ANSYS在暗挖地铁车站出入口二衬结构计算中的应用

一、荷载分类：

1、结构自重

结构自重由程序自动加载。混凝土结构容重采用25kN/m3。

2、车辆、人行荷载

车荷载、人群荷载简化成1m厚等代土荷载20kN/m2。

3、竖向、侧向压力

根据《铁路隧道设计规范》(TB10003－2005)附录E进行计算；

4、其他荷载

1)  水压力：根据地勘资料，结构范围内未见稳定地下水位。设计时：对敞口段，地下水位取至回填地表；其余段地下水位取至结构顶。外水压力折减系数为1.0。

2)  施工荷载：设备运输及吊装荷载、施工机具及人群荷载；10kN/m2计算。

二、荷载计算简图如下：

三、本模型需要注意的问题

1、土弹簧的设置

隧道二衬外围弹簧为单向弹簧（只单向受压），ANSYS中可以采用link10 或者combin39 进行模拟，相关文章可以参考本公众号前面的历史消息。

土弹簧的具体数值与单元长度以及围岩弹性反力系数相关，反力系数可根据地勘报告酌情决定，本次出入口位于中风化岩层内，取反力系数为200Mpa。

2、单元坐标系方向

建模完成后，需要查看梁单元的单元坐标系，各单元坐标系方向应协调，梁单元Z方向须指向衬砌内部，不然后面后处理的时候弯矩图、剪力图、轴力图会显得很怪异。

3、荷载的加载

按规范求出的荷载为线荷载，在模型中，需将线荷载转为节点荷载施加到节点上面，所以这时候循环比较重要，特别应注意顶部斜梁荷载的施加，往期文章也有说明。本次荷载计算示意如下：

4、结果的提取

结果采用单元表获取，采用list命令可直接提取关键位置处的内力值，提取标准组合下的结构内力值，根据规范采用容许应力法进行配筋设计。

四、结果内力图

1、弯矩，单位 N.m/m

2、轴力，单位 N/m

3、剪力，单位 N/m

五、内力数值

六、断面配筋

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