midas GTS 铁道移动荷载分析(动力)
midas移动荷载加载方式
定义车辆荷载
midas移动荷载加载方式
定义移动荷载工况
注意：
横向折减系数： 多车道横向折减系数。
组合选项： 组合：按提供的系数组合各子荷 载工况。 单独：各子荷载工况独自发生作 用。
子荷载工况里的系数： 子工况计算效应的增减系数，（ 类似横向分配系数的概念）。
定义车辆荷载
1）车轮荷载：一个车轮的标准中70kN。
2）分布宽度：1m 纵向宽度：1m
3）最多车道数：该横向框架分析模型上可 能作用的最多车道数。
midas移动荷载加载方式
移动荷载工况
比例系数：冲击系数
midas移动荷载加载方式
2.盖梁计算移动荷载的施加
模型的注意事项
注意：
1.对于预制结构：一般支座间距小，可不模拟横梁。 2.对整体现浇结构：一般支座较稀疏，必须模拟横梁。
midas移动荷载加载方式
定义车道荷载：
注意： 1.对于预制结构：移动荷载直接施加在盖梁上。 2.对整体现浇结构：移动荷载施加在横梁上。 3.车道起终点的设计应满足规范要求。（直接施加到盖 梁上时，应为最外侧支座之间的区域）
midas移动荷载加载方式
定义车辆
注意： 1.车辆荷载：纵向计算单车道反力的一半（车道一个车轮的 反力，但交接墩考虑两孔效应叠加）。 2.车道数量：考虑实际的车道数量。 4.特别注意车轮至路缘距离如在定义车道时已考虑这里填0 3.可以勾选中央分隔带考虑双幅桥的情况。
注意：
组合： 考虑将两侧人群荷载叠加。 即总效应最大。
对应关系： 车辆和车道对应起来。
midas移动荷载加载方式
1.桥面板计算移动荷载的施加
midas-gts数值分析方法介绍
变化较大，软硬不均； C、隧道线路存在急曲线。
七-3、抗震分析
2、反应位移法分析
1）计算荷载及其组合： A、地震作用（土层相对位移、结构惯性力和结构周围剪力作用），
可由一维土层地震反应分析得到；对于进行了工程场地地震安全 性评价工作的，应采用其得到的位移随深度的变化关系；对未进 行工程场地地震安全性评价工作的，可通过计算公式推算。 B、 非地震作用(土压、水压、自重等)取值、分类应按 《地铁设计规范》执行； C、抗震设计荷载组合应按《建筑抗震设计规范》规定执行。
或粘弹性人工边界等合理的人工边界条件，地震波通过约束边界输入。 当采用振动法输入时，一般采用输入基岩加速度，结构对于基岩
作相对运动，在结构上施加惯性力来实现，这是一种不考虑振动传播 时间的分析方法。
七-3、抗震分析
3、时程法分析 1）地震动参数。根据地勘或安评报告，选用地层动弹模、动泊
松比、加速度时程函数、地震持续时间等。采用三组50年超越概率为 10%地震（E2地震）的基岩加速度时程函数进行时程法分析，取其中 最不利影响结果与反应位移法结果比较。
地铁结构常用分析类型具体实例操作： 1、线性静力分析（荷载-结构模型）； 2、施工阶段分析（地层-结构模型）； 3、抗震分析。
七-2、施工阶段分析
1、一般问题可采用平面应变分析；涉及到不规则地下结构、交叉隧 道等空间问题需进程三维模型分析。 2、三维分析两种建模方法，分别生成六面体单元和四面体单元。
一般情况下，对于埋置于地层中的隧道和 地下车站结构，应按地面至剪切波速大于 500m/s且其下卧各岩土的剪切波速均不小于 500m/s的土层顶面的距离确定基岩面的深度
地震动峰值位移表 地震动峰值位移调整表
midas GTS NX的线性和非线性动力分析
MIDAS-桥梁移动荷载动力时程分析
车速
: 10 km/hr
最大位移
: 5.612 mm
通过桥梁时间
: 10.80 sec
最大位移发生时间 : 5.124 sec
: 0.900 sec
最大位移发生时间 : 0.443 sec
(c) 车速为120km/hr时的位移变化 图21. 随车速变化的位移比较
静力分析与时程分析结果比较
表1是对静力分析结果和时程分析结果进行的比较。时程分析的结果说明由于车速的变 化，结构产生了动力效应。车速为120 km/hr时，时程分析的结果比考虑冲击系数后的静力 分析的结果弯矩大13.8%，位移大24.6%。
下面通过对桥梁结构的移动荷载进行时程分析，来介绍使用MIDAS/Civil进行时程分析的方 法，其具体步骤如下。
1. 建立结构模型 2. 输入质量数据 3. 输入特征值分析数据 4. 进行特征值分析 5. 分析特征值分析结果 6. 输入时程分析数据 7. 进行时程分析 8. 查看时程分析结果
建立结果模型
使用
来输入前面将车辆荷载所近似模拟的三角形荷载。
荷载 > 时程分析数据 > 时程荷载函数
图7. 时程荷载函数对话框
点击
后，考虑模型中节点的间距和车速来输入1kN大小的车辆荷载。
若想定义成实际车辆荷载的大小，在定义节点动力荷载 时，调整其中的系数 即可。
图8. 添加时程函数对话框
输入时程荷载函数 时可使用以下三种方法。
例题如图1所示，为一30m跨的单跨桥梁，所施加的车辆荷载可将其理想化为如图2所示的 三角形荷载。
MIDAS地铁移动荷载振动响应分析
5
7
MIDAS地铁移动荷载振动响应分析
midas GTS
步骤 2.1
2
5
6
地铁移动荷载振动响应分析
1. 文件 > 导入 > DXF 2D... 2. 点击“选择AutoCAD的DXF文件” 3. 选择相应的DXF文件 4. 点击[打开] 5. 点击 [预览] 6. 点击 [确认]
3
4
MIDAS地铁移动荷载振动响应分析
8 9 10
11
MIDAS地铁移动荷载振动响应分析
midas GTS
步骤 4.4
2
3 4
5
地铁移动荷载振动响应分析
1. 网格 > 自动网格划分 > 实体... 2. 选择实体 3. 选择“土1” 4. 输入“土1” 5. 点击[确认]
MIDAS地铁移动荷载振动响应分析
midas GTS
步骤 4.5
3 2
地铁移动荷载振动响应分析
1. 几何 > 实体 > 分割实体... 2. 点击“选择分割的实体” 3.点击“选择辅助曲面” 4.点击[确认]
2 3
4
MIDAS地铁移动荷载振动响应分析
midas GTS
