Рассмотрено задание свойств материалов, сечений и атрибутов; геометрическое моделирование; создание сеток конечных элементов; задание нагрузок и граничных условий; выполнение постадийного расчета

1. [1/52]
Bridging Your innovations to Realities
midas GTS
Моделирование котлована с
расстрелами

2. [2/52]
midas GTS. Расчет котлована с расстрелами
Создание расчетной модели и выполнение расчета
1. Геометрическое моделирование
2. Свойства
3. Создание сеток конечных элементов
4. Задание граничных условий
5. Расчет
GTS

3. [3/52]
Geotechnical & Tunnel analysis SystemОбзор задачи

4. [4/52]
Geotechnical & Tunnel analysis SystemСвойства
Название Attribute (ID) Type Название Material (ID) Название Property (ID)
Грунт (1) Solid Грунт (1)
Attribute
Material
ID 1
Name (Название) Грунт
Model Type (Модель материала) MC/Ground
Modulus of Elasticity (E) [тс/м2] (Модуль упругости) 15 000
Poisson’s Ratio (ν) (Коэффициент Пуассона) 0.3
Unit Weight(Y) [тс/м3] (Удельный вес) 2.0
Unit Weight(Saturated) [тс/м3] (Удельный вес (водонасыщенный) 2.1
Cohesion (c) [тс/м2] (Сцепление) 5
Friction Angle (Φ) Угол внутреннего трения 35
K0 0.36

5. [5/52]
Geotechnical & Tunnel analysis SystemСвойства
Название Attribute (ID) Type Element Type
Название
Material (ID)
Название Property
Свая (2) Lвe Beam
Mat T-Structure
Сталь (2)
Двутавр
Расстрел (3) Lвe Beam
Mat T-Structure
Сталь (2)
Двутавр
Обвязка (4) Lвe Truss
Mat T-Structure
Сталь (2)
Двутавр
Ограждение (5) Plate Plate
Mat D-Wall Бетон
(3)
Ограждение (3)
Attribute
Material
ID
Mat T-Structure
Сталь (2)
Mat D-Wall
Бетон (3)
Modulus of Elasticity (E) [тс/м2] (Модуль упругости) 2.1е7 2.0е6
Poisson’s Ratio (ν) (Коэффициент Пуассона) 0.3 0.3
Weight Density (Y) [тс/м3] (Удельный вес) 7.85 2.5

6. [6/52]
Geotechnical & Tunnel analysis SystemСвойства
Structure
Толщина ограждения – 100 мм

7. [7/52]
Geotechnical & Tunnel analysis SystemСвойства
1. Запустите midas GTS
2. File > New
3. Введите название и параметры проекта

8. [8/52]
Geotechnical & Tunnel analysis SystemСвойства
1. Выберите Model > Property > Attribute… в главном меню
2. Нажмите на кнопку добавления атрибутов
3. Выберите ‘Solid’
4. Убедитесь, что Attribute ID равен ‘1’
5. Введите ‘Грунт’ в поле Name.
6. Убедитесь, что Element Type ‘Solid’.
7. Для добавления материала нажмите Add

9. [9/52]
Geotechnical & Tunnel analysis SystemСвойства
1. Нажмите на Add справа от поля Material
2. Введите ‘Грунт’
3. Выберите ‘Mohr Coulomb’ в списке Model Type
4. Введите ’15000’ в поле Modulus of Elasticity (E)
5. Введите ‘0.3’ в поле Poisson’s Ratio (ν)
6. Введите ‘2.0’ в поле Unit Weight (γ)
7. Введите ‘2.1’ в поле Unit Weight (Saturated)
8. Введите ‘5’ в поле Cohesion (c)
9. Введите ‘35’ в поле Friction Angle (ф)
10. Введите ‘0.36’ в поле K0
11. Нажмите ОК
12. Нажмите ОК

10. [10/52]
Geotechnical & Tunnel analysis SystemСвойства
1. Нажмите на кнопку добавления атрибутов
2. Убедитесь, что Attribute ID равен ‘2’
3. Введите ‘Свая’ в поле Name.
4. Выберите в поле Element Type ‘Beam’.
5. Для добавления материала нажмите Add

