鲁东大学本科毕业设计
3. 结构内力计算
3.1 有限元模型的建立
3.1.1 有限元原理
用杆系结构模拟实际结构，也是有限元分析中最常用的方法，有建模简单、加载方便、结果直观易懂的特点。
进行桥梁结构分析，首先必须根据分析对象和要求，选择恰当的数值分析模拟模型，对结构进行相应的力学抽象、简化和离散，即进行结构建模，然后根据计算程序的要求，将离散后的结构用相应的数据文件描述出来，即进行结构分析的数值模拟。合理正确的结构模型和数值模型是桥梁结构分析的关键。
1)单元分析
所谓单元分析是指：在要研究的结构中取出一个具有代表性的单元，称为典型单元。应用静力的方法、能量法（虚功原理）建立单元杆端力与杆端位移的关系式。对于连续体系，是在较小的范围内建立典型单元的节点力和节点位移之间的关系式。这个力与位移的表达式，称为单元刚度方程。从单元刚度方程中得到力与位移的变换关系矩阵，这个关系矩阵称为单元刚度矩阵，这就是单元分析的目的。
2)整体分析 整体分析的任务，就是在单元分析的基础上，考虑各节点的几何条件和平恒条件，以建立求解节点位移的典型方程，在矩阵位移法中称为整体刚度矩阵。
3.1.2 桥梁有限元模型的建立
结构建模的过程是一个逻辑过程，首先要根据工程结构、施工方法、结果的精度要求等方面考虑，进行结构离散，以获得经济、可靠的结构分析模型。对于杆系结构，节点编号和单元的划分应遵循以下原则：
1）结构的定位点应设置节点；
2）按施工过程，分阶段施工的结构自然分块点应该设置节点； 3）对较长的自然块，应当适当细分； 4）预应力索端点截面一般设置节点；
5）关心内力、位移所在截面处应设置节点； 6) 有支承的部位应设置节点。
本桥采用Doctor Bridge软件进行计算，全桥长136m，分跨为（38+60+38）m
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利用DoctorBrige3.03软件建立电算模型如下图所示：
图3.1 全部选定单元立体模型图
节点划分如下图所示：
图3.2 全部选定单元几何图
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主要单元立体模型如下：
图3.3 2#单元立体模型图
图3.4 16#单元立体模型图
图3.5 27#单元立体模型图
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本模型共分节点53个，52个单元，全桥以梁单元模拟，2号节点及38号、52号节点为滑动支座；16号节点为固定支座。全桥采用中交新混凝土：C50混凝土，其弹性模量E=3.5?107,容重??25kN/m3。各截面几何特性见下表3.1。
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续表3.1 各截面几何特性
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