步骤 3.1
3 4 7
地铁移动荷载振动响应分析
1. 模型 > 特性 > 属性 2. 点击“添加”，选择“实体” 2 3. 输入名称“土1” 4. 点击“添加” 5. 输入相应的土体参数 6. 点击[确认] 7. 点击[适用] 8. 重复3-7，添加土2
midas GTS
步骤 4.2
1
4
地铁移动荷载振动响应分析
1. 显示实体土 2. 在模型窗口中，鼠标左键选择两个实 体，然后右键，选择“显示网格种子” 3. 点击[确认] 4. 点击“透明度” 5. 在“透明表现”中设置为8 6.点击[确认]
Midas-移动荷载-设置流程
midas Civil 技术资料----移动荷载设置流程目录midas Civil 技术资料1 ----移动荷载设置流程1 一、定义车道线（车道面）2 二、定义车辆荷载5 三、定义移动荷载工况7 四、移动荷载分析控制9 五、运行并查看分析结果12 参考文献14北京迈达斯技术有限公司 桥梁部 2013/05/17本章主要结合中国规范JTG D60-2004[1]进行纵向（顺桥向）移动荷载分析介绍，移动荷载分析主要是计算移动荷载（车道、车辆或人群荷载）在指定路径上（车道线、车道面）移动时产生的各种效应（反力、内力、位移、应力）的包络结果，具体分析过程如下：（1）定义车道线/面；（2）定义车辆荷载--车道荷载、车辆荷载、人群荷载等活荷载；（3）定义移动荷载工况；（4）定义移动荷载分析控制；（5）运行分析并查看结果。
一、定义车道线（车道面）荷载>移动荷载>移动荷载规范-china，定义车道线或车道面，确定移动荷载路径，程序提供车道单元和横向联系梁两种方法，其中，车道单元法是将作用在车道中心线上的荷载换算到车道单元上（换算为集中力和扭矩），单梁模型中常用；而横向联系梁法是将移图1-1车道单元法及横向联系梁法示意图动荷载作用在横梁上，然后由横梁按比例传递到临近的纵梁单元上，梁格模型中常用，此时需要将横梁定义成为一个结构组，传力示意如图1-1所示。
随后即可进行车道线定义，首先是“斜交角”设置，对于斜桥梁格模型可以输入起点和终点的斜交角度，此设置需跟横向联系梁法配合使用，车道单元法不需要设置此项。
“车辆移动方向”，对于直桥，选择三者无差别；如果是斜桥，则车辆移动方向不同，分析结果也不同，故要选择“往返”。
图1-2车道单元法及横梁联系梁法定义图示 “偏心距离”的输入，蓝色虚线为车道中心线的位置，Start-End 为车道单元，以顺桥向为基准，当车道中心线在车道单元的左侧时，偏心距离a 为负值，右侧为正值。
1MIDASGTS的分析功能
表 1.2 中 的 弹 性 模 量 是 采 用 无 裂 纹 的 小 试 验 体 在 实 验 室 通 过 实 验 获 得 的 完 整 岩 (intact rock)的弹性模量。所以具体设计中使用的弹性模量要考虑尺寸效应、岩 体 内 的 不 连 续 性 等 因 素 应 采 用 折 减 后 的 弹 性 模 量 。 图 1.3 是 各 种 岩 石 质 量 指 标 RQD(Rock Quality Designation)对应的弹性模量实测值图形。RQD是指在包含裂纹 的100cm的钻孔长度内超过10cm长度的岩心的累计长度占总长度比例。即使RQD为 100%也不能视为完整岩，但是RQD值越高，可以认为岩石品质越好。风化越严重， 岩石的RQD值越低。
ε x = ε y = −νε z
且
ε x , ε y , εz : x, y, z轴向应变
E
: 弹性模量
ν
: 泊松比
有剪切应力τ zx 时，剪切应变的计算公式如下。
γ zx
=
τ zx G
且， G 是剪切模量(shear modulus)。 剪切模量与弹性模量、泊松比的关系如下。
G
=
E
2 (1 + ν
2.2 线弹性分析
岩土分析中的线弹性分析是将围岩材料视为线弹性，分析其在静力荷载下的响应的 方法。岩土材料的线弹性阶段仅发生在荷载加载初期应变非常小时。线弹性分析不 考虑岩土破坏时的状态，将应力-应变关系理想化为直线，计算相对简单方便。从 理论上说，有限元方程式的表现形式是基于虎克(Hooke)法则的线弹性方程式，非 线性分析或弹塑性分析也可以按线弹性方程式的形式进行求解计算。
83
分析理论手册
84
According to the magnitude of the stress increment
MIDAS-GTS常见问题释疑
MIDAS/GTS常见问题释疑第一部分：程序安装 (2)1.问：启动程序时提示没有发现保护锁？ (2)2.问：启动程序时提示密钥号错误？ (2)第二部分：前处理 (2)1.问：顶点拟合曲面为何有时不能实现？ (2)2.问：NURSS面与边界面的区别？ (2)3.问：检查重复形状应注意哪些问题？ (3)4.问：几何/合并面线的作用是什么？ (3)5.问：利用‘填充网格’命令将二维单元转变为三维单元时，为什么提示上下面单元数不同？ (3)6.问：为什么在连续点选缩放、平移、分行视图及旋转的时候功能会产生混淆？ (3)7.问：将二衬定义为实体的时候需要注意什么问题？ (3)8.问：“the quadratic 1-dimensional element type is supported”错误命令是什么意思？ (3)9.问：匹配面线命令的作用和用法? (3)10.问：设置桩单元的时候，为什么在检查网格的时候，在桩单元处会出现自由线，这影响结果吗？ (4)11.问：在加‘面压力’时,其对象类型有‘单元,单元-面’ 有什么区别？ (4)12.问：GTS可以导入导出哪些格式，如何导入电子地图，电子地图抓图的精度如何？ (4)13.问：我们建立地表面的栅格面都是等间距的，但实际的勘测点都是随意的不等间距点，那么该如何生成地表面？可否通过3点坐标生成地表面或地层面？ (4)14.问：在水头边界定义时，怎样查看水头边界是总水头还是压力水头？ (4)15.问：在几何线或面上加了荷载，可以将荷载直接转化到节点或单元上吗？ (5)16.问：水头边界有哪些类型？ (5)17.问：在GTS里面可不可以显示结构单元的截面特性？ (5)19.