【正文】 圖322查看變形圖對話框選擇菜單Main Menu：General Postproc→Plot Results→Deformed Shape命令，彈出Plot Deformed Shape對話框，如圖222所示，選中Def+underformed，單擊OK按鈕，將出現(xiàn)隧道襯砌支護結(jié)構(gòu)變形圖，如圖323所示。此處可用命令流簡便操作。例如，第1點的節(jié)點荷載p為，第2節(jié)點的節(jié)點荷載p2為：圖219施加荷載圖解同時點2所受的力為1桿的j端里和2桿的i端力，兩者相疊加。再選擇41點。選擇菜單Main Menu：Solution→Define Loads→Apply→Structural→Force/Moment→On Nodes命令，打開節(jié)點位置施加載荷對話框，以41點為例，選擇41點，打開打開Apply F/M on Nodes對話框。在Global Cartesian ，單擊OK按鈕，完成重力加速度的施加。圖317橫向豎向約束另外給最低點1點施加水平方向約束。!加水平彈簧 *do,i,2,34k=a*abs(ny(i+1)ny(i1))/2psprng,i,tran,k, *enddopsprng,1,tran,a*abs(ny(1)ny(2)),psprng,1,tran,a*abs(ny(1)ny(2)),*do,i,50,81k=a*abs(ny(i+1)ny(i1))/2psprng,i,tran,k,*enddopsprng,82,tran,a*abs(ny(1)ny(81))/2, !加豎向彈簧*do,i,2,22 !最大跨度k=a*abs(nx(i+1)nx(i1))/2psprng,i,tran,k, *enddo*do,i,62,81k=a*abs(nx(i+1)nx(i1))/2psprng,i,tran,k,*enddopsprng,82,tran,a*abs(nx(1)nx(81))/2,psprng,1,tran,a*abs(nx(1)nx(82)),allselfinish第六步：施加約束和載荷⑴ 給彈簧單元施加約束選擇菜單Main Menu：Solution→Define Loads→Apply→Structural→Displacement→On Nodes命令，打開在節(jié)點上施加位移約束對話框，點選單元最外層節(jié)點共所有節(jié)點，單擊OK按鈕，打開Apply U，ROT on Nodes對話框，如圖317所示。由于此處數(shù)據(jù)量較大，建議用命令流添加。NLOC項已自動給出，再依次輸入彈簧類型TYPE為translational（平移），由公式K=kbh，厚度b為1，彈性系數(shù)為K*abs（nx（1）nx（82）），*abs（）=，單擊apply，再依次為最大跨度222點，6281點依次加豎向彈簧。3 劃分網(wǎng)格圖313隧道支護單元圖在網(wǎng)格劃分工具欄中單擊Mesh按鈕，打開一個對話框，單擊Pick All按鈕，生成82個梁單元，如圖313所示。單擊拾取框上的OK按鈕，打開Element Sizes on picked Lines對話框，如圖312所示。圖311選擇線條然后在line attribute 里選擇list of items，在輸入欄中輸入16，67，如圖311，單擊OK按鈕，打開Line Attributes對話框，在Material number后面的下拉菜單中選擇1，在Real Constant set number后面的下拉菜單中選擇2，在Element type number后面的下拉菜單中選擇1 BEAM3，單擊apply繼續(xù)為15，68；14，69；13，70；12，71；Real Constant set number后面的下拉菜單中依次選擇3，4，5，6，單擊OK退出。單擊Apply按鈕再次打開線拾取框。得出如圖38所示2 保存幾何模型文件選擇菜單Utility Menu：File→Save as命令，打開Save Database對話框，在Save Database ，單擊OK按鈕。最后單擊OK按鈕，生成82個關(guān)鍵點。單擊OK按鈕，選擇Material→Exit，退出材料定義對話框。