梁格法曲线梁桥ansys计算例题

E,2002,601 E,601,2001 E,2001,801 E,400+L(1)+1,2003 E,2003,800+L(1)+1 E,400+L(1)+L(2)+1,2004 E,2004,800+L(1)+L(2)+1 E,400+L(1)+L(2)+L(3)+1,2005 E,2005,800+L(1)+L(2)+L(3)+1 E,400+L(1)+L(2)+L(3)+L(4)+1,2006 E,2006,800+L(1)+L(2)+L(3)+L(4)+1 E,401+LL,2008 E,2008,601+LL E,601+LL,2007 E,2007,801+LL !*********************************** *********** ! 生成无横隔板处梁格横梁单 元 !*********************************** ************ TYPE,2 MAT,2 REAL,4 *DO,I,1,Nbeam-1,1 *DO,J,2,L(1),1 E,200*(I-1)+J,200*I+J *ENDDO *ENDDO *DO,I,1,Nbeam-1,1 *DO,J,L(1)+2,L(1)+L(2),1 E,200*(I-1)+J,200*I+J *ENDDO *ENDDO *DO,I,1,Nbeam-1,1 *DO,J,L(1)+L(2)+2,L(1)+L(2)+L(3)+2,1 E,200*(I-1)+J,200*I+J *ENDDO *ENDDO
(k) 1#纵梁弯矩图
(l) 2#纵梁弯矩图
(m) 4#纵梁弯矩图
附录命令流
finish /clear /prep7 *DIM,L,ARRAY,10 *DIM,H,ARRAY,10 *DIM,CITA,ARRAY,10 *DIM,DIS,ARRAY,10 组 10*1 N=5 Nbeam=7 L(1)=20 L(2)=30 L(3)=40 L(4)=30
L(5)=20 d=0.30 DIS(1)=5.5 离 DIS(2)=4-d/2 离 DIS(3)=2 离 DIS(4)=0 离 DIS(5)=-2 离 DIS(6)=-(4-d/2) DIS(7)=-5.5 离# 纵梁至桥中心线距 !2# 纵梁至桥中心线距 !3#纵梁至桥中心线距 !4#纵梁至桥中心线距 !5#纵梁至桥中心线距 !6#纵梁至桥中心线距离 !7# 纵梁至桥中心线距
!定义数值型数
!跨数 !单梁个数 !第一跨 !第二跨 !第三跨 !第四跨
!1# 墩处内支座到中
心线的间距 e2=1.25 心线的间距 e3=0 距 e4=0 距 e5=0 距 e6=0 距 e7=1.25 心线的间距 e8=1.25 心线的间距 R=100 径 H0=1.09 的高度
!1# 墩处外支座到中 !2# 墩处的支座偏心 !3# 墩处的支座偏心 !4# 墩处的支座偏心 !5# 墩处的支座偏心 !6# 墩处内支座到中 !6# 墩处外支座到中
三、Ansys 计算分析 1、Ansys 命令流 命令流见附录。 2、计算结果图
(a) 整体结构在自重荷载下变形示意图
(b) 纵梁整体剪力图
(c) 1#纵梁剪力图
(d) 2#纵梁剪力图
(e) 4#纵梁剪力图
(f) 纵梁整体扭矩图
(g) 1#纵梁扭矩图
(h) 2#纵梁扭矩图
(i) 4#纵梁扭矩图
(j) 纵梁整体弯矩图
*DO,I,1,Nbeam,1 ! 以有限元模式进行 建模 即节点 N,200*(I-1)+1, R+DIS(I),0, H0 N,200*(I-1)+L(1)+1, R+DIS(I),CITA(1), H0 N,200*(I-1)+L(1)+L(2)+1, R+DIS(I),CITA(1)+CITA(2), H0 N,200*(I-1)+L(1)+L(2)+L(3)+1, R+DIS(I),CITA(1)+CITA(2)+CITA(3), H0 N,200*(I-1)+L(1)+L(2)+L(3)+L(4)+1,R+DI S(I),CITA(1)+CITA(2)+CITA(3)+CITA(4), H0 N,200*(I-1)+LL+1, R+DIS(I),CITA0, H0 *ENDDO !+1 保证段数 *DO,I,1,Nbeam,1 FILL,200*(I-1)+1, 200*(I-1)+L(1)+1 FILL,200*(I-1)+L(1)+1, 200*(I-1)+L(1)+L(2)+1 FILL,200*(I-1)+L(1)+L(2)+1, 200*(I-1)+L(1)+L(2)+L(3)+1 FILL,200*(I-1)+L(1)+L(2)+L(3)+1, 200*(I-1)+L(1)+L(2)+L(3)+L(4)+1 FILL,200*(I-1)+L(1)+L(2)+L(3)+L(4)+1,20 0*(I-1)+LL+1 *ENDDO ! 填充的是节点 不一定要保 证所有点均连续 N,2000,0,0,0 梁单元参考点 ! 定义主
!曲线桥中心线处半 !梁底到截面形心处
!*********************************** ************ ! 定义主梁节点 !*********************************** ************ LL=0.0 *DO,I,1,N LL=LL+L(I) !各段弧长 CITA(I)=L(I)/R/3.1415925*180 ! 各 段 弧长对应的角度 *ENDDO CITA0=LL/R/3.1415925*180 !整个桥段 的角度 LOCAL,11,1,0,0,0,0,270,0 ! 定义新的局 部坐标 1 为柱坐标 270 为绕 x 轴 CSYS,11 !激活局部坐标系 11 !*********************************** ************ ! 定 义 各 纵 梁 节 点 *********************************** ************
