,160+10*I,161+10*i Lstr,161+10*I,162+10*i Lstr,162+10*I,163+10*i Lstr,163+10*I,164+10*i Lstr,164+10*I,165+10*i Lstr,165+10*I,166+10*i *enddo *do,I,1,10 Lstr,157+10*I,167+10*i Lstr,158+10*I,168+10*i Lstr,159+10*I,169+10*i Lstr,160+10*I,170+10*i Lstr,161+10*I,171+10*i Lstr,162+10*I,172+10*i Lstr,163+10*I,173+10*i Lstr,164+10*I,174+10*i Lstr,165+10*I,175+10*i Lstr,166+10*I,176+10*i *enddo *do,I,1,10 Al,280+10*I,191+9*I,281+10*I,182+9*i Al,281+10*I,192+9*I,282+10*I,183+9*i Al,282+10*I,193+9*I,283+10*I,184+9*i Al,283+10*I,194+9*I,284+10*I,185+9*i Al,284+10*I,195+9*I,285+10*I,186+9*i Al,285+10*I,196+9*I,286+10*I,187+9*i Al,286+10*I,197+9*I,287+10*I,188+9*i Al,287+10*I,198+9*I,288+10*I,189+9*i Al,288+10*I,199+9*I,289+10*I,190+9*i *enddo 3.2.3 划分混凝土板、添加约束方程 Aatt,2,2,4,0, Asel,s,,,3,92 Aesize,all,0.5 MSHAPE,0,2D MSHKEY,1 Amesh,all Alls Eplot 图15 钢、混凝土组合结构模型 !添加约束方程 Lsel,s,,,292,382,10 Lsel,A,,,293,383,10 Lsel,A,,,296,386,10 Lsel,A,,,297,387,10 Nsll,s,1 *GET,nnode,NODE,,COUNT, , , , *DIM,node2,ARRAY,nnode,1,1, , , *vget,node2(1),node,,nlist,,,, Lsel,s,,,127,166, Nsll,s,1 *GET,nnode,NODE,,COUNT, , , , *DIM,node3,ARRAY,nnode,1,1, , , *vget,node3(1),node,,nlist,,,, Alls I=1 Cp,1,ux,node3(i),node2(i) Cp,2,uy,node3(i),node2(i) Cp,3,uz,node3(i),node2(i) *do,I,2,nnode Cp,next,ux,node3(i),node2(i) Cp,next,uy,node3(i),node2(i) Cp,next,uz,node3(i),node2(i) *enddo Lsel,s,,,72,126 Lsel,a,,,191,289 Nsll,s Nummrg,node Finish 图16 钢、混凝土组合结构约束情况 3.2.4 施加载荷、建立荷载步 /sol !荷载步2 二期恒载 Asel,s,,,3,92 SFA,all,2,PRES,288.24 SFTRAN alls LSWRITE,2, !荷载步3 全桥满布 SFADELE,all,2,PRES Asel,s,,,4,85,9 Asel,a,,,5,86,9 Asel,a,,,6,87,9 Asel,a,,,8,89,9 Asel,a,,,9,90,9 Asel,a,,,10,91,9 SFA,all,2,PRES,26696 SFTRAN alls LSWRITE,3, !荷载步4 全桥单线 SFADELE,all,2,PRES Asel,s,,,4,85,9 Asel,a,,,5,86,9 Asel,a,,,6,87,9 SFA,all,2,PRES,26696 SFTRAN alls LSWRITE,4, !荷载步5 半桥满布 SFADELE,all,2,PRES Asel,s,,,4,40,9 Asel,a,,,5,41,9 Asel,a,,,6,42,9 Asel,a,,,8,44,9 Asel,a,,,9,45,9 Asel,a,,,10,46,9 SFA,all,2,PRES,26696 SFTRAN alls LSWRITE,5, 3.3 求解 !求解荷载步 Lssolve,1,5,1 Finish !定义荷载工况 /post1 !定义荷载工况 Lcdef,11,1 !工况一 Lcdef,2,2 Lcdef,3,3 Lcdef,4,4 Lcdef,5,5 Lcase,11 Sumtype,comp Lcoper,add,2 Lcwrite,12 !