MIDASGTS自我提高系列例题-桩土接触

MIDAS/GTS3DTutorialMIDASITCo.,Ltd.1操作例题•应用桩单元的桥墩基础MIDAS/GTS3DTutorialMIDASITCo.,Ltd.2分析概要操作例题概要•建立桥墩和下部基础评价上部桥墩荷载的稳定性•了解桩单元的使用方法，进行土-结构-桩的协同作用分析•GTS_Tutorial_Pile.gtb砂土桥台粘土风化岩软岩硬岩桩MIDAS/GTS3DTutorialMIDASITCo.,Ltd.3材料特性各网格组属性属性名称(号)类型材料名称(号)特性名称(号)网格组名称粘土(1)实体粘土(1)-粘土砂土(2)实体砂土(2)-砂土风化岩(3)实体风化岩(3)-风化岩软岩(4)实体软岩(4)-软岩硬岩(5)实体硬岩(5)-硬岩桥台(6)实体桥台(6)-桥台桩(7)梁混凝土(7)桩(1)桩桩接触桩-桩接触(2)MIDAS/GTS3DTutorialMIDASITCo.,Ltd.4名称粘土砂土风化岩软岩硬岩类型实体实体实体实体实体弹性模量(E)[tonf/m2]8504,0001500030,000300,000泊松比(ν)0.30.350.350.270.2容重(Y))[tonf/m3]1.71.822.42.5容重(饱和))[tonf/m3]1.71.8522.42.5粘聚力(c)[tonf/m2]51.52045170摩擦角(Φ)202532.53538K011111MIDAS/GTS3DTutorialMIDASITCo.,Ltd.5名称桥台桩类型实体梁弹性模量(E)[tonf/m2]20000002000000泊松比(ν)0.30.3容重(Y))[tonf/m3]2.52.5容重(饱和))[tonf/m3]2.5-粘聚力(c)[tonf/m2]300-摩擦角(Φ)36-MIDAS/GTS3DTutorialMIDASITCo.,Ltd.6桩单元特性名称桩接触类型桩极限剪力[tonf/m]0.000101971621法向刚度系数[Kn,tonf/m3]101971.621参考深度0摩擦力-相对位移曲线坡度0函数UsedMIDAS/GTS3DTutorialMIDASITCo.,Ltd.7打开文件•主菜单里选择视图显示选项。•一般的网格的节点显示指定为‘False’。•点击适用。1打开“GTS_Tutorial_Pile.gtb”•运行GTS。•点击文件打开。•打开“GTS2DTutorialspile.gtb”。2选择显示选项3项目设定MIDAS/GTS3DTutorialMIDASITCo.,Ltd.8输入属性•主菜单里选择模型特性属性…。•添加里选择实体。•号输入‘1’,名称输入‘粘土’。•单元类型指定为实体。模型特性属性…5输入材料•号输入‘1’,名称输入‘粘土’。•模型类型选择莫尔-库仑。•材料参数里通过点击Tab键逐个输入。•点击确认。•输入材料后在添加/修改实体属性中点击适用。•剩余的四个土层和桥台也按同样的方法输入属性。•生成桥台时模型类型选择为弹性。MIDAS/GTS3DTutorialMIDASITCo.,Ltd.9输入属性(桩)6输入桩的属性模型特性属性…7输入特性•号处输入`1’,名称处输入`桩’。•类型选择梁。•点击截面库。•选择圆形D处输入1.5m。•偏移处输入中-中。•点击确认后在特性窗口中也点击确认。•主菜单里选择模型特性属性…。•添加处选择直线。•号处输入‘7’,名称处输入‘混凝土’。•单元类型选择梁。•输入混凝土的特性。MIDAS/GTS3DTutorialMIDASITCo.,Ltd.10输入特性(桩)8输入桩单元的属性模型特性属性…9输入特性•主菜单里选择模型特性属性…。•添加处选择直线。•号处输入‘8’,名称处输入‘桩接触’。•单元类型处选择桩。•点击添加输入属性。•号处输入’2’,名称处输入`桩接触’。•极限剪力处输入0.000101971621。•剪切刚度系数处输入0.000101971621。•法向刚度系数处输入101971.621。•桩单元输入的特性在下一张介绍。此操作例题里由于使用了相对位移-摩擦力的函数所以剪切刚度和竖直刚度都没什么意义。有实验/文献的值时换其他方式输入。MIDAS/GTS3DTutorialMIDASITCo.,Ltd.11输入特性(桩)选项内容极限剪力[tonf/m]极限抗剪法向刚度系数[Kn]面外竖直方向边界面刚度剪切刚度系数[Kt]面内法向边界面刚度参考深度桩单元本构的基准位置摩擦力-相对位移曲线坡度随高度的相对位移–摩擦力的曲线变化率10输入桩单元特性•用户输入的相对位移-摩擦力关系曲线是基准高度上实测的曲线。