斜拉桥_拉索初应变.doc

河南科技大学 课 程 设 计 说 明 书 课程名称 力学软件应用 题 目 考虑初始预应变的无背索斜 拉桥自重状态下的变形及应力 分析 院 系 土木工程 班 级 工力111 学生姓名 指导教师 日 期 2017年09月18日第一章 选题背景 1 1.1无背索斜拉桥介绍及意义 1 1.2 课程设计内容和要求 1 1.3 建模目的及意义 4 第二章 建模与求解 5 2.1 建模步骤 5 2.2 划分网格 10 2.3 设置约束 10 2.4 加载并求解 11 第三章 结果分析 12 3.1自重下该桥梁变形 12 3.2 自重下该桥梁应变 13 第四章 结论与总结 14 斜拉桥又称斜张桥，是将主梁用许多拉索直接拉在桥塔上的一种桥梁，是由承压的塔、受拉的索和承弯的梁体组合起来的一种结构体系。其可看作是拉索代替支墩的多跨弹性支承连续梁。其可使梁体内弯矩减小，降低建筑高度，减轻了结构重量，节省了材料。斜拉桥主要由索塔、主梁、斜拉索组成。中国至今已建成各种类型的斜拉桥100多座，其中有52座跨径大于200米。20世纪80年代末，我国在总结加拿大安那西斯桥的经验基础上，1991年建成了上海南浦大桥（主跨为423米的结合梁斜拉桥），开创了中国修建400米以上大跨度斜拉桥的先河。我国已成为拥有斜拉桥最多的国家。 问题介绍如下： 无背索斜拉桥的尺寸及计算参数 如图所示无背索斜拉桥梁模型，利用这一模型完成指定结构分析。 图1 斜拉桥梁模型 图2 正视图 图3 侧视图 图4 桥面梁分布 某无背索斜拉桥，斜塔与桥面成60度角，桥面两侧各有8根拉索，拉索连接桥面纵向主梁和斜塔，如图2所示，从左至右第一根拉索连接点分别为距离左侧桥墩12m处，斜塔（十等分）从上至下第一个等分点，依次类推，拉索在桥面间隔6m，在斜塔间隔十等分长度。桥墩底部固支。 各结构部件尺寸及材料参数如下表所示： 结构 B (m) H (m) E (Mpa) (kg/m3) 拉索 0.1 0.1 2.05×105 7800 0.3 桥墩 4.5 4.5 3.55×104 2680 0.25 斜塔 5 3.6 3.51×104 2670 0.25 斜塔梁 3 1.5 3.63×104 2710 0.25 桥面横梁 2.6 1 3.51×104 2670 0.25 纵向主梁 4 6 3.95×104 2800 0.25 图5 梁截面示意图 试分析考虑初始预应变时，自重影响下这一结构的变形和应力情况。 1.3 建模目的及意义 a)．巩固和加深对应用软件基础课程基本知识的理解和掌握； b)．从计算机软件、工程应用几个方面进一步理解有限元方法的实质； c)．掌握有限元分析的工具，并具备初步处理工程问题的能力； d)．提供一个自主建模分析的优良环境，以培养综合素质和创新能力。 第二章 建模与求解 2.1 建模步骤 1.设置分析作业名和标题 FINISH !结束前面的命令 2.定义单元类型 ET,1,BEAM4 !主塔、横梁、主梁采用beam4单元 ET,2,LINK10 !拉索采用link10单元 KEYOPT,2,3,0 !拉索只 3.定义实常数（设置单元厚度） R,1,20.25,34.17,34.17,4.5,4.5,$RMORE,,57.69,,,, !桥墩 R,2,18.00,37.50,19.44,3.6,5,$RMORE,,43.53,,,, !斜塔 R,3,4.50,3.38,0.84,1.5,3,$RMORE,,2.32,,,, !斜塔梁 R,4,2.60,1.46,0.22,1,2.6,$RMORE,,0.66,,,, !主梁横梁 R,5,24.00,32.00,72.00,6,4,$RMORE,,75.20,,,, !主梁纵梁 拉索初面积与 表2-1 斜拉索拉力（）a） 拉索初应变 700 0.01 2.05E+5 0.000341463 650 0.01 2.05E+5 0.000317073