Курс по работе в midas GTS NX 2017_ Занятие 1

• Летний курс по решению геотехнических задач с использованием программного комплекса.  

• Сегодняшнее занятие посвящено разработке котлована в плоской постановке.  

• Курс состоит из четырех вебинаров, ссылки на которые будут предоставлены заранее.  

• Регистрация на вебинары обязательна для участия.  

• Вебинары будут записываться и доступны для просмотра в течение трех дней.  

• Учебная лицензия на ПО будет предоставлена заранее.  

• Вебинары будут длиться 1.5-2 часа.  

• Вопросы можно задавать в чате.  

• Вебинары будут усложняться по мере прохождения курса.  

• Каждое занятие будет начинаться с теоретической части.  

• Основная часть будет посвящена практической работе с ПО.  

• Метод конечных элементов МКЭ используется для решения геотехнических задач.  

• Существуют различные подходы к решению задач: аналитические, численные и эмпирические.  

• МКЭ позволяет выполнять сложные задачи и учитывать различные факторы.  

• Процесс работы с ПО включает моделирование, расчет и обработку результатов.  

• Моделирование является наиболее трудоемким этапом.  

• Важно правильно задавать материалы, параметры и нагрузки.  

• Для различных типов расчетов существуют свои настройки.  

• Процесс моделирования одинаков для большинства задач.  

• После расчета необходимо оценить результаты и параметры.  

• Выбор модели грунтового материала влияет на конечный результат.  

• В СНГ используются модели Маракалона, Друкера-Прагера и другие.  

• Сложные модели требуют более корректных исходных данных и лабораторных испытаний.  

• Для ответственных расчетов лучше использовать параметры, полученные в результате испытаний.  

• В руководстве к ПО есть рекомендации по переходу к сложным моделям.  

• Модель просадочного грунта использует гидравлическую зависимость деформации от напряжения.  

• При разгрузке включается модуль разгрузки и вторичного нагружения.  

• Параметры модели определяются в ходе испытаний.  

• Изменение параметров грунта влияет на поведение модели.  

• При снижении напряжения или разгрузке основания изменяются деформированный вид и усилия в элементах конструкций.  

• Большинство параметров можно получить из ГОСТов.  

• Некоторые параметры можно определить другими способами.  

• Модель модифицированного Мора-Кулона используется для описания глинистых грунтов.  

• Вторичная консолидация и ползучесть во времени учитываются в этих моделях.  

• Важно корректно создать сетку конечных элементов без разрывов.  

• Для элементов грунта и конструкций используются соответствующие типы элементов.  

• Оптимальный размер конечного элемента подбирается опытным путем или тестовыми расчетами.  

• Элементы первого порядка имеют узлы только в вершинах.  

• Элементы второго порядка имеют узлы в вершинах и посередине ребер.  

• Элементы второго порядка увеличивают количество узлов и требуют больше времени на расчет.  

• Для плоской постановки рекомендуется использовать мешер по алгоритмам Лане.  

• Для трехмерной модели можно использовать тетрадный или гибридный мешер.  

• Гибридный мешер формирует гексаральные элементы в сложных зонах.  

• Используются стандартные и пользовательские сечения.  

• Элементы могут быть с переменным сечением.  

• Для грунта используются элементы плоской деформации, для конструкций – балочные элементы.  

• Используются анкерные системы, моделируются на гели и георешетки.  

• В примере рассматриваются распорки и анкерные крепления.  

• Важную роль играют интерфейсные элементы, обеспечивающие взаимодействие грунта и конструкции.  

• Рассматривается плоская задача с четырьмя слоями грунта: песок, супесь, глина и песок.  

• В центре моделируется котлован с ограждением, распорками, анкерами и областями выемки.  

• Используются модели для конструкций: бетон для ограждения, сталь для распорок и тяговой части анкера, джет для корня анкера.  

• Для песчаных грунтов используется модель модифицированного мора-клона.  

• Для глинистого грунта используется модель, объясненная позже.  

• Ограждение моделируется из бетона толщиной 0.5 метра и длиной 12 метров.  

• Распорки моделируются из стали с сечением 377x8 мм и шагом 2 метра.  

• Анкера моделируются из стали с тяговой частью 83x5 мм и корневой частью 60 см.  

• Первая стадия: определение начальных напряжений и обнуление перемещений.  

• Вторая стадия: повторное обнуление перемещений для моделей грунта магистрный морклон или упрощающийся грунт.  

• Третья стадия: устройство ограждения, нагрузка на борты котлована, выемка грунта первого яруса, устройство распорок и выемка грунта второго яруса.  

• Дальнейшая разработка грунта и устройство анкеров попеременно.  

• Начальный уровень грунтовых вод составляет 37 метров или на 1 метр ниже поверхности грунта.  

• Уровни грунтовых вод задаются в координатах модели.  

