地下工程课程设计-明挖地铁车站内力结构分析.doc

目 录 课程设计任务书 - 1 - GUI方式 - 3 - 一、 打开ANSYS - 3 - 二、 建立模型 - 3 - 1、 定义单元类型 - 3 - 2、 定义单元实常数 - 3 - 3、 定义材料特性 - 3 - 4、 定义截面 - 3 - 5、 建立几何模型 - 3 - 6、 划分网格 - 4 - 7、 建立弹簧单元 - 4 - 三、 加载求解 - 5 - 1、 施加位移约束 - 5 - 2、 施加荷载 - 6 - （1） 计算结构所受荷载 - 6 - （2） 施加结构所受荷载 - 6 - （3） 施加重力场 - 7 - 3、 求解 - 8 - 四、 查看计算结果 - 8 - 1、 添加单元表 - 8 - 2、 查看变形图 - 8 - 3、 查看各内力图 - 9 - 4、 查看内力列表 - 9 - 单元内力表 - 11 - APDL方式 - 17 - 课 程 设 计 任 务 书 专 业 姓 名 学 号 开题日期：年 月 日 完成日期：年 月 日 题 目 明挖地铁车站内力结构分析 一、设计的目的 熟悉ANSYS软件，练习课堂所学知识，为今后的毕业设计打下良好的电算基础。 练习使用梁单元和弹簧单元建模进行结构内力分析 二、设计的内容及要求 某地铁岛式车站采用明挖法施工，车站埋深为4.113 m，地下水位距地面为8.023 m,站厅、站台层柱子为d=0.8 m的圆形柱，纵向柱间距为8 m，纵向共16跨，长160 m，中间岛式站台长110m。衬砌材料采用C30钢筋混凝土（E=30Gpa，μ=0.2，γ=25kN/m3），地面荷载取20kPa的均布荷载，站厅层人群荷载取4kPa的均布荷载，是被荷载取8kPa的均布荷载。地基弹性范例系数取77.4Mpa/m。车站的横断面如下图： （单位：m） 各层土的物理参数见下表： 地层名称 重度γ（kN/m3） 内摩擦角φ（°） 素填土 18.0 8.0 粉质粘土 19.2 16.3 粉质粘土 19.6 20.8 中粗砂 18.8 26.0 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） 成 绩 指导教师 (签章) 年 月 日 GUI方式： 打开ANSYS 打开ANSYS软件。 GUI方式：执行“Utility Menu→File→Change 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。 建立模型 定义单元类型 GUI方式：执行“Main Menu→Preprocessor→Element Type→Add/Edit/Delete”菜单命令。在弹出对话框中添加单元类型Beam3和combination14。 定义单元实常数 GUI方式：执行“Main Menu→Preprocessor→Real Constants→Add/Edit/Delete”菜单命令。分别对Beam3和combination14添加实常数，数据如下表： No. AREA IZZ HEIGHT 1 0.8 0.8**3/12 0.8 2 0.6 0.6**3/12 0.6 3 1 1/12 1 4 0.9 0.9**3/12 0.9 5 0.4**2*ACOS（-1） 0.8**4* ACOS（-1）/64 0.8 6 77.4E6 定义材料特性 GUI方式：执行“Main Menu→Preprocessor→Material Props→Matarial Models”菜单命令。输入材料特性：EX=3E10，PRXY=0.2，DENS=2500。 定义截面 GUI方式：执行“Main Menu→Preprocessor→Sections→Beam→Common Sections”菜单命令。新建5个截面，数据如下表所示： ID Sub-Type B H 1 矩形 1