问：在GTS里面可不可以对某些常用的功能设置快捷键？ (5)20.问：在GTS里面可不可以实现对某个单元的显示或隐藏？ (5)21.问：出现如图2所示的提示？ (5)22.问：出现如图3所示的提示？ (5)23.问：出现如图4所示的提示？ (6)24.问：在GTS里都否实现单元、节点信息的输入输出？ (6)25.问：为什么加了梯形荷载之后，窗口中显示的荷载数值是梯形变化的，而图形显示是矩形的？ (6)第三部分 分析功能 (6)1.问：K0法与有限元法有什么区别? (6)2.问：计算边坡的时候需要注意的哪些问题？ (6)3.问：荷载释放率如何定义？ (7)4.问：本构模型采用邓肯－张模型为什么不容易收敛？ (7)5.问：为什么没有勾选位移清零，在第一步里面位移值也是零？ (7)6.问：GTS的动力分析，采用什么方法？可以做非线性分析吗？ (7)7.问：GTS的动力分析中，阻尼是怎么考虑的？ (7)8.问：GTS的动力分析中，动力荷载有哪些形式？ (8)9.问：在GTS中，动力边界是如何考虑的？ (8)10.问：在GTS中，质量矩阵采用何种形式？ (8)11.问：在GTS中，如何模拟移动荷载？ (8)12.问：在GTS中，爆破可以模拟吗？荷载是如何确定的？ (8)13.问：在GTS中，可以做场地的反应谱分析吗？有国内的场地规范吗？ (8)14.问：如何取得模型中某个点的加速度、速度、位移的时程图和时程序列？ (8)15.问：地震荷载是否可以仅施加在子结构上,另外在动力分析中是否可以施加位移荷载？ (8)16.问：在施工阶段考虑渗流问题，怎么考虑？ (8)17.问：在边坡稳定计算中怎么考虑渗流作用？ (8)18.问：渗流计算的时候，如何判断非稳定流和稳定流？ (9)19.问：在施工阶段分析中，包含非稳定流计算时，需要注意哪些问题？ (9)20.问：排水和非排水计算，在GTS中如何区别设置？ (9)21.问：在施工阶段渗流分析中出现如图6所示的提示？ (9)第四部分 后处理 (9)1.问：GTS里面前后处理之间可以直接切换吗？ (9)2.问：GTS中单元的内力怎么考虑？ (9)3.问：在特性/变形中变形前的线宽可否小于1？ (9)4.问：为什么在定义剖面图时候改变定义平面命令显示不变？ (10)5.问：梁单元的轴力和弯距方向怎么判断？ (10)6.问：梁单元的combined 1-4是什么意思？ (10)7.问：定义多个剖分面或剪切面来参看后处理结果时，为什么不能同时显示已定义的多个剖分面和或剪切面？ (10)8.问：在用剖分面、剪切面查看后处理结果后，怎么退出到基本视图？ (10)9.问：屈服比的定义是什么？屈服比和安全系数有什么关系？ (10)第一部分：程序安装1.问：启动程序时提示没有发现保护锁？答：1.驱动程序没有安装好,请在“控制面板/添加或删除程序”中删除Sentinel Protection Inst aller 7.1.0，重新手动安装Sentinel Protection Installer 7.1.0。
Midas移动荷载研究
Midas 移动荷载研究1、Midas 中计算支座反力时，是按剪力处理的，即：=1.2() 1.21*()k k P P μ⨯⨯+实际剪力效应系数（车道横向折减系数，以单车道为例）（）(冲击系数)车道荷载集中力验算要求支座反力不计1.2倍剪力放大系数，所以需要自己定义相应的车道荷载。
Midas 计算支座反力时，采用程序自带的公路一级、二级车道荷载时，对于集中力P k 会按剪力放大效应多乘一个1.2的系数，最终支座反力结果=车道横向布载系数×(车道荷载集中力×剪力放大系数+车道荷载均布力×梁长/2)。
采用自定义车道荷载时，选用新公路车道荷载类型，程序也会将自定义的集中力P k 按剪力放大效应多乘一个1.2的系数,最终支座反力结果=车道横向布载系数×(车道荷载集中力×剪力放大系数+车道荷载均布力×梁长/2)。
但是，按照城市桥梁车道荷载类型（CJJ177-98）自定义车辆时，计算支座反力，程序则不会将集中力P k 乘以1.25（规范中规定的剪力效应放大系数），最终支座反力结果=车道横向布载系数×(车道荷载集中力+车道荷载均布力×梁长/2)。
2、Midas 中定义车道时，“桥梁跨度”的输入影响车道荷载的集中载P k 和冲击系数的计算。
（注意不能输入桥梁全长）3、Midas中定义移动荷载工况时，“系数”是车道荷载的增减系数，老工程师常用取1.3来代替冲击系数，若已经定义冲击系数则此项保持为1。
支座反力结果=“系数”×车道横向布载系数×(车道荷载集中力×剪力放大系数+车道荷载均布力×梁长/2)4、以支反力为例，看Midas如何考虑冲击系数。
支座反力结果=（1+μ）（冲击系数）×车道横向布载系数×(车道荷载集中力×剪力放大系数+车道荷载均布力×梁长/2)算例：采用Midas建立L=10m简支梁，截面为5m*1m的矩形截面，单车道加载，材料为C40砼，容重为25kN/m3。
1MIDASGTS的分析功能
εz
=
1 E
[σ
z
−ν (σ x
+ σ y )]
(1.7)
所以体积模量 K (bulk modulus) 可使用下面公式表示。
K = [(σ x + σ y + σ z ) / 3] = E
ΔV /V
3(1− 2ν )
(1.8)
在岩土上使用体积模量K(bulk modulus)和剪切模量G(shear modulus)的概念虽然 不是很准确，但是比E和ν表现得更简单更明确，使用起来更方便。下图说明的是K 和G的物理意义。
83
分析理论手册
84
According to the magnitude of the stress increment
Tangent modulus
1
dσ
tr
ses
dε
S
Δσ
1 Δε
Secant modulus
ε Strain
According to the loading condition z
)
(1.2) (1.3) (1.4) (1.5)
82
第一篇 MIDAS/GTS的分析功能
岩土材料的体积变形率如下：
ΔV V
= εx
+εy
+εz
=
