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目录1

第1章 大型通用有限元软件ANSYS简介1

1.1　ANSYS 8.0软件概述1

1.2　ANSYS 8.0的安装和启动3

1.2.1　安装对系统的要求3

1.2.2　设置环境变量3

1.2.3　安装过程4

1.2.4　运行参数设置5

1.2.5　启动和退出9

1.3　有限元分析基本过程10

1.3.1　有限元分析基本过程概述10

1.3.2　有限元分析实例10

1.4　小结18

第2章 ANSYS在坝体工程中的应用19

2.1　坝体工程力学问题的简化20

2.1.1　坝体工程概述20

2.1.2　进行有限元分析的力学简化20

2.2.1　前处理21

2.2　使用ANSYS进行坝体工程设计实例21

2.2.2　加载与求解25

2.2.3　查看分析结果27

2.2.4　计算结果分析35

2.3 小结37

第3章 ANSYS在隧道及地下工程中的应用39

3.1　隧道及地下工程结构设计模型39

3.2 明挖法修建的地铁隧道结构的受力分析42

3.2.1　荷载—结构法原理42

3.2.2　问题的描述44

3.2.3　建模过程45

3.2.4 载与求解51

3.2.5　后处理53

3.2.6 计算结果分析60

3.2.7　小结61

3.3　高速公路隧道开挖全过程仿真分析61

3.3.1　隧道概述62

3.3.2　施工方法介绍65

3.3.3　建模67

3.3.4　加载与初始地应力场模拟76

3.3.5　左洞上台阶开挖模拟分析84

3.3.6　左洞下台阶开挖模拟分析93

3.3.7　左隧道二次衬砌模拟分析101

3.3.8　右洞上台阶开挖模拟分析105

3.3.9　右隧道下台阶开挖模拟分析112

3.3.10　右隧道二次衬砌模拟分析119

3.3.11　计算结果分析124

3.3.12　小结124

3.4　单线铁路隧道开挖全过程三维仿真分析125

3.4.1　隧道概述125

3.4.3　建模128

3.4.2　施工方法介绍128

3.4.4　加载与初始地应力场模拟137

3.4.5　第一次进尺开挖模拟分析145

3.4.6　第二次进尺开挖模拟分析152

3.4.7　第三次进尺开挖模拟分析159

3.4.8　第四次进尺开挖模拟分析166

3.4.9　第五次进尺开挖模拟分析173

3.4.10　第六次进尺开挖模拟分析180

3.4.11　计算结果分析185

3.4.12　小结186

第4章 ANSYS在桥梁工程中的应用187

4.1　桥梁结构设计方法187

4.1.1　桥梁的组成、分类及其发展188

4.1.2　桥梁结构设计方法189

4.1.3　计算机辅助桥梁结构设计190

4.2　公路预应力混凝土连续梁桥的受力分析190

4.2.1 公路预应力混凝土连续梁桥结构设计191

4.2.2　连续梁桥结构分析建模192

4.2.3 LS1工况下连续梁桥结构分析196

4.2.4 LS2工况下连续梁桥结构分析200

4.2.5 LS3工况下连续梁桥结构分析202

4.2.6 LS4工况下连续梁桥结构分析204

4.2.7 LS5工况下连续梁桥结构分析206

4.2.8 LS6工况下连续梁桥结构分析208

4.2.9 计算结果分析210

4.2.10 小结211

4.3　铁路钢桁架桥的受力分析211

4.3.1　单线铁路简支栓焊桁架桥结构设计211

4.3.2　最不利荷载位置的确定212

4.3.3 钢桁架桥结构分析建模217

4.3.4 LS1工况下钢桁架桥结构分析220

4.3.5 LS2工况下钢桁架桥结构分析223

4.3.6 计算结果分析226

4.3.7 小结226

4.4　公路连续刚构桥施工全过程仿真分析226

4.4.1　连续刚构桥施工设计226

4.4.2　连续刚构桥施工过程仿真分析建模228

4.4.3 LS1连续刚构桥施工过程仿真分析231

4.4.4 LS2连续刚构桥施工过程仿真分析235

4.4.5 LS3连续刚构桥施工过程仿真分析237

4.4.6 LS4连续刚构桥施工过程仿真分析239

4.4.7 LS5连续刚构桥施工过程仿真分析241

4.4.8 计算结果分析243

4.4.9 小结243

4.5　公路连续刚构桥三维仿真分析243

4.5.1　连续刚构桥构造设计244

4.5.2　连续刚构桥三维仿真分析建模244

4.5.3 自重荷载条件下连续刚构桥三维仿真分析251

4.5.4　汽车超20荷载条件下连续刚构桥三维仿真分析256

4.5.5　挂车120荷载条件下连续刚构桥三维仿真分析260

4.5.6　计算结果分析264

4.5.7　小结264

第5章 ANSYS在房屋建筑工程中的应用265

5.1　房屋建筑结构概述265

5.1.1　房屋建筑结构体系265

5.1.2　房屋建筑结构的力学计算方法266

5.2　网架屋顶结构的受力分析267

5.2.1 体育馆钢网架屋盖构造设计267

5.1.3　国内外房屋建筑结构计算与设计软件267

5.2.2　建模与网格划分268

5.2.3　钢网架屋盖结构受力分析272

5.2.4　计算结果分析277

5.2.5　小结277

5.3　框架结构的三维仿真分析277

5.3.1　办公楼框架结构的构造设计277

5.3.2　框架结构三维仿真分析建模和网格划分279

5.3.3 自重荷载条件下框架结构三维仿真分析284

5.3.4　人群荷载条件下框架结构三维仿真分析289

5.3.6　小结293

5.3.5　计算结果分析293

第6章 ANSYS在边坡工程中的应用295

6.1　边坡的防护概述295

6.1.1　边坡防护设计中坡度的确定295

6.1.2　边坡的防护形式296

6.13　边坡防护中水的处理297

6.2　高速公路边坡修建过程的仿真分析297

6.2.1 高速公路边坡防护结构的构造设计297

6.2.2　建模与网格划分298

6.2.3　加载与初始地应力场模拟304

6.2.4　上台边坡开挖模拟分析311

6.2.5　下台边坡开挖模拟分析316

6.2.6　计算结果分析322

6.2.7　小结322

6.3　铁路加锚索高边坡的修建过程仿真分析323

6.3.1　铁路加锚索高边坡防护结构的构造设计323

6.3.2　建模与网格划分324

6.3.3　加载与初始地应力场模拟330

6.3.4　上台边坡开挖模拟分析337

6.3.5　下台边坡开挖模拟分析344

6.3.6　计算结果分析350

6.3.7　小结350

第7章 ANSYS在基础工程中的应用351

7.1　基础工程概述351

7.1.1　基础的分类形式352

7.1.2　基础的力学分析模型352

7.2　桥梁全桩基础的三维仿真分析353

7.2.1　桥梁全桩基础的构造设计353

7.2.2　全桩基础三维仿真分析建模和网格划分354

7.2.3　自重荷载条件下全桩基础三维仿真分析359

7.2.4　汽车超20荷载条件全桩基础三维仿真分析364

7.2.5　计算结果分析368

7.2.6　小结368

7.3　房屋建筑筏形基础的力学分析368

7.3.1　框架房屋筏形基础的构造设计368

7.3.2　筏形基础受力分析建模和网格划分369

7.3.3 自重荷载条件下筏形基础受力分析374

7.3.4　人群荷载条件筏形基础力学分析380

7.3.5　计算结果分析385

7.3.6　小结385