【文章內(nèi)容簡介】 質(zhì)量矩陣：0不變質(zhì)量矩陣；1遞減質(zhì)量矩陣KEYOPT(8)應(yīng)力硬化矩陣：0幾乎不變應(yīng)力硬化矩陣；1遞減應(yīng)力硬化矩陣KEYOPT(9)單元坐標系定義：0不用用戶子程序定義單元坐標系 4用用戶子程序定義單元X軸KEYOPT(11)確定數(shù)據(jù)存貯方式：0只存貯頂部面和底部面數(shù)據(jù) 2存貯頂部面、底部面、中間面面數(shù)據(jù) SHELL63單元輸出定義名稱定義OREL單元號YYNODES單元節(jié)點I,J,K,LYYMAT材料號YYAREA面積YYXC,YC,ZC單元結(jié)果輸出中心坐標Y1PRES壓力：P1（IJKL）,P2(IJKL),P3(J,I),P4(K,J),P5(L,K) P6(I,L)YYTEMP溫度：T1,T2,T3,T4,T5,T6,T7,T8YYT(X,Y,XY)單元平面應(yīng)力YYM(X,Y,XY)單元力矩YYFOUND PRESS基礎(chǔ)壓力YLOC頂部，中部，底部YYS:X,Y,Z,XY組合薄膜和彎曲應(yīng)力YYS:1,2,3主應(yīng)力YYS:INT應(yīng)力強度YYS:EQV等效強度YYEPEL:X,Y,Z,XY平均彈性應(yīng)變YYEPEL:EQV等效彈性應(yīng)變YEPTH:X,Y,Z,XY平均熱應(yīng)變YYEPTH:EQV等效熱應(yīng)變Y4） 阻尼材料特性不能使用。5） 單元特性中只有應(yīng)力硬化和大變形可用。6） KEYOPT(2)和KEYOPT(9)只能設(shè)置為0。本文將用到彈性殼單元SHELL63，SHELL63經(jīng)常應(yīng)用于工程中，如模擬隧道的襯砌。此外還有SHELL5SHELL6SHELL9SHELL93等殼體單元也常使用。選定單元類型后，輸入實常數(shù)、定義材料，建立幾何模型，有限元模型網(wǎng)格劃分，確定邊界條件并加載求解，即可提取數(shù)值模擬結(jié)果。采用ANSYS對檢查室內(nèi)力進行三維數(shù)值計算。對C30混凝土，容重取25kN/m3，彈性模量取E=30GPa，泊松比取μ=。模型單元選用63號殼單元。在頂板、側(cè)墻、其中底板反力為頂板土壓力加上有限元模型的重量。施加的位移約束為：底面4個角點豎向位移被約束；左側(cè)面4個角點左右向位移被約束；前側(cè)面4個角點前后向位移被約束。 檢查室有限元計算用荷載表檢查室編號檢查室內(nèi)凈空（m）頂板、底板、邊墻厚（m）頂板豎向土壓力（kPa）墻頂側(cè)向土壓力（kPa）墻底側(cè)向土壓力（kPa）底板反力（kPa）凈長凈寬凈高18882128838812。模型的長寬高取到混凝土板的中線處。 計算模型圖、。 板中最大彎矩檢查室編號檢查室內(nèi)凈空（m）計算結(jié)果（kNm）頂板底板前后墻左右墻左右向前后向左右向前后向水平向豎向水平向豎向18882128838812 板支座處最大彎矩檢查室編號檢查室內(nèi)凈空（m）計算結(jié)果（kNm）頂板底板前后墻左右墻左右向前后向左右向前后向水平向豎向水平向豎向18882128838812 板中相應(yīng)的軸力檢查室編號檢查室內(nèi)凈空（m）計算結(jié)果（kN）頂板底板前后墻左右墻左右向前后向左右向前后向水平向豎向水平向豎向18882128838812檢查室內(nèi)力按框架方法計算第四章 檢查室內(nèi)力按框架方法計算從檢查室的中間位置沿3個相互垂直的方向，截出3個寬1m的平面應(yīng)變矩形框架。