工况二 Lcase,12 Sumtype,comp Lcoper,add,3 Lcwrite,13 !工况三 Lcase,12 Sumtype,comp Lcoper,add,4 Lcwrite,14 !工况四 Lcase,12 Sumtype,comp Lcoper,add,5 Lcwrite,15 !工况五 save 4、​ 计算结果 ​​​4.1 工况一：一期恒载 4.1.1 位移分布 Lcase,11 jpgprf,500,100,1 PLDISP,2 图17 一期恒载下的变形图 我们发现整个模型只在横联处变形较大，其他部分的形变是很小的，为此在接下来的分析中，我们将去掉横联的影响。 Asel,s,,,1,2,,1 Esla,s Esel,inve /replot 图18 一期恒载下主体结构变形图 Lsel,s,,,72,126 Esll,s Pldisp,0 图19 一期恒载下横梁的变形图 Alls /EFACET,1 PLNSOL, U,Z, 0,1.0 asel,s,,,1,2,,1 esla,s esel,inve /replot 图20 一期恒载下Z方向的位移图 由Z方向的位移分布可知，端横梁的变形较明显。 4.1.2 内力分布 Alls Etable,Ni,smisc,1 !单元I点沿X方向的轴力 Etable,Nj,smisc,14 !单元J点沿X方向的轴力 Etable,refl /title,axial force diagram Plls,ni,nj,1.0,0 图21 一期恒载下的轴力图 Etable,qi,smisc,6 !单元i点沿Y方向的剪力 Etable,qj,smisc,19 !单元j点沿Y方向的剪力 Etable,refl /title,Shearing force diagram(SFY) Plls,qi,qj,1.0,0 图22 一期恒载下Y方向的剪力图 Etable,qi,smisc,5 !单元i点沿Z方向的剪力 Etable,qj,smisc,18 !单元j点沿Z方向的剪力 Etable,refl /title,Shearing force diagram(SFZ) Plls,qi,qj,1.0,0 图23 一期恒载下Z方向的剪力图 Etable,MI,smisc,2 !单元I点沿Y方向的弯矩 Etable,MJ,smisc,15 !单元J点沿Y方向的弯矩 Etable,refl /title,Bending moment diagram(MY) Plls,MI,MJ,1.0,0 图24 一期恒载下Y方向的弯矩 Etable,MI,smisc,3 !单元I点沿Z方向的弯矩 Etable,MJ,smisc,16 !单元J点沿Z方向的弯矩 Etable,refl /title,Bending moment diagram(MZ) Plls,MI,MJ,1.0,0 图25 一期恒载下Z方向弯矩图 Etable,MI,smisc,4 !单元I点沿X方向的扭矩 Etable,MJ,smisc,17 !单元J点沿X方向的扭矩 Etable,refl /title, Torque moment diagram(MX) Plls,MI,MJ,1.0,0 图26 一期恒载下X方向扭矩图 4.2 工况二：一期恒载+二期恒载 4.2.1 位移分布 Lcase,12 Pldisp,2 Asel,s,,,1,2,,1 Esla,s Esel,inve /replot 图27 工况二主体结构变形图 与图18相比，最大位移仅增加了0.07㎜。 Lsel,s,,,72,126 Esll,s Pldisp,0 图28 工况二横梁的变形图 Alls /EFACET,1 PLNSOL, U,Z, 0,1.0 asel,s,,,1,2,,1 esla,s esel,inve /replot 图29 工况二Z方向的位移图 4.2.2 内力分布 /EFACET,4 PLNSOL, S,EQV, 0,1.0 Asel,s,,,3,92,,1 Esla,s /replot 图30 混凝土板的应力等值线图 此时，混凝土板的最大应力为95.3MPa，已严重超出了混凝土板的承受能力，这主要是由于建模时将混凝土板与端横梁刚接起来的缘故，以后建模时要慎重。 Alls Etable,Ni,smisc,1 !单元I点沿X方向的轴力 Etable,Nj,smisc,14 !单元J点沿X方向的轴力 Etable,refl /title,axial force diagram Plls,ni,nj,1.0,0 图31 工况二轴力图 Etable,qi,smisc,6 !单元i点沿Y方向的剪力 Etable,qj,smisc,19 !单元j点沿Y方向的剪力 Etable,refl /title,Shearing force diagram(SFY) Plls,qi,qj,1.0,0 图32 工况二Y方向剪力图 Etable,qi,smisc,5 !