(σ x
+σy E
+ σ z ) (1− 2ν )
(1.6)
且，
εx
=
1 E
[σ
x
−ν (σ y
+ σ z )]
εy
=
1 E
[σ
y
−ν (σ z
+ σ x )]
06_MIDAS GTS NX 分析手册-荷载应变
uS
K FS u F f F u = f A = f K SS S S
(6.1.2)
in the equation above is a determined value and thus the 2nd row of the stiffness matrix does not
u uA = F u S
uF uS
(6.1.1)
: DOF without assigned specified displacement : DOF with assigned specified displacement
The stiffness matrix can also be classified and expressed using the same principle:
1.1
Structural Load Types
Table 6.1.1 Usable loads in GTS NX
Nodal force Nodal forces are the most basic loads and have 3 force component inputs and 3 moment component inputs for each node. The direction can be defined about an arbitrary coordinate system. Pressure load The pressure load is input as a distributed force form for an element face or edge. The surface pressure load is applicable for 2D or 3D elements and the edge pressure load is applicable for 1D or 2D elements. The input direction can be specified as an arbitrary coordinate axis direction, arbitrary vector direction or normal direction. Figure 6.1.1 displays the pressure load acting on various elements.
MIDAS-GTS
M I D A S/G T S(岩土和隧道结构专用分析系统)简介1前言MIDAS(迈达斯)是一种有关结构设计有限元分析软件，由建筑/桥梁/岩土/机械等领域的10种软件组成，目前在造船，航空，电子，环境及医疗等新纪尖端科学及未来产业领域被全世界的工程技术人员所使用。
由韩国MIDAS IT公司开发。
MIDAS IT(MIDAS Information Technology Co.Ltd)正式成立于2000年9月1日，主要业务是开发和提供工程技术软件，并提供建筑结构设计咨询服务及电子商务的综合服务公司。
浦项制铁(POSCO)集团成立的第一个venture company，隶属于浦项制铁开发公司(POSCO E&C)。
POSCO E&C是POSCO的一个分支机构，是韩国具实力的建设公司之一。
自从1989年由POSCO集团成立专门机构开始开发MIDAS软件以来，MIDAS IT在不断追求完美的企业宗旨下获得了飞速发展。
目前在韩国结构软件市场中，MIDAS Family Program的市场占有率排第一位，在用户最满意的产品中也始终排在第一位。
北京迈达斯技术有限公司为MIDAS IT在中国的唯一独资子公司，于2002年11月正式成立。
负责MIDAS软件的中文版开发、销售和技术支持工作。
在进入中国市场的第一年，MIDAS软件的用户就已经发展到500多家。
其产品主要分为四块具体见下图1及表1：图1 MIDAS应用领域表1 MIDAS应用领域MIDAS Family Program 机械领域Nastran FX 机械领域通用结构分析系统Midas FX+ 通用有限元分析前后处理软件建筑领域midas Gen建筑领域通用结构分析及最优化设计系统midas ADS剪力墙住宅楼结构分析及自动最优化设计系统midas SDS 楼板和筏板分析及最优化设计系统midas Set 单体构件设计辅助程序midasDrawing结构施工图及材料用量自动计量软件桥梁领域midas Civil桥梁领域通用机构分析及最优化设计系统midasAbutment桥台自动设计系统midas Pier 桥墩自动设计系统midas Deck 桥梁RC板自动设计系统midas FEA 桥梁领域结构详细分析系统岩土领域midas GTS 地基及隧道结构专用分析系统midas GTS2维地基及隧道结构专用分析系统2D（即将发布）midas GeoX 桥梁脚手架等特殊结构专用分析系统2 MIDAS GTS（地基及隧道结构专用分析系统）2.1 关于MIDAS GTSGTS(Geotechnical and Tunnel analysis System)是包含施工阶段的应力分析和渗透分析等岩土和隧道所需的几乎所有分析功能的通用分析软件。
midas gts n 三维移动列车荷载案例
• 选择[映射-区域]选项卡。 • 选择“自动映射边界”。选择如下图所示每个区域的四边。 • 尺寸输入“5”,属性选择“8：仅二维”。 • 网格组名称输入“路基(2D)”。 • 点击【适用】。
Chapter 10. 3D Moving Train Load Time History | 7
Basic Tutorials
Chapter 10. 3D Moving Train Load Time History
Section 3
定义材料及特性
▶表.土体材料.