圖36線彈性材料模型對話框⑵ 在Material Models Available一欄中依次單擊Structural、Linear、Elastic、Isotropic選項，出現(xiàn)Linear Isotropic Properties for Material Number1對話框，在EX對話框中輸入E，如圖36所示，單擊OK按鈕關(guān)閉該對話框。圖35定義隧道腰部和頂部BEAM3實常數(shù)2對話框按相同步驟添加其他幾個。圖34定義隧道腰部和頂部BEAM3實常數(shù)1對話框⑵ 單擊OK按鈕，在打開的對話框中單擊Add按鈕，在彈出的對話框中選擇TYPE 1 BEAM3，單擊OK按鈕，在打開的對話框中分別輸入仰拱支護結(jié)構(gòu)BEAM3梁單元的橫截面積AREA：houdu慣性矩IZZ：houdu2*houdu2*houdu2/1高度HEIGHT：houdu2，如圖35所示。最后單擊Close按鈕關(guān)閉對話框。定義后圖32所示，選擇菜單Main Menu：Preprocessor→Element Type→Add/Edit/Delete命令，出現(xiàn)Element Types對話框，單擊Add按鈕，出現(xiàn)Library of Element Types對話框。(3)首先選擇主菜單parametersangular units,在AFUN一欄選擇Degrees DEG，使ansys可以辨認角度。在【/FILNAM】Enter new Jobname輸入框中輸入工作名稱Support，單擊OK按鈕關(guān)閉該對話框。本隧道為二襯為c35混凝土，混凝土彈性模量為32E10，Ⅳ級圍巖彈性反力系數(shù)為350e6，計算按照深埋求得豎向及水平荷載。圖131 單元表數(shù)據(jù)第二章 隧道結(jié)構(gòu)安全度檢算 時，按抗壓強度計算 （） 時，按抗拉強度計算： （）式中， k——安全系數(shù)； ——穩(wěn)定系數(shù)，對襯砌結(jié)構(gòu)取=； ——荷載設(shè)計值產(chǎn)生的軸向力； b——截面寬度（m）； h——截面高度（m）； ——混凝土抗壓極限強度，按鐵隧規(guī)范取值，如表1；——軸向力偏心距M/N； ——混凝土抗拉極限強度，按鐵隧規(guī)范取值，如表1； ——軸向力偏心影響系數(shù)，按表2采用；表1 混凝土的極限強度（MPa）強度種類符號混凝土強度等級C15C20C25C30C40C50抗 壓彎曲抗壓抗 拉表2 偏心影響系數(shù)注：1 表中為軸向力偏心距。在Items to be listed欄后面的下拉菜單中選擇MI、MJ、FI、FJ選項，然后單擊OK按鈕，打開單元數(shù)據(jù)表文件，如圖131所示。在Elem table item at node I欄后面的下拉菜單中選取FI，在Elem table item at node J欄后面的下拉菜單中選取FJ，在Optional scale factor后面欄中輸入1，在Items to be plotted on欄后面選擇Deformed shape單選按鈕，最后單擊OK按鈕，得到隧道襯砌支護結(jié)構(gòu)的軸力圖，如圖129所示。圖128畫結(jié)構(gòu)彎矩圖對話框5）設(shè)置軸力分布標題選擇菜單Utility Menu：File→Change Title命令，出現(xiàn)Change Title對話框，在輸入欄中輸入ZHOULI force distribution，單擊OK按鈕關(guān)閉該對話框。4）畫結(jié)構(gòu)彎矩圖圖127畫結(jié)構(gòu)彎矩圖對話框選擇菜單Main Menu：General Postproc→Plot Results→Contour Plot→Line Element Results命令，打開一個Plot LineElement Results對話框，如圖127所示。最后得到定義好后的單元數(shù)據(jù)表對話框，如圖126所示。單擊Add按鈕，打開一個Define Additional Element Table Items對話框，如圖125所示。⑵ 畫出主要圖形1）繪制結(jié)構(gòu)變形圖選擇菜單Main Menu：General Postproc→Plot Results→Deformed Shape命令，彈出Plot Deformed Shape對話框，選中Def+underformed，單擊OK按鈕，得到隧道結(jié)構(gòu)變形圖。