11. [11/52]
Geotechnical & Tunnel analysis SystemСвойства
1. Введите название «Сталь»
2. Введите Modulus of Elasticity 2.1e7
3. Введите Poisson’s Ratio 0.3
4. Введите 7.85 в Weight Density
5. Нажмите ОК

12. [12/52]
Geotechnical & Tunnel analysis SystemСвойства
1. Нажмите на кнопку добавления свойств
2. Введите ‘Двутавр’ в поле Name.
3. Выберите в поле Type ‘Beam/Nonlinear Beam’.
4. Выберите в поле Beam Type ‘Beam’.
5. Отметьте Sectional Library…
6. Введите параметры двутавра как показано на рисунке
7. Нажмите ОК и сохраните атрибуты

13. [13/52]
Geotechnical & Tunnel analysis SystemСвойства
1. Нажмите на кнопку добавления атрибутов
2. Убедитесь, что Attribute ID равен ‘3’
3. Введите ‘Обвязка’ в поле Name.
4. Выберите в поле Element Type ‘Beam’.
5. Выберите Material и Property как показано на рисунке
6. Сохраните атрибут, нажав на ОК

14. [14/52]
Geotechnical & Tunnel analysis SystemСвойства
1. Нажмите на кнопку добавления атрибутов
2. Убедитесь, что Attribute ID равен ‘4’
3. Введите ‘Расстрел’ в поле Name.
4. Выберите в поле Element Type ‘Truss’.
5. Выберите Material и добавьте Property как показано на рисунке
6. Сохраните атрибут, нажав на ОК

15. [15/52]
Geotechnical & Tunnel analysis SystemСвойства
1. Нажмите на кнопку добавления атрибутов
2. Выберите ‘Plane’
3. Убедитесь, что Attribute ID равен ‘5’
4. Введите ‘Ограждение’ в поле Name.
5. Выберите в поле Element Type ‘Plate’.
6. Введите Material, нажав на ОК

16. [16/52]
Geotechnical & Tunnel analysis SystemСвойства
1. Введите название «Бетон»
2. Введите Modulus of Elasticity 2.0e6
3. Введите Poisson’s Ratio 0.3
4. Введите 2.5 в Weight Density
5. Нажмите ОК
6. Введите Property, нажав на Add

17. [17/52]
Geotechnical & Tunnel analysis SystemСвойства
1. Введите название «Ограждение»
2. Нажмите ОК
3. Подтвердите сохранение атрибута, нажав на ОК

18. [18/52]
Geotechnical & Tunnel analysis SystemГеометрическое моделирование
1. Нажмите Normal to WP в View Point Toolbar.
2. Выберите Geometry > Curve > Create on WP > Rectangle(Wire)… в главном меню.
3. Введите ‘0, 40’ в Location и нажмите ‘Enter’.
4. Введите ‘100, -40’ в Location и нажмите ‘Enter’ key.
5. Нажмите Cancel.

19. [19/52]
Geotechnical & Tunnel analysis SystemГеометрическое моделирование
1. Выберите Geometry > Curve > Create on WP > Line… в главном меню.
2. Введите ‘0, 36’ в Location и нажмите ‘Enter’ key.
3. Введите ‘100, 0’ в Location и нажмите ‘Enter’ key.
4. Повторите шаги 2-3 и создайте линию из ‘0, 35’ с приращением ‘100, 0’.
5. Повторите шаги 2-3 и создайте линию из ‘0, 31’ с приращением ‘100, 0’.
6. Повторите шаги 2-3 и создайте линию из ‘0, 30’ с приращением ‘100, 0’.
7. Повторите шаги 2-3 и создайте линию из ‘0, 25’ с приращением ‘100, 0’.
8. Повторите шаги 2-3 и создайте линию из ‘30, 40’ с приращением ‘0, -19’.
9. Нажмите Cancel

20. [20/52]
Geotechnical & Tunnel analysis SystemГеометрическое моделирование
1. Выберите последнюю созданную вертикальную линию.
2. Вызовите функцию копирования Geometry > Transform > Translate… из главного меню.
3. Нажмите на Select Datum и выберите в качестве направления ось Х
4. Выберите ‘Uniform Copy’.
5. Введите ‘5’ в поле Distance и ‘8’ в поле Number of Times.
6. Нажмите ОК