3.1 土体和结构材料的定义
对于材料的本构模型,土体选择“摩尔-库仑”，路基选择“弹性”,因为不需要考虑它的非 线性。
土体和结构材料定义如下
Basic Tutorials
Chapter 10. 3D Moving Train Load Time History
三维移动列车荷载案例
Section 1
学习目的及概要
▶列车动力荷载
1.1 学习目的 列车振动是周期加载现象,这是由于火车车轮间隔性地与铁轨发生震动。振动周期与铁轨间 隔及列车速度有关。 列车振动的特点受到各种因素的影响,如车辆、轨道、支撑结构、地面、地下结构等。这些 因素是交互作用,激发和传播的,是比较复杂的振动现象。
5.1 设置边界条件
* ：网格>>单元>>建立 • 在[其他]选项卡中,选择“地面曲线弹簧”。 • 选择所有网格。 • 选择弹性边界,“地基反力系数”输入“1”。 • 点击“固定底部条件”选择,网格命名为“弹性边界”。 • 单击[确定]。
进 行 特 征 值 分 析 ,将 点 的 条 件 定 义 为 弹 性 边 界 。根 据 铁 路 设 计 标 准 的 地 面 反 应 系 数 计 算 弹 簧 边 界 值 。
midas-gts-NX操作实例-移动列车荷载时程分析
三维移动列车荷载案例
三维移动列车荷载案例
第 1 部分
学习目的及概要
1.1 学习目的 列车振动是周期加载现象,这是由于火车车轮间隔性地与铁轨发生震动。 振动周期与铁轨间距及列车速度有关。 列车振动受到各种因素的影响,如车辆、轨道、支撑结构、地面、地下结 构等。这些因素是交互作用,激发和传播的,是比较复杂的振动现象。
• • • • •
根据上图,目标对象―边 S‖。 选择基准线―边 P,Q,R‖。 选择匹配方法―投影‖。 选择 预览按钮检查生成的种子，单击[适用]。 以同样的方式分配播种―T‖,―U‖。
•
*
:几何>顶点与曲线>交叉分割
交叉分割后可在线段交叉位置生成节点。
•
选择所有线，点击[确认]。
4.2 生成网格
*
• • • • ▶尺寸控制与分割数量 表
:网格>>控制>>尺寸控制
通过尺寸控可以得到高质量且网格数量较少的网格划分结果。 参考下表,选择―边线 B1,B2,D1,D2,E1,E2,G1,G2,K1,K2,N1,N2 的路堤。 方法选择―分割数量‖。输入―1‖。 选择 预览按钮检查生成的种子。单击[适用]。 请参考下表确定网格种子。
跟随例题
三维移动列车荷载案例
3.2 定义属性
属性体现网格的物理特性，在网格划分时将分配到网格组上。定义岩土 和结构属性时,首先定义要使用的材料。定义材料之后，确定结构类型和截面 形状(截面刚度)。
▶岩土属性表。
名称 软岩 类型 3D 材料 软岩
风化土 淤泥 3D 3D
底层路 层路 加固路 路面 基 基 基 3D 3D 3D 3D
22 0.5 排水
20 0.5 排水
6-铁路移动荷载分析
风化岩
风化岩(3)
风化岩(2)
粉砂
粉砂(4)
粉砂(3)
下部路基
下部路基(5)
下部路基(4)
上部路基
上部路基(6)
上部路基(5)
压密路基
压密路基(7)
压密路基(6)
道床
道床(8)
道床(7)
GTS 基础例题 6- Table 1
各材料的特征值如下。 ID 名称 类型
弹性模量 (E) [tonf/m2] 泊松比 (ν)
GTS 基础例题 6- 14
GTS 基础例题 6- 15 12
GTS基础例题6
GTS 基础例题 6- 16
GTS 基础例题 6- 17 13
铁路移动荷载分析
GTS 基础例题 6- 18
14
建立二维几何模型
GTS基础例题6
矩形, 多段线, 线
利用矩形、多段线、 线建立几何形状。首先利用矩形功能生成代表地基的矩形。
* MC : 莫尔库伦模型
3
铁路移动荷载分析
ID
4
5
6
7
名称
下部路基 上部路基 压密路基 粉砂
类型
MC
MC
MC
EL
弹性模量 (E) [tonf/m2]
10000 3000 13000 2300000
泊松比 (ν)
0.3
0.35
0.25
0.18
容重 (Y) [tonf/m3]
2
1.9
1.9
2.5
容重 (饱和) [tonf/m3]
32. 位置处输入‘6, -3’后按回车。
33. 确认未勾选生成面和闭合。
34. 工作窗口里点击鼠标右键终止生成多段线。
03_MIDAS GTS NX 计算标准和认证-第四章-动力分析
t = 0.05
10
C L
Y X Z 10 x = y = Rz = 0 at all nodes, z = Ry = Rx = 0 along y-axis, Rx = 0 along y = 5m x = y = Rz = 0 at all nodes, z = Ry = Rx = 0 along y-axis Units : m
Figure 4.1.1 Pin-ended cross model
5 Y X 0.125
0.125
5
5
5
Units : m
Material data Section property
Young’s modulus Unit weight Square cross-section