单元i点沿Z方向的剪力 Etable,qj,smisc,18 !单元j点沿Z方向的剪力 Etable,refl /title,Shearing force diagram(SFZ) Plls,qi,qj,1.0,0 图33 工况二Z方向剪力图 Etable,MI,smisc,2 !单元I点沿Y方向的弯矩 Etable,MJ,smisc,15 !单元J点沿Y方向的弯矩 Etable,refl /title,Bending moment diagram(MY) Plls,MI,MJ,1.0,0 图34 工况二Y方向的弯矩图 Etable,MI,smisc,3 !单元I点沿Z方向的弯矩 Etable,MJ,smisc,16 !单元J点沿Z方向的弯矩 Etable,refl /title,Bending moment diagram(MZ) Plls,MI,MJ,1.0,0 图35 工况二Z方向的弯矩图 Etable,MI,smisc,4 !单元I点沿X方向的扭矩 Etable,MJ,smisc,17 !单元J点沿X方向的扭矩 Etable,refl /title, Torque moment diagram(MX) Plls,MI,MJ,1.0,0 图36 工况二X方向的扭矩图 4.3 工况三：一期恒载+二期恒载+全桥满布 4.3.1 位移分布 Lcase,13 Pldisp,2 Asel,s,,,1,2,,1 Esla,s Esel,inve /replot 图37 工况三主体结构变形图 与图18相比，最大位移增加了5.375㎜，我们可以看到端横梁的变形较大，直接影响后来混凝土板的内力分布。 Lsel,s,,,72,126 Esll,s Pldisp,0 图38 工况三横梁的变形图 Alls /EFACET,1 PLNSOL, U,Z, 0,1.0 asel,s,,,1,2,,1 esla,s esel,inve /replot 图39 工况三Z方向的位移图 4.3.2 内力分布 /EFACET,4 PLNSOL, S,EQV, 0,1.0 Asel,s,,,3,92,,1 Esla,s /replot 图40 混凝土板的应力等值线图 Alls Etable,Ni,smisc,1 !单元I点沿X方向的轴力 Etable,Nj,smisc,14 !单元J点沿X方向的轴力 Etable,refl /title,axial force diagram Plls,ni,nj,1.0,0 图41 工况三轴力图 Etable,qi,smisc,6 !单元i点沿Y方向的剪力 Etable,qj,smisc,19 !单元j点沿Y方向的剪力 Etable,refl /title,Shearing force diagram(SFY) Plls,qi,qj,1.0,0 图42 工况三Y方向剪力图 Etable,qi,smisc,5 !单元i点沿Z方向的剪力 Etable,qj,smisc,18 !单元j点沿Z方向的剪力 Etable,refl /title,Shearing force diagram(SFZ) Plls,qi,qj,1.0,0 图43 工况三Z方向剪力图 Etable,MI,smisc,2 !单元I点沿Y方向的弯矩 Etable,MJ,smisc,15 !单元J点沿Y方向的弯矩 Etable,refl /title,Bending moment diagram(MY) Plls,MI,MJ,1.0,0 图44 工况三Y方向的弯矩图 Etable,MI,smisc,3 !单元I点沿Z方向的弯矩 Etable,MJ,smisc,16 !单元J点沿Z方向的弯矩 Etable,refl /title,Bending moment diagram(MZ) Plls,MI,MJ,1.0,0 图45 工况三Z方向的弯矩图 Etable,MI,smisc,4 !单元I点沿X方向的扭矩 Etable,MJ,smisc,17 !单元J点沿X方向的扭矩 Etable,refl /title, Torque moment diagram(MX) Plls,MI,MJ,1.0,0 图46 工况三X方向的扭矩图 4.4 工况四：一期恒载+二期恒载+半桥满布 4.4.1 位移分布 Lcase,14 Pldisp,2 Asel,s,,,1,2,,1 Esla,s Esel,inve /replot 图47 工况四主体结构变形图 与图18相比，最大位移仅增加了2.741㎜。 Lsel,s,,,72,126 Esll,s Pldisp,0 图48 工况四横梁的变形图 Alls /EFACET,1 PLNSOL, U,Z, 0,1.0 asel,s,,,1,2,,1 esla,s esel,inve /replot 图49 工况四Z方向的位移图 4.4.2 内力分布 /EFACET,1 PLNSOL, S,EQV, 0,1.0 Asel,s,,,3,92,,1 Esla,s /replot 图50 混凝土板的应力等值线图 Alls Etable,Ni,smisc,1 !