21. [21/52]
Geotechnical & Tunnel analysis SystemГеометрическое моделирование
1. Выберите Geometry > Work Plane > Move… в главном меню.
2. Выберите закладку 3 Pnt Pln в диалоговом окне Move Work Plane.
3. Введите ‘0, 0, 40’ в поле Origin, ‘100, 0, 40’ в поле x-Axis и ‘100, 100,40’ в Plane.
4. Нажмите ОК

22. [22/52]
Geotechnical & Tunnel analysis SystemГеометрическое моделирование
1. Нажмите на Normal to WP в панели инструментов View Point.
2. Выберите Geometry > Curve > Create on WP > Rectangle(Wire)… в главном меню.
3. Введите ‘30, 20’ в поле Location и нажмите ‘Enter’.
4. Введите ‘40, -20’ в поле Location и нажмите ‘Enter’.
5. Нажмите Cancel

23. [23/52]
Geotechnical & Tunnel analysis SystemГеометрическое моделирование
1. Выберите Geometry > Curve > Create on WP > Line… в главном меню.
2. Введите ’30, 15’ в поле Location и нажмите ‘Enter’.
3. Введите ’5, 5’ в поле Location и нажмите ‘Enter’.
4. Повторите шаги 2-3 для создания линии из ’30, 5’ с приращением ‘5, -5’.
5. Повторите шаги 2-3 для создания линии из ’30, 15’ с приращением ‘5, 5’.
6. Повторите шаги 2-3 для создания линии из ’65, 0’ с приращением ‘5, 5’.
7. Повторите шаги 2-3 для создания линии из ’65, 20’ с приращением ‘5, -5’.
8. Повторите шаги 2-3 для создания линии из ’40, 20’ с приращением ‘0, -20’.
9. Нажмите Cancel

24. [24/52]
Geotechnical & Tunnel analysis SystemГеометрическое моделирование
1. Выберите линию, созданную последней.
2. Выберите Geometry > Transform > Translate… в главном меню.
3. В качестве направления в поле Select Datum выберите ось Х
4. Выберите ‘Uniform Copy’.
5. Введите ‘5’ в поле Distance и ‘4’ в поле Number of Times и нажмите ОК

25. [25/52]
Geotechnical & Tunnel analysis SystemГеометрическое моделирование
1. Перенесите Work Plane нажатием на XZ (0,-1,0) в Model Works Tree и установите вид по нормали

26. [26/52]
Geotechnical & Tunnel analysis SystemГеометрическое моделирование
1. Выберите Geometry > Transform > Translate… в главном меню.
2. Выберите 19 геометрических объектов как показано на рисунке.
3. В качестве направления в поле Select Datum выберите ось Y
4. Выберите ‘Move’ и введите ‘20’ в поле Distance, нажмите Apply

27. [27/52]
Geotechnical & Tunnel analysis SystemГеометрическое моделирование
1. Переключитесь на изометрию и выберите геометрию двутавра ограждения как на рисунке.
2. В качестве направления в поле Select Datum выберите ось Y
3. Выберите ‘Uniform Copy’ и введите ‘5’ в поле Distance, ‘4’ в поле Number of Times, нажмите Apply

28. [28/52]
Geotechnical & Tunnel analysis SystemГеометрическое моделирование
1. Выберите двутавры ограждения как показано на рисунке
2. В качестве направления в поле Select Datum выберите ось Y
3. Выберите ‘Uniform Copy’ и введите ‘20’ в поле Distance, ‘1’ в поле Number of Times, нажмите ОК

29. [29/52]
Geotechnical & Tunnel analysis SystemГеометрическое моделирование
1. Выберите Geometry > Curve > Intersect… в главном меню как на рисунке слева.
2. Выберите все линии и нажмите Apply, затем Cancel.
3. Выберите Geometry > Curve > Make Wire… в главном меню.
4. Выберите 24 линии, относящиеся к контуру котлована, нажмите Apply, затем Cancel