Hale Waihona Puke E = 200 MPa γ = 78.4532 kN/m3 0.125 m x 0.125 m
Mode Number Reference Element type Beam-2 Number of elements 4 per arm 1 2, 3 4 5 6, 7 8
11.336
17.709
17.709
45.345
57.390
57.390
11.338
17.689
17.717
45.483
57.371
case A case B
Material data
Young’s modulus Poisson's ratio Unit weight Thickness
E = 200 MPa ν = 0.3 γ = 78.4532 kN/m3 t = 0.05 m
midas预应力荷载和移动荷载说明
目录Q1、钢束布置形状中坐标轴与适用桥型的关系 (2)Q2、如何进行体外预应力模拟？ (2)Q3、目前程序可以进行哪些移动荷载分析 (2)Q4、车道和车道面定义时的注意事项 (2)Q5、车道单元、虚拟车道、横向联系梁都适用于哪些情况？ (2)Q6、车道定义时桥梁跨度和跨度始点的作用 (3)Q7、车辆荷载定义时车轮宽度的影响 (3)Q8、人群荷载定义时“宽度”的作用 (3)Q9、公路车道荷载和城市车道荷载计算时荷载取值原则 (3)Q10、移动荷载工况定义中单独与组合的应用 (3)Q11、移动荷载分析控制选项 (4)Q12、移动荷载分析时如何得到同时发生反力情况 (4)Q13、公路QC移动荷载分析时的QC加载方法 (5)Q14、移动荷载分析时不能使用的其他功能 (6)Q1、钢束布置形状中坐标轴与适用桥型的关系A1．直线法：适用于所有类型构件的钢束布置；曲线法：仅适用于圆曲线梁上的钢束布置；单元法：仅适用于直梁、斜梁上的钢束布置。
严禁用于弯桥钢束布置中。
Q2、如何进行体外预应力模拟？A2．体外预应力有两种，一种是体外预应力钢筋，一种是体外预应力拉索。
前者用钢束预应力荷载模拟，钢束特性值选择体外；后者通过建立拉索的桁架单元来模拟拉索，并对拉索施加初拉力荷载模拟体外荷载。
用体外预应力钢筋模拟时，体外放大弯矩在线帮助说的很清楚：输入计算抗弯承载力时所需的体外束的有效预应力的增加量。
所输入的预应力增加量将用于预应力混凝土结构的设计中。
这项内容仅在PSC设计的抗弯承载力计算时作为预应力提供的抗弯承载力的一部分存在。
可以不予输入。
体外类型荷载工况是专门针对成桥阶段桁架单元施加初拉力而言的，在成桥阶段，默认桁架单元的初拉力荷载的加载方式为体内力，如果要按体外力形式加载，可以通过设置体外荷载类型来实现。
该功能对其他单元、其他荷载分析不起作用。
在施工阶段，桁架单元初拉力的加载方式是体内还是体外，可以在施工阶段分析控制选项中指定。
MIDAS-整体解决方案-三维移动列车荷载案例
跟随例题三维移动列车荷载案例1.1学习目的列车振动是周期加载现象,这是由于火车车轮间隔性地与铁轨发生震动。
振动周期与铁轨间距及列车速度有关。
列车振动受到各种因素的影响,如车辆、轨道、支撑结构、地面、地下结构等。
这些因素是交互作用,激发和传播的,是比较复杂的振动现象。
通过本例题可以学习如下的主要功能及分析方法： •从二维网格拓展生成三维网格 •特征值分析 •生成移动列车荷载•分析结果——周围环境的振动效应和竖向地面沉降 •分析结果——建立随时间变化曲线 1.2模型和分析总概述本例题主要分析了列车移动荷载通过路堤时，振动荷载对周围结构和地表的影响。
首先建立由三个不同材料构成的地层以及由上面的上部路基、下部路基、加固层生成路基，然后最终在最上层生成道床。
第1部分学习目的及概要▶列车移动荷载Chapter 10. 3D Moving Train Load Time History Basic Tutorials跟随例题[打开附件中的开始模型(10_train_start)] *:分析>分析工况>设置•设置模型类型、重力方向、初始参数及分析用的单位制。
单位制可以在建模过程及确认分析结果时修改，根据设置的单位制将自动换算参数。
•本例题是把Z 轴作为三维模型的重力方向，单位制使用SI 单位制(kN,m) 。
第2部分分析设置▶分析设置Chapter 10. 3D Moving Train Load Time History Basic Tutorials3.1定义岩土和结构材料定义材料的本构模型时，岩土选择“莫尔-库伦”。
路基不需要考虑非线性，因此选择“弹性”。
岩土和结构材料定义如下[Unit : kN, m] 名称软岩风化土淤泥底层路基上层路基加固路基路面材料各向同性各向同性各向同性各向同性各向同性各向同性各向同性模型类型莫尔-库伦莫尔-库伦莫尔-库伦莫尔-库伦莫尔-库伦莫尔-库伦弹性一般弹性模量(E) 1.2E+06 2.0E+04 2.0E+04 1.0E+05 3.0E+04 1.3E+05 2.3E+07 泊松比(v) 0.28 0.28 0.35 0.30 0.35 0.25 0.18 容重(r) 22 20 18 20 19 19 25 Ko 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 渗透性容重（饱和）22 20 18 20 19 19 25初始孔隙比0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 排水参数排水排水排水排水排水排水排水非线性粘聚力100 20 100 15 0 -摩擦角37 30 28 40 31 35 - 第3部分定义材料及特性▶表.岩土材料.▶定义岩土材料- 一般▶▶定义岩土材料–渗透性▶▶▶定义岩土材料–非线性跟随例题3.2定义属性属性体现网格的物理特性，在网格划分时将分配到网格组上。
