MIDAS_GTS-二维衬砌分析

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1、基础例题9二维衬砌分析1二维衬砌分析GTS基础例题9.-二维衬砌分析运行GTS1概要2地基反力系数/3生成分析数据4属性/4二维几何建模/7生成二维网格/9对齐坐标系/11分析13边界条件/13荷载/16荷载条件/20分析工况/23分析/25查看分析结果26位移/26反力/28轴力/30弯矩/31GTS基础例题9二维衬砌分析此操作例题主要是针对开挖施工的隧道如何建模及查看分析结果进行有关二维衬砌分析的说明。由于衬砌模型是进行隧道结构的设计所以定义结构的属性、定义地基弹簧以及定义荷载组合非常重要。此例题中我们将介绍在梁单

2、元上便利的加土压、地基弹簧和荷载组合的线性梁单元荷载、曲面弹簧支撑及组合荷载组为新组的功能。然后利用只受压单元(Compression-onlyElasticLink)建立地基弹簧后进行边界非线性分析。运行GTS运行程序。1.运行GTS程序。2.点击文件>新建打开新项目。3.弹出项目设定对话框。4.项目名称处输入‘基础例题9’。5.模型类型指定为‘2D’。6.分析约束指定为‘X-Z平面’。7.其他的直接使用项目的默认值。8.点击。9.主菜单里选择视图>显示选项...。10.一般表单里网格>节点显示指定为‘True’。1

3、1.点击。12.点击关闭显示选项对话框。1二维衬砌分析概要此操作例题中使用的数据由于只是为了熟悉分析过程所以与实际工程中使用的也许会有所不同。例题中使用的隧道开口部的相关数据和荷载如下。隧道型式:二维衬砌埋深:3m3土的特性:重量密度γ=2.0tonf/ms内部摩擦角φ=30°土压系数K0=1−sinφ=0.52使用材料:混凝土设计标准强度fck=270kgf/cm3重量密度γ=2.5tonf/m63弹性系数Ec=2.77x10tonf/m隧道形状:3心圆隧道(R1=4.665m,R2=3.0m,A1=60°,A2=6

4、0°)此操作例题中使用的隧道的截面形状如下所示并显示了计算的静止土压力。隧道结构≤里加载结构自重、竖直土压和水平土压力。≤浅埋隧道时可以通过静止土压力和主动土压力来进行分析，但是深埋隧道需要按照坍落拱来进行分析。3.000P1=3.0tonf/㎡(0,0,5.3325)P1=3.0tonf/㎡0.400m(-4.040009,0,3)(4.040009,0,3)R1=4.665m120°60°R2=3.000mP2=8.3325tonf/㎡P2=8.3325tonf/㎡(-4.040009,0,0)(0,0,0)(4.

5、040009,0,0)GTS基础例题9-12GTS基础例题9隧道的墙壁使用梁单元，然后地基弹簧使用只受压弹性连接来建模。隧道墙壁:梁单元地基弹簧只受压弹性连接≤由于是衬砌所以只在下板上加弹簧。GTS基础例题9-2地基反力系数≤隧道下端的竖直方向地基反力系数利用道桥设计标准的地基反力计算式来计算。113kEvo0==α×1140046.667×=kgf/cm3030BAvv==×=80014001058.3cm2E0=28N=28×50=1400kgf/cm33−−⎛⎞Bv44⎛1058.3⎞3kkvv==0⎜⎟46.6

6、67×⎜⎟=3.224kgf/cm=3224tonf/㎥⎝⎠30⎝30⎠3二维衬砌分析生成分析数据属性生成属性。1.主菜单里选择模型>特性>属性…。2.属性对话框里点击右侧的。≤3.选择‘直线’。≤为了加梁单元或者桁架单4.添加/修改线属性对话框里号指定为‘1’。元需要定义直线属性。5.名称处输入‘Lining’。6.单元类型指定为‘梁’。7.为生成材料点击材料右侧的。选择梁单元属性时需要指定材料和截面信息。8.添加/修改结构材料对话框里号指定为‘1’。9.名称处输入‘C270’。10.点击颜色右侧的指定颜色。≤输入以

7、相应的混凝土强度≤11.材料参数的弹性模量(E)处输入‘2.77e6’。为基准计算的弹性模量。12.材料参数的泊松比(u)处输入‘0.18’。13.材料参数的重量密度(Y)处输入‘2.5’。14.热参数的热膨胀系数(α)处输入‘1e-5’。15.点击。4GTS基础例题9GTS基础例题9–316.添加/修改线属性对话框里材料指定为‘C270’。17.为了定义截面特性点击特性右侧的。18.添加/修改特性对话框的线类型的号指定为‘1’。19.名称处输入‘Lining’。20.点击颜色右侧的指定适当的颜色。21.类型指定为‘梁

8、’。GTS基础例题9–45二维衬砌分析≤≤截面库里有方形、圆形22.为了计算矩形截面的截面特性勾选截面库。以及管形等多样化的截面23.确认形状指定为‘方形’。形状并且自动计算截面特性值。24.H处输入‘0.4’。25.B处输入‘1’。26.点击。27.添加/修改特性对话框里点击。28.添加/修改线属性对话框里点击。29.属性对话框