30. [30/52]
Geotechnical & Tunnel analysis SystemГеометрическое моделирование
1. Вызовите Context Menu нажав правой кнопкой мыши на Geometry > Geometry Set в Works Tree.
2. Нажмите New Geometry Set, нажмите F2 и введите «Двутавры» и нажмите Enter
3. Вызовите Context Menu нажав правой кнопкой мыши на наборе «Двутавры» в Works Tree.
4. Выберите Geometry Set > Incl./Excl. Items и отметьте ‘Include’
5. Выберите все вертикальные двутавры и нажмите ОК
6. Повторите операции, создав набор «Расстрелы» со всеми горизонтальными двутаврами
7. Нажмите ОК

31. [31/52]
Geotechnical & Tunnel analysis SystemГеометрическое моделирование
1. Выберите Geometry > Generator Feature > Extrude… в главном меню.
2. Выберите очертание грунтового массива
3. Выберите ось Y в качестве направления выдавливания
4. Введите ‘60’ в поле Length.
5. Включите опцию ‘Solid’.
6. Введите ‘Грунтовый массив’ в поле Name и нажмите Apply

32. [32/52]
Geotechnical & Tunnel analysis SystemГеометрическое моделирование
1. Выберите очертание котлована
2. В качестве направления выдавливания выберите ось Z, отметьте опцию Reverse Direction.
3. В поле Length введите ‘19’, убедитесь, что опция Solid включена
4. Введите ‘Котлован’ в поле Name и нажмите Apply

33. [33/52]
Geotechnical & Tunnel analysis SystemГеометрическое моделирование
1. Выберите 5 линий как на рисунке
2. В качестве направления выберите ось Y
3. Введите ‘60’ в поле Length.
4. Введите ‘Поверхности’ в поле Name.
5. Нажмите ОК

34. [34/52]
Geotechnical & Tunnel analysis SystemГеометрическое моделирование
1. Выберите Geometry > Solid > Embed… в главном меню.
2. Выберите Geometry > Solid > ‘Грунтовый массив’ в Works Tree в качестве Master Object.
3. Выберите Geometry > Solid > ‘Котлован’ in Works Tree в качестве Tool Object.
4. Нажмите ОК.

35. [35/52]
Geotechnical & Tunnel analysis SystemГеометрическое моделирование
1. Выберите Geometry > Solid > Divide… в главном меню.
2. Выберите Solid > ‘Котлован’ для разделения
3. Убедитесь, что ‘Dividing Tool’ - ‘Selected Surface’, и нажмите Select Tool Surface
4. Выберите 5 поверхностей из набора ‘Поверхности’
5. Включите опцию ‘Divide Touching Faces of Neighbors’
6. Выберите Solid ‘Грунтовый массив’ в качестве Neighbor Shape
7. Включите опцию Delete Original Shape(s) и нажмите OK

36. [36/52]
Geotechnical & Tunnel analysis SystemСетки конечных элементов
1. Выберите Mesh > Auto Mesh > Solid… в главном меню.
2. Выберите все Solid, относящиеся к котловану
3. Введите ‘2’ в поле Element Size.
4. Убедитесь, что ID ‘1’ в поле Attribute.
5. Введите название ‘Котлован’ в Mesh Set и нажмите Apply
6. Выберите Solid ‘Грунтовый массив’
7. Введите ‘6’ в поле Element Size.
8. Убедитесь, что ID ‘1’ в поле Attribute.
9. Введите ‘Ground’ в Mesh Set и нажмите ОК

37. [37/52]
Geotechnical & Tunnel analysis SystemСетки конечных элементов
1. Включите для отображения Soild для котлована, измените вид на Front
2. Вызовите функцию Model > Element > Extract Element… в главном меню.
3. Убедитесь, что From Shape - ‘Face’.
4. Выберите элементы, выделив зоны А и Б как на рисунке
5. Введите название «Верхняя стенка»
6. Убедитесь, что выбран ID ‘5’ в поле Attribute и нажмите Apply
7. Повторите шаги и создайте «Среднюю стенку» и «Нижнюю стенку»
Вид спереди Вид сбоку
Верхняя стенка
Средняя стенка
Нижняя стенка
Верхняя стенка
Средняя стенка
Нижняя стенка