midas GTS在地铁、基坑、隧道工程中的应用
GTS 边界与荷载
荷载条件 • 自重 • 节点集中力、节点弯矩 • 强制位移 • 压力荷载 • 梁单元/连接梁单元荷载 • 节点/单元温度、温度梯度 • 预应力 • 其他工况结果 • 节点质量 边界条件 • 支撑、地面支撑 • 节点水头 • 节点/曲面流量 • 渗流面 • 渗流边界函数 • 非饱和特性函数：渗透率、含水率 • 非固结边界 • 排水边界 • 滑动表面
断面图
临时结构计算 模型
3）拆除该段的水平支撑； 4）施工边墙和顶板。
拆除竖撑竖向位移：8.12mm
施作仰拱竖向位移：9.91mm
拆除横撑竖向位移：9.73mm
施作边墙竖向位移：12.44mm
桩的侧向位移
边桩和支撑轴力
边桩和支撑弯矩
工程说明：
1 50.87
1
1 3
某地铁线区间为大跨段，采用PBA工法施工。大跨段
工程示意图
GTS 计算模型
地基位移变形
筏板弯矩
桩基轴力
北京迈达斯技术有限公司
NO2. 线性静力分析
结构计算简图
结构弯矩
结构轴力
结构剪力
本构模型： 弹性 邓肯-张 横向各向同性 应变软化 特雷斯卡 剑桥模型 范梅塞斯 D-min model 德鲁克-普拉格 节理模型 霍克-布朗 莫尔-库仑 Jardine模型 修正莫尔-库仑
北京迈达斯技术有限公司
北京迈达斯技术有限公司
工程说明：
工程包括14km隧道, 7 个车站和大 约300万m3岩料（挖掘），隧道和 车站通过挖掘和爆破形式实现，支 护形式采用喷锚结构，赫尔辛基地 铁站和区间线部分位于海平面以下， 地铁线多段位于市区（建有高层建 筑及重要结构物）下方。
位移云图
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路床
加固路基 上部路基 下部路基
粉沙
风化土
软岩
GTS 2D 16铁道移动荷载分析（动力）
1
01 材料特性
网格组属性
属性名称(ID) 软岩 风化土 粉沙 下部路基 上部路基 加固路基 路床 类型 平面 平面 平面 平面 平面 平面 平面 材料名称 (ID) 软岩 风化土 粉沙 下部路基 上部路基 加固路基 路床 特性名称 (ID) -
5
7
选择特殊节点，在节点对 应的时间上确认变形图表
GTS 2D 16铁道移动荷载分析（动力）
18
2
1
对应节点中载入每个荷载 进行累计由工作表格输出。 列车移动方向被模拟为在 节点间隔为2.5m，速度为1 80km/h，列车移动方向被 定义为美0.05输出一次
GTS 2D 16铁道移动荷载分析（动力） 13
12
Step
分析>分析工况
1
MIDAS IT Co., Ltd.
操作过程
2
1）在主菜单里选择【分析】 >分析工况 2）【添加】 3）【名称】处输入“铁道 移动荷载分析”，【类型】 选择“时程分析（线性）” 4）点击“分析控制” 5）频率中输入“10” 6）点击“确定” 7）如图所示，将组数据中 的单元和荷载拖放到“激 活数据” 8）点击【确定】
Step
MIDAS IT Co., Ltd.
网格组名 称 阮岩层 风化土层 分沙层 下部路基 层 上部陆基 层 加固路基 路床
•确认“GTS 2D例题16.gtb”文件中地基材质特性和材料特性
GTS 2D 16铁道移动荷载分析（动力） 2
02
Step
文件>打开
操作过程
1
MIDAS IT Co., Ltd.
风化土
粉沙 下部路基 上部路基 加固路基 路床
22.831
24.269 52.388 30.537 54.967 797.766
12.620
11.658 28.002 14.670 31.735 498.360
GTS 2D 16铁道移动荷载分析（动力）
7
07
Step
模型>单元>建立曲面弹簧
操作过程
1
3
2
注：每个岩土层的边界交 叉处必须分割，交叉分割 这一选项可以完成所有交 叉边界线的相互分割。
GTS 2D 16铁道移动荷载分析（动力） 5
05
Step
网格>映射网格>K—线面
操作过程
MIDAS IT Co., Ltd.
1）在主菜单中选择【网格】 >映射网格>K—线面 2）在“选择对象线”中按 如图所示指定 3）网格尺寸指定为“单元 尺寸”，“单元尺寸”中 输入“2.5” 4）属性上选择“ID7路 床”，网格组中输入“路 床” 5）点击“预览”，确认网 格尺寸 6）点击“适用”
2
3
4
GTS 2D 16铁道移动荷载分析（动力）
10
09
Step
模型>荷载>时程数据>时程荷载函数
操作过程
4 1
MIDAS IT Co., Ltd.
