有约之gts第一讲-荷载结构法应用

迈达斯技术GTS在荷载-结构中的应用《阿榜有约之GTS》第一讲榜g

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Engineerings类别3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月《阿榜有约之GTS》隧道荷载-结构法专题隧道复杂工法的模拟基坑围护结构之桩锚支护边坡加固之桩锚加固专题地铁车站专题矿山专题动力专题桩基专题水工专题地基处理专题《易学易用SoilWorks》隧道复杂工法的模拟基坑围护结构之桩锚支护专题或基坑降水边坡加固之桩锚加固岩质边坡专题隧道荷载-结构法专题隧道复杂工法的模拟渗流专题之堤坝渗流、边坡降雨动力专题软基处理专题桩基础专题2013年初步培训计划和形式2013年岩土网络培训细则：http://BBS/thread-715-1-1.htmlIntegrated

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EngineeringsmidasGSG大中华群：160067076（省简称+

+单位）反馈问题邮箱：

(具体格式见群共享）：

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Engineerings1

荷载-结构法2

GTS边界与荷载34

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Engineerings建筑结构的设计计算方法一般分类我国设计计算方法一般分以下4类：工程类比法（严格说并非计算方法）荷载结构法：主动荷载、主动荷载+弹性抗力地层结构法：共同承载，连续介质理论。收敛限：属地层结构法，弹塑-粘性理论数值法、解析法可用于上列后3种方法的任意一种计算模型：平面模型、空间模型5Integrated

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Engineerings荷载结构法的定义荷载结构法认为：地层对结构的作用只是产生作用在建筑结构上的荷载（包括主动地层压力和地层抗力）以计算衬砌在荷载作用下产生的内力和变形的方法称为荷载——结构法，该方法有时又称为结构力学法。Integrated

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Engineerings与地层结构法的区别地层结构法：把结构与地层作为一个受力变形的整体，按照连续介质力学原理来计算建筑结构以及周围地层的变形；不仅计算出衬砌结构的内力及变形，而且计算周围地层的应力，充分体现周围地层与建筑结构的相互作用。Integrated

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Engineerings与地层结构法的区别地层结构法：由于地层结构法相对荷载结构法，充分考虑了结构与周围地层的相互作用。结合具体的施工过程可以充分模拟结构以及周围地层在每一个施工工况的结构内力以及周围地层的变形更能符合工程实际。因此，在今后的研究和发展中地层结构法将得到广泛应用和发展。适用性强（各种地层、洞室，非线性，施工过程等）；缺点：本构关系难以准确给出。输入参数不正确，则给出错误结果。Integrated

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Engineerings荷载结构法的设计原理先给出地层对结构的荷载（土、水压力），再按结构力学方法计算。关键是荷载的确定方法。Integrated

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Engineerings荷载结构法的三种荷载模式⑴主动荷载模式不考虑地层与支护结构的相互作用。该计算模式主要适用于采用浅埋暗挖或明挖法施工的城市地铁及明洞工程。⑵主动荷载加

荷载模式认为地层不仅对结构施加主动荷载，而且通过支护抗力来约束支护结构的变形。适用于

的地层条件。⑶实际荷载模式采用量测仪器实地量测作用在衬砌上的荷载大小，该数值综合反映了地层与衬砌支护结构的相互作用。某一种实地量测的荷载，只能适用于与其类似的情况（包括地层、衬砌及回填）。实际工程中，主动荷载加荷载模式应用较多。Integrated

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Engineerings主动荷载主动荷载又可分为主要荷载、附加荷载、偶然荷载以及特殊荷载等。(a)主要荷载即长期的、经常作用的荷载，如结构自重、附加恒载、围岩压力、土压力、 水压力及列车活载等。b)附加荷载即偶然的、非经常作用的荷载，如温差应力，灌浆压力，冻胀力，落石冲击力及

力等计算荷载应根据以上两类荷载同时存在的情况进行组合。Integrated

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Engineerings荷载弹性抗力：由于支护结构发生向围岩方向的变形而引起围岩对支护结构的约

束反力。采用文

假定确定：认为围岩的弹性抗力与围岩在该点的变形成正比Integrated

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Engineerings相当于把围岩简化为一系列彼此独立的弹簧（仅受压），某一弹簧受到压缩时所产生的反作用力只与该弹簧有关，而与其它弹簧无关。对于不同结构或介质，弹性抗力系数值不同，可根据实际经验或参考相关规范确定。Integrated

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Engineerings荷载结构法的计算原理Integrated

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荷载-结构法2

GTS边界与荷载34

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Engineerings边界类型midas

GTS中的边界条件分为节点边界条件和单元边界条件节点边界条件约束

度(constraint)

→

用于地基的边界条件弹性支承(spring

support)→

用于地基弹簧弹性连接(elastic

link)单元的边界条件刚性连接(rigid

link)单元端部约束(element

release)Integrated

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Engineerings边界类型midas

GTS中的边界条件分为节点边界条件和单元边界条件节点边界条件约束

度(constraint)

→

用于地基的边界条件弹性支承(spring

support)→

用于地基弹簧弹性连接(elastic

link)单元的边界条件刚性连接(rigid

link)单元端部约束(element

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Engineerings位移约束

度模型>边界>支承模型>边界>智能支承Ground

surfaceTunnelIntegrated

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Engineerings土分析时的边界约束条件:一般岩土分析的地基约束如下图所示，在左右两侧约束X方向的平动度在底部约束X、Z两个方向的平动度。用户手动定义岩土的约束条件较为繁琐，因此建议使用“考虑所有单元网格组”选项，由程序自动搜索边界生成合适的边界条件。Integrated

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Engineerings弹性连接（弹簧单元)模型>单元>点弹簧模型>单元>曲面弹簧Integrated

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Engineerings在节点的六个度方向（三个轴向的位移和三个转角位移方向）上都可以输入弹性支承单元。其中，平移刚度为发生单位位移时所施加的力的大小，转角刚度是发生单位转角时所施加的弯矩的大小。点弹簧主要用于模拟模型边界上没有建模的那部分土体或结构的影响。nodalpointIntegrated

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Engineerings在实际工程中，平移支承通常用来模拟结构下部桩(Pile)或地基的刚度。地基弹簧系数可使用地 床系数(Modulus

ofSubgrade

Reaction)乘以相应节点的从属面积(TributaryArea)计算而得，应该注意地基只能抵抗压力的作用。K

=

modulus

of

subgrade

reactionx

effective

areaeffective

areaIntegrated

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Engineerings如下图所示，在边长度为5m的两个正方形单元边界上建立面弹簧，当输入100tonf/m3的地基反力系数时，第一个节点和最后一个节点的有效面积为2.5m2，中间节点的有效面积是5m2，弹簧刚度为地基反力系数乘以有效面积，自动计算的两端节点和中间的弹簧刚度分别为250tonf/m、500tonf/m。Integrated

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