把作用在檢查室上的荷載導(dǎo)算到目標框架上，然后求出框架的內(nèi)力，作為檢查室各面垂直兩個方向上的內(nèi)力。令沿左右向截出的框架稱為框架1，沿前后向截出的框架稱為框架2，沿水平面截出的框架稱為框架3。檢查室每塊板的荷載，保持總荷載不變，分別折算到框架上，即把板的荷載分解到相互垂直的框架梁上，雙向板兩邊的三角形荷載換算成與三角形等高的矩形面上。(1) 180。(檢查室檢查室3)，前后向框架梁(1m寬)的作用荷載為式中：q—框架梁上分布荷載；p—+頂板自重25180。=152kPa；S陰—板陰影部分面積；S板—板總面積。因此，左右和前后方向兩個框架頂梁上的荷載為：(2) 180。(檢查室2)，前后向框架頂梁荷載為左右向框架頂梁兩端矩形荷載為(3) 180。(檢查室檢查室2)，豎向框架側(cè)梁上端梯形荷載值豎向框架側(cè)梁下端梯形荷載值，水平框架梁上的均布荷載值(4) 180。(檢查室2)，豎向框架側(cè)梁上端梯形荷載值豎向框架側(cè)梁下端梯形荷載值，水平框架梁上兩端的均布荷載值(5) 180。(檢查室3)，豎向框架側(cè)梁上端梯形荷載值豎向框架側(cè)梁下端梯形荷載值，水平框架梁上的均布荷載值(6) 豎向框架底板反力計算不計底板的混凝土自重，框架底板反力由《建筑結(jié)構(gòu)靜力計算手冊》有式中：q底—框架底板反力；p—框架一側(cè)邊墻的重量。，；，；q頂—框架頂板總荷載；L—框架寬度。用qi,j表示i號檢查室j框架的底板反力，則q1,1=、q1,2=q2,1=、q2,2=q3,1=、q3,2=綜上所述，： 框架計算荷載檢查室尺寸框架方位集中荷載p（kN）頂板均布荷載(kN/m)側(cè)墻頂端荷載（kN/m）側(cè)墻底端荷載（kN/m）底板反力（kN/m）左右方向前后方向水平框架0左右方向前后方向水平框架0左右方向前后方向水平框架0、：一號檢查室二號檢查室三號檢查室框架彎矩計算（1）對于一號檢查室2框架。1) 豎向荷載只有豎向力作用時，由《建筑結(jié)構(gòu)靜力計算手冊》有當時，有 代入：可得到： 令A(yù)B、BC、CD、DA梁中點為E、F、G、H點，易知AB梁兩端的剪力為： 取出隔離體AE對E點取距，由彎矩平衡由于取值時以外側(cè)受拉為負，內(nèi)側(cè)受拉為正，在平衡方程中以逆時針為正，故A點彎矩在代入時用的是絕對值。可得AB梁中點E點彎矩：。 框架豎向受力示意圖 隔離體受力示意圖2) 水平矩形荷載對于只有水平矩形分布力作用時()，由《建筑結(jié)構(gòu)靜力計算手冊》有 代入數(shù)據(jù)：可以求出同理AD的中點為H點，取隔離體AH，對H點取距。3) 水平三角形荷載對于水平三角形分布作用力()，由《建筑結(jié)構(gòu)靜力計算手冊》有 代入數(shù)據(jù)： 易知AD梁兩端的剪力為 ，對H點取距 同樣在代數(shù)式中A點的彎矩在代入時用絕對值。代入數(shù)據(jù) 在梯形均布荷載作用下，梁中間點H的彎矩可近似等于梁的最大彎矩。 框架橫向矩形荷載 框架橫向三角形荷載 隔離體受力示意圖把三種荷載結(jié)果疊加，可得1號檢查室2框架的跨中、跨端彎矩值。（2）對于一號檢查室3框架。豎向荷載即為p=0、q頂=q底的情況，水平荷載同矩形荷載計算過程。