1）LS-22 标准荷载（铁路设 计基础）的荷载单位为“KN”， 工作界面右下侧将单位由 “tonf”转变为“KN” 2）点击“添加时程函数” 3）函数名称输入“开始（180 km）”，时程函数数据类型确 定为“集中力”，节点中的时 间输入“移动荷载参数”（参 考时程分析数据.xls文件中的 表1.START(180km)） 4)同样的方法输入“Mid(180k m)”“End(180km)”（参考时 程分析数据.xls文件中的表2. MID(180km)和表3.END（180k m）） 移动中节点处的时间设置为 “Mid(180km)”移动铁道移动 荷载和移动终节点处的时间设 置为“End(180km)”荷载
5
3
同样的方法生成粘土层， 风化岩层，软岩层的弹簧 软岩层底部生成弹簧，输 入底部的阻尼，Cx中输入C s，Cy中输入Cp。
6
GTS 2D 16铁道移动荷载分析（动力）
8
07
确认边界条件
Step
MIDAS IT Co., Ltd.
GTS 2D 16铁道移动荷载分析（动力）
9
08
Step
模型>荷载>时程数据>时程荷载组
1
2
3
GTS 2D 16铁道移动荷载分析（动力）
16
14
Step
结果 > 时程分析> 时程结果
操作过程
1 1 2
1
MIDAS IT Co., Ltd.
1秒和1.7秒使用同样的方 法确定位移
2
3
3
GTS 2D 16铁道移动荷载分析（动力）
17
15
Step
结果 > 时程分析> 时程结果图形
1
MIDAS IT Co., Ltd.
1）在主菜单里选择文件> 打开 2）打开GTS 2D 例题1 6.gtb
2
3）在主菜单里面选择 视 图>显示选项
4）在一般表格中指定 网 格>节点显示>False 5）点击 【确认】
3
4
5
GTS 2D 16铁道移动荷载分析（动力）
3
03
Step
模型>特性>属性
操作过程
1
MIDAS IT Co., Ltd.
3
4
5 7
8
6
GTS 2D 16铁道移动荷载分析（动力）
14
13
Step
分析 > 分析
操作过程
1
MIDAS IT Co., Ltd.
1）在主菜单里选择【分析】 >分析 2）勾选“铁道移动荷载分 析”工况 3）点击【确定】
2
3
注：分析过程中生成的信 息都可以在【输出窗口】 中显示出来。生成的警告 信息结果可能会不正常， 要注意。相关的分析信息 将生成Text文件的形式并 且选择【文件.out】格式 保存
1）在主菜单中选择【模型】 2 >特性>属性 2）确认生成的7个属性
属性在建模开始前生成
GTS 2D 16铁道移动荷载分析（动力）
4
04
Step
几何>曲线>交叉分割
操作过程
MIDAS IT Co., Ltd.
1)在主菜单里面选择 几何 >曲线>交叉分割 2)在选择工具条里点击 已 显示选择所有的线 3)点击【适用】按钮
Step
MIDAS IT Co., Ltd.
铁道移动荷载分析
midas GT分析
概要
MIDAS IT Co., Ltd.
※使用盛土模型对铁道移 动荷载进行动力分析 ※时间—列车移动荷载表 格中显示列车移动荷载的 动力分析 ※列车荷载的周边区域的 振动影响和地基的垂直沉 降分布 ※打开问件“GTS 2D 例 题16.gtb”
1
MIDAS IT Co., Ltd.
1）在主菜单中选择【模型】 >单元>建立曲面弹簧 2）对象类型中指定“单元 2 线”，单元宽度输入“1” 3）在选择单元线中如图所 示选择软岩层左右两侧 4）勾选“单位面积阻尼常 数” 5）Cx中输入“185.482”， Cy中输入“102.529” 4 6）点击【适用】
1
6 1
2
6
3 1
2
4
2
5
同样方法选择上部中间19 个节点和右侧上部的1各节 点，分别指定为“Mid(180 km)”和“End（180km）”
3
GTS 2D 16铁道移动荷载分析（动力）
12
11
Step
MIDAS IT Co., Ltd.
模型>荷载>时程数据>节点动力荷载
操作过程
1）在分析工作目录树上选 择时辰分析>节点动力荷载 对应的21个节点，右击弹 出关联菜单 2）其中菜单的到达时间设 置为从时间点（到达时间= 0）开始，每增加0.05移动 荷载表
1 2
3
4
5
6
其余地层使用同样的方法 生成网格组
GTS 2D 16铁道移动荷载分析（动力） 6
06
Step
阻尼计算
P 波 S 波
MIDAS IT Co., Ltd.
λ:粘性弹簧系数；G:剪切弹簧系数，E:弹簧系数 V:波速；A:断面面积
属性名称(ID) 软岩 cp(tonf·sec/m3) 185.482 cs(tonf·sec/m3) 102.529
GTS 2D 16铁道移动荷载分析（动力） 15
14
Step
结果 > 时程分析> 时程结果
操作过程
MIDAS IT Co., Ltd.
1）在结果工作目录树中确 认铁道移动荷载分析的结 果 2）在主菜单中选择【结果】 >时程分析>时程结果 3）分析组中确认“铁道移 动荷载”，结果中确认为 “位移”，勾选“DY”,确 认0.7秒时的垂直方向位移 等值线 确认结果中选择的位移和D XYZ 确认列车机车在进入，进 展，通过时的变形。列车 的长度为32.7，列车在长 度50m的铁道上以180km/h 的速度移动，列车机车进 入时时间为0.7秒，机车通 过后时间为1.7秒
操作过程
2 3 4 6
1）在主菜单中选择【结果】 >时程结果>时程结果图形 2）勾选“定义/修改函 数”，函数数据中的名称 中输入“节点33位移” 3）选择节点后，点击路床 上部对应的节点33 4）选择“DY”，点击“添 加”，点击“关闭” 5）勾选“节点33位移”， 点击“从列表添加” 6）点击“适用”