单元I点沿X方向的轴力 Etable,Nj,smisc,14 !单元J点沿X方向的轴力 Etable,refl /title,axial force diagram Plls,ni,nj,1.0,0 图51 工况四轴力图 Etable,qi,smisc,6 !单元i点沿Y方向的剪力 Etable,qj,smisc,19 !单元j点沿Y方向的剪力 Etable,refl /title,Shearing force diagram(SFY) Plls,qi,qj,1.0,0 图52 工况四Y方向剪力图 Etable,qi,smisc,5 !单元i点沿Z方向的剪力 Etable,qj,smisc,18 !单元j点沿Z方向的剪力 Etable,refl /title,Shearing force diagram(SFZ) Plls,qi,qj,1.0,0 图53 工况四Z方向剪力图 Etable,MI,smisc,2 !单元I点沿Y方向的弯矩 Etable,MJ,smisc,15 !单元J点沿Y方向的弯矩 Etable,refl /title,Bending moment diagram(MY) Plls,MI,MJ,1.0,0 图54 工况四Y方向的弯矩图 Etable,MI,smisc,3 !单元I点沿Z方向的弯矩 Etable,MJ,smisc,16 !单元J点沿Z方向的弯矩 Etable,refl /title,Bending moment diagram(MZ) Plls,MI,MJ,1.0,0 图55 工况四Z方向的弯矩图 Etable,MI,smisc,4 !单元I点沿X方向的扭矩 Etable,MJ,smisc,17 !单元J点沿X方向的扭矩 Etable,refl /title, Torque moment diagram(MX) Plls,MI,MJ,1.0,0 图56 工况四X方向的扭矩图 4.5 工况五：一期恒载+二期恒载+全桥单线 4.5.1 位移分布 Lcase,15 Pldisp,2 Asel,s,,,1,2,,1 Esla,s Esel,inve /replot 图57 工况五主体结构变形图 与图18相比，最大位移仅增加了2.912㎜。 Lsel,s,,,72,126 Esll,s Pldisp,0 图58 工况五横梁的变形图 Alls /EFACET,1 PLNSOL, U,Z, 0,1.0 asel,s,,,1,2,,1 esla,s esel,inve /replot 图59 工况五Z方向的位移图 4.5.2 内力分布 /EFACET,1 PLNSOL, S,EQV, 0,1.0 Asel,s,,,3,92,,1 Esla,s /replot 图60 混凝土板的应力等值线图 Alls Etable,Ni,smisc,1 !单元I点沿X方向的轴力 Etable,Nj,smisc,14 !单元J点沿X方向的轴力 Etable,refl /title,axial force diagram Plls,ni,nj,1.0,0 图61 工况五轴力图 Etable,qi,smisc,6 !单元i点沿Y方向的剪力 Etable,qj,smisc,19 !单元j点沿Y方向的剪力 Etable,refl /title,Shearing force diagram(SFY) Plls,qi,qj,1.0,0 图62 工况五Y方向剪力图 Etable,qi,smisc,5 !单元i点沿Z方向的剪力 Etable,qj,smisc,18 !单元j点沿Z方向的剪力 Etable,refl /title,Shearing force diagram(SFZ) Plls,qi,qj,1.0,0 图63 工况五Z方向剪力图 Etable,MI,smisc,2 !单元I点沿Y方向的弯矩 Etable,MJ,smisc,15 !单元J点沿Y方向的弯矩 Etable,refl /title,Bending moment diagram(MY) Plls,MI,MJ,1.0,0 图64 工况五Y方向的弯矩图 Etable,MI,smisc,3 !单元I点沿Z方向的弯矩 Etable,MJ,smisc,16 !单元J点沿Z方向的弯矩 Etable,refl /title,Bending moment diagram(MZ) Plls,MI,MJ,1.0,0 图65 工况五Z方向的弯矩图 Etable,MI,smisc,4 !单元I点沿X方向的扭矩 Etable,MJ,smisc,17 !单元J点沿X方向的扭矩 Etable,refl /title, Torque moment diagram(MX) Plls,MI,MJ,1.0,0 图66 工况五X方向的扭矩图 5、​ 结束语 这次课程设计，我尝试了许多新的东西，比如试着用MPC单元连接壳单元与梁单元、建模的时候学会利用布尔操作高效建模等，虽然最后MPC单元的使用失败了，但是我学会了对梁、壳偏置来连接梁壳单元。总之，通过这次课程设计，我对ansys的使用更加熟练了。