其對應(yīng)的分析計算隧道襯砌支護結(jié)構(gòu)變形如圖123所示。4）查看第二次分析計算結(jié)構(gòu)變形圖選擇菜單Main Menu：General Postproc→Plot Results→Deformed Shape命令，彈出Plot Deformed Shape對話框，選中Def+underformed，單擊OK按鈕，將出現(xiàn)第二次分析計算的隧道襯砌支護結(jié)構(gòu)變形圖。再重新計算。2）刪除受拉彈簧單元選擇菜單Main Menu：Preprocessor→Modeling→Delete→Elements命令，打開一個刪除單元選取對話框，在輸入欄中輸入119，120，123，124，單擊OK按鈕。再執(zhí)行Main Menu→General Postproc→Element Table→List Elem table，在彈出的對話框里選擇NI，則彈出如圖122所示的顯示各單元軸力的對話框。圖121初次分析計算隧道襯砌支護結(jié)構(gòu)變形圖圖120查看變形圖對話框 由上圖可知有些彈簧為受拉彈簧，這意味著該處土體受拉，這顯然不符合常理，需要去除彈簧并重新計算，直到結(jié)構(gòu)變形圖中沒有受拉彈簧為止。圖118加載后的模型第七步：求解計算圖119求解選擇菜單Main Menu：Solution→Solve→Current LS命令，打開一個求解選項信息和當前求解載荷步對話框，如圖119所示，檢查信息無誤后，單擊OK按鈕，開始求解計算，求解結(jié)束后，彈出Solution is done提示欄，單擊Close按鈕關(guān)閉提示欄。即加兩次荷載同樣方法依次給其余點加載。隧道本身是受豎向均布壓力，如圖117，在此將豎向均布荷載q置換為每個節(jié)點的節(jié)點荷載，節(jié)點荷載等于均布荷載的集度q乘上節(jié)點相鄰梁單元水平投影的1/2，乘上結(jié)構(gòu)再的計算寬度b，這里，b=1。在Direction of force/mom欄后面的下拉菜單中選取FY，在Force/moment 。2 對隧道襯砌支護施加圍巖壓力首先選擇菜單Main Menu：Solution→Define Loads→setting→Replace vs add→forces彈出replace/Add Setting for Forces對話框，在DOFSEL中選擇FX,FY，F(xiàn)CUM欄中選擇Add to existing，使施加的荷載可以疊加而不是替換。1 施加重力加速度圖116施加重力加速度對話框選擇菜單Main Menu：Solution→Define Loads→Apply→Structural→Inertia→Gravity命令，打開Apply（Gravitational）Acceleration對話框，如圖116所示。在DOFs tu be constrained欄后面選取UX，UY，接著在Apply as欄后面的下拉菜單中選取Constant value選項，并在Displacement value欄后面輸入0值，然后單擊OK按鈕，完成對彈簧節(jié)點位移的約束。圖113彈性系數(shù)原理添加彈簧后的圖像如圖114。~120176。如圖113所示，*abs（ny（i+1）ny（i1））/2。NLOC項已自動給出，再依次輸入彈簧類型TYPE為translational（平移），由公式K=kbh，厚度b為1，彈性系數(shù)為K*abs（nx（1）nx（82）），*abs（）=，單擊apply，再依次為最大跨度122點，6288點依次加豎向彈簧。⑹ 劃分網(wǎng)格圖111二襯中心線節(jié)點圖在網(wǎng)格劃分工具欄中單擊Mesh按鈕，打開一個對話框，單擊Pick All按鈕，生成82個梁單元，如圖111所示。單擊拾取框上的OK按鈕，打開Element Sizes on picked Lines對話框，如圖110所示。然后在line attribute 里選擇list of items，在輸入欄中輸入16，67，如圖19，單擊OK按鈕，打開Line Attributes對話框，在Material number后面的下拉菜單中選擇1，在Real Constant set number后面的下拉菜單中選擇2，在Element type number后面的下拉菜單中選擇1 BEAM3，單擊apply繼續(xù)為15，68；14，69；