•由基准高度上的相对位移-摩擦力曲线和该曲线随随高度的变化率，可以获得计算深度位置的相对位移-摩擦力曲线，这样获得的经过深度修正的曲线才会与实际情况比较接近。•如果相对位移-摩擦力曲线随高度的变化率输入为零，则在所有深度位置的相对位移-摩擦力曲线与基准高度上的曲线相同•边界面上的面外刚度函数是指相对位移-摩擦力关系矩阵上的值。（我觉得这句话是指边界面上的面外刚度是相对位移-摩擦力关系曲线的切向斜率）MIDAS/GTS3DTutorialMIDASITCo.,Ltd.12输入属性(桩)11输入桩单元的相对位移-摩擦力函数模型特性y属性…•添加/修改特性窗口中勾选函数。•选择…后输入函数。•名称处输入`ShearCurve’。•Z项输入-1000,数值项输入-1000000。•利用同样的方法输入2~4行生成图表。•操作例题里生成的相对位移-摩擦力函数是为了验证桩单元的实用性，所以在应用时要输入实验的数据或者文献上的参考值后再进行分析。MIDAS/GTS3DTutorialMIDASITCo.,Ltd.13查看生成的属性•生成属性后点击关闭。5.几何模型13建立几何模型※此操作例题提供建立好的几何模型MIDAS/GTS3DTutorialMIDASITCo.,Ltd.14自动划分实体•主菜单里选择网格自动网格划分实体。•选择如图所示的实体。•网格尺寸指定为单元尺寸并输入‘10’。•属性的指定为6号的‘桥台’。•网格组输入‘桥台’。•点击预览按钮查看生成的网格尺寸。•点击适用生成网格。•对于粘土,砂土,风化岩,软岩和硬岩利用同样的方法生成网格。•粘土,砂土,风化岩的单元尺寸是10。•软岩和硬岩的单元尺寸是30。6.划分网格网格自动网格划分实体…MIDAS/GTS3DTutorialMIDASITCo.,Ltd.15生成桩单元•主菜单里选择网格自动网格划分线…。•播种方法里选择分割数量。•如图所示选择15个桩线。•确认属性指定为7号。•网格组输入`桩’。•点击确认。网格自动线…模型单元桩…•主菜单选择模型单元桩…。•如图所示选择30个一维单元。•确认属性指定为8号。•点击确认。MIDAS/GTS3DTutorialMIDASITCo.,Ltd.16://gts.midasit.co.kr7.边界条件17边界条件模型边界地面支撑•主菜单里选择模型边界地面支撑…。•边界组输入‘地基边界条件’。•选择地基的5个网格组。•点击确认。模型边界支撑•主菜单里选择模型边界支撑…。•边界组里输入‘桩边界条件’。•选择桩的节点。•选择RZ。(旋转自由度)•点击确认。MIDAS/GTS3DTutorialMIDASITCo.,Ltd.18://gts.midasit.co.kr19输入自重•主菜单里选择模型荷载自重…。•荷载组输入‘自重’。•Z方向输入-1。•点击确认。MIDAS/GTS3DTutorialMIDASITCo.,Ltd.20定义分析工况(非线性分析)分析分析工况…•主菜单里选择分析分析工况…。•名称处输入‘桩单元分析’。•描述处输入‘非线性分析’。•分析类型选择‘非线性静态’。•组目录里的全部单元和边界条件都拖到激活里。MIDAS/GTS3DTutorialMIDASITCo.,Ltd.21分析分析分析…※分析的过程显示在输出窗口中，特别是出现Warning等错误信息时会影响分析结果一定要注意。※分析结果以.TA后缀名保存起来。有关分析的信息以文本形式保存在同一文件夹.OUT文件中。MIDAS/GTS3DTutorialMIDASITCo.,Ltd.22://gts.midasit.co.kr231DElementsForces•在分析结果中查看桩的轴力。•工作目录树中选择ST:桩单元分析LastStep1DElementsForceBeamFx。MIDAS/GTS3DTutorialMIDASITCo.,Ltd.24•分析结果中查看桩的弯矩。•工作目录树立选择ST:桩单元分析LastStep1DElementsForceBeamMy。MIDAS/GTS3DTutorialMIDASITCo.,Ltd.25•分析结果中查看桩单元的摩擦力分布。•工作目录树中选择ST:桩单元分析LastStepPileTraction-x。MIDAS/GTS3DTutorialMIDASITCo.,Ltd.26•分析结果中查看桩单元的相对位移。•工作目录树中选择ST:桩单元分析LastStepPileRel.Disp—x。