• В верхних песках и супесях безнапорный уровень на отметке -1 метр, в нижнем песке напорный уровень на отметке 19 метров.  

• Моделируется понижение уровня грунтовых вод при выемке грунта.  

• Создается проект с типом модели 2D и направлением гравитации по Y.  

• Используются две системы координат: глобальная и рабочая плоскость.  

• Геометрия модели переносится из AutoCAD для удобства.  

• Перенос геометрии из AutoCAD для создания модели.  

• Использование инструмента "интерсект" для пересечения отрезков.  

• Разделение анкеров на тяговую и корневую части с использованием инструмента "брейкер".  

• Нанесение правил по типу размеров конечных элементов на отрезки.  

• Использование инструмента "с контрол" для работы с геометрией.  

• Использование различных методов наложения правил на элементы.  

• Графические подсказки в диалоговых окнах.  

• Примеры методов: фиксированный размер конечного элемента, линейная зависимость.  

• Использование метода фиксированного размера конечного элемента для центральной области модели.  

• Применение метода линейной зависимости для изменения размера конечного элемента.  

• Назначение правил для тяговой части и краевой области.  

• Использование метода фиксированного размера конечного элемента для тяговой части.  

• Назначение нового правила для элементов тяговой части.  

• Увеличение размера конечного элемента для краевой области.  

• Использование метода линейной зависимости для изменения размера конечного элемента.  

• Назначение правил для отрезков с разным направлением.  

• Симметричное отображение для отрезка на границе глины и нижнего песка.  

• Задание материалов и их физико-механических характеристик.  

• Использование моделей для описания грунтов.  

• Вкладка "Порос" для задания характеристик грунта при наличии воды.  

• Задание модулей деформации, коэффициента разрушения и других параметров.  

• Использование файла Excel для задания параметров.  

• Перенос материалов из файла Excel в программу.  

• Использование моделей для описания песчаных и глинистых грунтов.  

• Деактивация параметра переуплотнения для песчаных грунтов.  

• Активация сдвигового упрочнения для грунтов в пределах выемки.  

• Использование модели Харнесс для глинистых грунтов.  

• Настройка параметров для улучшения сходимости расчета.  

• Применение модели с учетом малых деформаций для более плавного решения.  

• Вкладка "Пропоти" используется для задания свойств элементов.  

• Создаются элементы для грунтов: песок, супись, глина.  

• Вкладка "Креет" используется для создания одномерных элементов конструкций.  

• Ограждение моделируется балочным элементом из бетона.  

• Распорки моделируются элементами из стали с сечением труба 377x8.  

• Анкеры моделируются элементами из стали и джета с различными сечениями.  

• Задаются правила типизации и размеры конечных элементов.  

• Генерация сеток начинается с грунтов, затем переходят к конструкциям.  

• Используются вкладки "Автофейс" и "Автоэрия" для генерации сеток.  

• Выбираются замкнутые контуры для генерации сеток.  

• Указываются размеры конечных элементов и типы грунтов.  

• Настраиваются параметры точности и качества элементов.  

• Выемки верхнего яруса и выемки второго яруса делятся на блоки с разными свойствами.  

• Генерируются сетки по массиву грунта с учетом анкеров.  

• Проверяется правильность задания свойств и нумерации сеток.  

• Проверяется связанность сеток конечных элементов.  

• Визуально оценивается совпадение сеток и наличие свободных отрезков.  

• Если все в порядке, сетки считаются связанными и готовыми к использованию.  

• Генерируются одномерные сетки для ограждений и распорок.  

• Указываются свойства и названия элементов.  

• Проверяется правильность задания сечений и размеров элементов.  

• Узлы включаются в контекстное меню.  

• Проверка сонаправленности осей элементов.  

• Самоуправление осей элементов при необходимости.  

• Добавление интерфейсных элементов для контакта ограждения и грунта.  

• Использование вкладки "лайн" для генерации интерфейсных элементов.  

• Выбор метода генерации интерфейсных элементов.  

• Моделирование опирания ограждения на грунт.  

• Задание понижающего коэффициента трения сцепления.  

• Использование программных методов для ввода значений.  

• Активация опции "элемент ричард линк".  

• Создание элементов жестких связей для связи узлов.  

• Визуализация элементов интерфейсов и жестких связей.  

• Использование ограниченных условий для перемещения по краю расчетной области.  

• Вкладка "статик" для задания ограниченных условий.  

• Автоматическое наложение ограниченных условий.  

• Задание собственного веса и перегруза на борты котлована.  

• Использование вкладки "эстетик" для задания нагрузок.  

• Применение нагрузки на внешние грани элементов грунта.  

• Выбор типа нагрузки преднапряжения.  

• Задание осевой нагрузки на анкера.  

• Возможность редактирования и изменения нагрузок.  