38. [38/52]
Geotechnical & Tunnel analysis SystemСетки конечных элементов
1. Включите для отображения Soild для котлована, измените вид на Front
2. Вызовите функцию Model > Element > Extract Element… в главном меню.
3. Убедитесь, что From Shape - ‘Edge’.
4. Выберите и создайте поочередно группы элементов, выделив их как на рисунке. Введите название
«Сваи» для вертикальных свай, «Обвязка 1» и «Обвзяка 2» для горизонтальных поясов.
Убедитесь, что выбран ID ‘2’ для «Свай» и ‘3’ для обвязки в поле Attribute и нажмите Apply
5. Выберите созданные сетки и вызовите функцию Model > Element > Delete из главного меню
6. Включите опцию Duplicated Element(s) Only и нажмите ОК

39. [39/52]
Geotechnical & Tunnel analysis SystemСетки конечных элементов
1. Проверьте локальные оси координат созданных элементов
2. Для этого кликом правой кнопкой мыши по названию сеток в Works Tree вызовите функцию
Display > Elements Csys
3. Вызовите функцию Model > Element > Change Parameter… из главного меню.
4. Выберите опцию Align Local CSys и выберите опорный элемент
5. Выберите опцию Orientation и выберите пояса обвязки
6. Введите 90 в поле Beta Angle и нажмите ОК

40. [40/52]
Geotechnical & Tunnel analysis SystemСетки конечных элементов
1. Выберите Mesh > Auto Mesh > Edge… в главном меню.
2. Выберите геометрию «Расстрелы»
3. Выберите ‘Number of Divisions’ в списке Seeding Method.
4. Введите ‘1’ в поле Number of Divisions.
5. Выберите ID ‘4’ в списке Attribute.
6. Нажмите Advanced Options и убедитесь, что опция Merge Nodes включена
7. Нажмите два раза ОК
8. Выберите Model > Transform >Translate… в главном меню.
9. Выберите Mesh > Mesh Set > ‘Auto-Mesh(Edge)’ в Works Tree для Select Mesh
10. В качестве направления выберите ось Z
11. Выберите Non-Uniform Copy.
12. Введите ‘-4, -5’ в поле Distance.
13. Введите ‘Расстрелы’ в поле Mesh Set.
14. Нажмите ОК
15. Выберите Mesh > Mesh Set > ‘Auto-Mesh(Edge)’ в Works Tree.
16. Нажмите кнопку ‘Delete’.

41. [41/52]
Geotechnical & Tunnel analysis SystemГраничные условия
1. Выберите функцию Model > Boundary > Ground Supports… в главном меню.
2. Введите название «ГУ»
3. Нажмите ОК
4. Выберите для отображения сетку конечных элементов «Сваи»
5. Выберите функцию Model > Boundary > Ground Supports… в главном меню.
6. Введите название «Вращательные ГУ»
7. Выберите узлы свай, отметьте RZ и нажмите ОК

42. [42/52]
Geotechnical & Tunnel analysis SystemНагрузки
1. Выберите Model > Load > Self Weight… в главном меню.
2. Введите «СобВес» в поле Load Set.
3. Введите ‘-1’ по оси Z в поле Self Weight Factor.
4. Нажмите ОК

43. [43/52]
Geotechnical & Tunnel analysis SystemСтадии возведения
1. Выберите Model > Construction Stage > Define Construction Stage… в главном меню.
2. Создайте новые стадии возведения как показано на рисунках

44. [44/52]
Geotechnical & Tunnel analysis SystemСтадии возведения

45. [45/52]
Geotechnical & Tunnel analysis SystemСтадии возведения

46. [46/52]
Geotechnical & Tunnel analysis SystemСтадии возведения

47. [47/52]
Geotechnical & Tunnel analysis SystemСтадии возведения

48. [48/52]
Geotechnical & Tunnel analysis SystemРасчет
1. Выберите Analysis > Analysis Case… в главном меню.
2. Нажмите Add

49. [49/52]
Geotechnical & Tunnel analysis SystemРасчет
1. Нажмите на Analysis Control
2. Отметьте опцию Initial Stage for Stress Analysis (Начальная стадия)
3. Отметьте Ko
4. Нажмите ОК

50. [50/52]
Geotechnical & Tunnel analysis SystemРасчет
1. Для запуска расчета выберите Analysis > Solve… в главном меню.

51. [51/52]
Geotechnical & Tunnel analysis SystemРезультаты
1. Для просмотра результатов воспользуйтесь выпадающим списком в закладке Post

52. [52/52]
www.midasit.ru