1) 豎向荷載只有豎向力作用時，由《建筑結(jié)構(gòu)靜力計算手冊》有當p=0，即q頂=q底時，有代入數(shù)據(jù)：可得到： 依此令A(yù)B、BC、CD、DA梁中點為E、F、G、H點，易知AB梁兩端的剪力為：取出隔離體AE對E點取距()，由彎矩平衡由于取值時以外側(cè)受拉為負，內(nèi)側(cè)受拉為正，在平衡方程中以逆時針為正，故A點彎矩在代入時用的是絕對值?？傻肁B梁中點E點彎矩： 。 框架豎向受力示意圖 隔離體受力示意圖2) 水平矩形荷載對于只有水平矩形分布力作用時，由《建筑結(jié)構(gòu)靜力計算手冊》有： 代入數(shù)據(jù)： 可以求出： 同理令A(yù)D的中點為H點。把以上兩種荷載結(jié)果疊加，可得一號檢查室3框架的跨中、跨端彎矩值（3）對于二號檢查室1框架。 框架荷載受力分解圖1)豎向荷載只有豎向力作用時，由《建筑結(jié)構(gòu)靜力計算手冊》有當時，有 代入數(shù)據(jù)： 可得到： 框架豎向受力示意圖 隔離體受力示意圖依此令A(yù)B、BC、CD、DA梁中點為E、F、G、H，知AB梁兩端的剪力為 取出隔離體AE對E點取距()，由彎矩平衡由于取值時以外側(cè)受拉為負，內(nèi)側(cè)受拉為正，在平衡方程中以逆時針為正，故A點彎矩在代入時用的是絕對值。由此可得AB梁中點E點彎矩：。2）矩形水平荷載作用參照一號檢查室2框架水平矩形荷載作用，計算過程一致。可以求出：通過分析隔離體，m3）三角形水平荷載作用參照一號檢查室2框架水平三角形荷載作用，計算過程一致，可以求出：通過分析隔離體，m把四種荷載結(jié)果疊加，可得二號檢查室1框架的跨中、跨端彎矩值。（4）對于二號檢查室2框架計算過程參照一號檢查室2框架1)豎向荷載可得： 、2) 水平矩形荷載可得： m3) 水平三角形荷載可得： m把三種荷載結(jié)果疊加，可得二號檢查室2框架的跨中、跨端彎矩值（5）對于二號檢查室3框架 1) 豎向荷載計算過程參照一號檢查室3框架的豎向荷載情況可得到：m2)水平向矩形荷載計算過程參照一號檢查室3框架的水平向矩形荷載情況可得到：m把兩種荷載結(jié)果疊加，可得二號檢查室3框架的跨中、跨端彎矩值（6）對于三號檢查室2框架。 框架荷載受力分解示意圖在各種荷載下，內(nèi)力計算過程參照一號檢查室2框架1)豎向荷載可得到：m、 kNm。2)水平向矩形均布荷載同理AD的中點為H點，取隔離體AH，對H點取距。3) 水平三角形荷載 同理分析隔離體由彎矩平衡。把以上三種荷載結(jié)果疊加，可得三號檢查室2框架的跨中、跨端彎矩值（7）對于三號檢查室3框架計算過程參照一號檢查室3框架。1) 豎向荷載可得：m，其他中點都與兩端彎矩一致2) 水平矩形荷載可得：m，其他中點都與兩端彎矩一致把兩種荷載結(jié)果疊加，可得三號檢查室3框架的跨中、跨端彎矩值綜上所述，可得各框架跨中、跨端彎矩值。 檢查室框架計算彎矩檢查室尺寸框架方位跨中（kNm）跨端（kNm）頂板底板側(cè)墻墻頂墻底左右方向前后方向水平框架左右方向前后方向水平框架左右方向前后方向水平框架框架軸力計算各框架計算不考慮交界處的協(xié)調(diào)變形，當成簡支計算各部件的軸力。對于檢查室一（1）左右方向頂部軸力：+1/3（）底部軸力：+2/3（）側(cè)墻軸力：101（2）前后方向頂部軸力：+1/3（）底部軸力：+2/3（）側(cè)墻軸力：101（3）水平方向頂部軸力：底部軸力：側(cè)墻軸力：對于檢查室二（1）左右方向頂部軸力：+1/3（）底部軸力：+2/3（）側(cè)墻軸力：（2）前后方向頂部軸力：+1/3（）底部軸力：+2/3（）側(cè)墻軸力：（3）水平方向頂部軸力：底部軸力：側(cè)墻軸力：對于檢查室三（1）左右方向頂部