（3）横向梁格构件截面几何特性计算 横向梁格构件取沿纵向单位长度梁体，即纵向构件的中心间距为 1 米。 表 3 横向梁格构件截面几何特性
构件编号 1 2 面积 A (m4) 0.5000 1.2500 竖向抗弯惯性矩 Iz (m4) 0.3854 0.5260 横向抗弯惯矩 Iy (m4) 0.0417 0.0573 扭转常数 Id (m4) 0.00878 0.0798
梁格法曲线梁桥分析
一、工程背景 曲线连续梁桥总体布置及主梁标准断面见下图，材料采用 C50 混凝土，弹性 模量为 Eh 3.45 10 4 MPa ，泊松比为 0.2 。全桥结构在支承处设置厚度为 50cm 的横隔板（不考虑过人洞）。
图 1 曲线连续梁桥总体布置图及主梁标准断面图 二、梁格法 1、梁格划分形式
图 2 箱形截面梁格划分示意图(cm) 2、梁格截面几何特性计算 （1）主梁截面几何特性计算结果。 表 1 主梁截面几何特性
面积 A (m2) 7.00 几何中心 Yc (m) 0.91 竖向抗弯惯性矩 Iz (m4) 4.02 横向抗弯惯矩 Iy (m4) 55.40 扭转常数 Id (m4) 10.70
!*********************************** ************ ! 定义主梁刚臂单元节点 !***********************************
************ N,2001,R-e1,0, H0 N,2002,R+e2,0, H0 N,2003,R+e3,CITA(1), H0 N,2004,R+e4,CITA(1)+CITA(2), H0 N,2005,R+e5,CITA(1)+CITA(2)+CITA(3), H0 N,2006,R+e6,CITA(1)+CITA(2)+CITA(3)+ CITA(4),H0 N,2007,R-e7,CITA0, H0 N,2008,R+e8,CITA0, H0 NROTAT,ALL !*********************************** ************ ! 定义梁格纵梁单元材料、 几何 参数 !*********************************** ************ ET,1,BEAM4 !定义单元编号 1
RMORE ,,0.0306,,,,, !************3#、 4#、 5#纵梁几何特性参 数************* R,3,1.3750,0.8081,0.2670,2.0,2.0,, RMORE ,,0.0351,,,,, !*********************************** *********** ! 定义梁格横梁横截面材料和几何特性 （无横隔板处） !*********************************** *********** ET,2,BEAM4 MP,EX, 2, 3.45E+10 MP,NUXY, 2, 0.2000 MP,DENS, 2, 0 MP,ALPX, 2, 1.00E-05 R,4,0.5000,0.3854,0.0417,1.0,2.0,, RMORE ,,0.00878,,,,, !*********************************** *********** ! 定义梁格横梁横截面材料和几何特性 （有横隔板处） !*********************************** *********** MP,EX, 3, 3.45E+10 MP,NUXY, 3, 0.2000 MP,DENS, 3, 2600 MP,ALPX, 3, 1.00E-05 R,5,1.25,0.5260,0.0573,1.0,2.0,, RMORE ,,0.0798,,,,, !*********************************** ************ ! 生成梁格各纵梁单元 !*********************************** ************
MP,EX, 1, 3.45E+10 !弹性模量 MP,NUXY, 1, 0.2000 ! 次泊松比 对 于各向同性材料没有任何区别 MP,DENS, 1, 3950.50 !质量密度 MP,ALPX, 1, 1.00E-05 !线膨胀率 !************1# 、 7# 纵梁几何特性参数 ************* R,1,0.1812,0.1126,0.007939,0.7248,0.25,, !Beam4 实常数表 RMORE,,0.002964,,,,, !************2# 、 6# 纵梁几何特性参数 ************* R,2,1.1813,0.6270,0.1920,1.7752,2.0,,
TYPE, 1 MAT, 1 REAL, 1
!#1,#7 梁特性
*DO,I,1,LL,1 !LL 总弧长 140m E,I,I+1,2000 !定义单元 纵梁 1# *ENDDO *DO,I,1,LL,1 REAL,2 !#纵梁 2# E,200+I,200+I+1,2000 *ENDDO *DO,J,3,Nbeam-2,1 !Nbeam 单梁个数 7 *DO,I,1,LL,1 !3#,4#,5# REAL,3 E,200*(J-1)+I,200*(J-1)+I+1,2000 *ENDDO *ENDDO *DO,I,1,LL,1 REAL,2 !6#
（2）纵向梁格构件截面几何特性计算 表 2 纵向梁格构件截面几何特性
构件编号 1 2 3 面积 A(m2) 0.1812 1.1813 1.3750 竖向抗弯惯性矩 Iz(m4) 0.1126 0.6270 0.8081 横向抗弯惯矩 Iy(m4) 0.007939 0.1920 0.2670 扭转常数 Id (m4) 0.002964 0.0306 0.0351