• Использование инструмента "стейч сет" для задания стадий возведения.  

• Выбор типа расчета и названия для набора стадий.  

• Формирование стадий возведения в табличном виде.  

• В рабочей области отображается текущая ситуация, сформированная в уходе здания.  

• В выпадающем меню можно переключиться на отображение всех элементов или только активированных.  

• Для отображения активированных элементов используется колонка "Активейт".  

• Первая стадия моделирует начальное напряженное состояние массива грунта.  

• Вторая стадия повторно обнуляет перемещения.  

• Третья стадия начинается с устройства конструкции и деактивации грунта.  

• В колонке "Активейт" переносятся необходимые сетки по массиву грунта.  

• Элементы жестких связей и интерфейсные элементы добавляются в колонку.  

• Выполняется обнуление перемещений и активация конструктивных и грунтовых элементов.  

• В колонке добавляются элементы стенки и интерфейсные элементы.  

• Выполняется выемка грунта и устройство распорок верхнего и нижнего поясов.  

• Задаются уровни воды для каждой стадии выемки грунта.  

• В модели задаются два уровня воды: безнапорный в верхних песках и напорный в нижних.  

• Для горизонтальных поверхностей выемки грунта задаются отметки дна.  

• Для не горизонтальных поверхностей задаются функции по каждой поверхности.  

• В первой стадии задается горизонтальный уровень воды на отметке один метр от поверхности.  

• Используется инструмент "Ден Глобал" для задания общего уровня воды.  

• Для моделирования водоупора и напорного уровня используется инструмент "Деш Сет".  

• На стадии выемки один уровень воды перезадается для тех сеток, которые будут заменены.  

• Для сеток внутри котлована задается новый уровень воды.  

• На стадии выемки два и выемки шесть уровень воды также перезадается.  

• Повторное задание значений для сеток Г2 и песок 3.  

• Указание нового уровня для выемки 2.  

• Перезадание глобальных значений для сеток ниже выемки.  

• Указание криволинейного уровня воды для выемки 3.  

• Выбор функции для описания уровня воды.  

• Указание масштабного коэффициента для функции.  

• Настройка уровней для выемок 4, 5 и 6.  

• Указание глины и песка для каждой стадии.  

• Сохранение всех уровней для предотвращения наложения.  

• Выбор типа расчета и набора стадий.  

• Указание начальных напряжений и метода их определения.  

• Использование метода конечных элементов для моделирования горизонтальных слоев.  

• Рекомендации по параметрам решателя для решения задач.  

• Указание критериев сходимости и метода обнуления жесткости.  

• Настройка максимального количества итераций и уровня деления нагрузки.  

• Запуск расчетного случая и анализ хода решения.  

• Игнорирование предупреждений и ошибок.  

• Вывод информации о количестве итераций и критериях сходимости.  

• Возможность подгрузки результатов уже посчитанных файлов.  

• Открытие файла с результатами для анализа.  

• Продолжение расчета до завершения.  

• Показаны стадии и результаты расчета модели.  

• Рассматриваются деформации и усилия в различных элементах.  

• Анализируются напряжения и деформации для различных типов крепления.  

• Рассматриваются продольные и поперечные усилия в анкерах и распорках.  

• Анализируются напряжения для различных элементов и грунтов.  

• Моделируется давление от заданных отметок и уровней.  

• Включается отображение деформированного вида модели.  

• Настраивается масштаб деформации для лучшего восприятия.  

• Анализируются результаты в элементах ограждения и строятся графики.  

• Рассматриваются вопросы по размерам расчетной области и моделям грунтов.  

• Обсуждаются методы определения нагрузки и применение различных моделей грунтов.  

• Объясняется, как русифицировать интерфейс программы и переносить модели из других редакторов.  

• Упоминается наличие размерностей в таблице материалов.  

• Объясняется учет шага распорок и анкеров при определении напряжений.  

• Обсуждается, как программа запоминает разбивку и визуализацию элементов.  

• При моделировании распорки фирменными элементами, опирание условно шарнирное.  

• Для балочных элементов необходимо задавать шарнир.  

• Для задания шарнира используется параметр "элемент параметр" и "эндрю лайтс".  

• Коэффициент трения и сцепление задаются для каждого грунта.  

• Рекомендуется не ставить нулевое значение, чтобы избежать проблем в расчетах.  

• Можно вручную задать нулевое сцепление, но лучше использовать значения 0.1 или 1.  

• Можно экспортировать данные о включенных и выключенных элементах.  

• Экспорт включает площадь и объем элементов на разных стадиях.  

• Анализ позволяет отслеживать изменения элементов на разных стадиях.  

• Геометрия бермы учитывается для моделирования котлованов под естественными откосами.  

• Уровни воды показываются для выбранной стадии.  

• Размеры расчетной области определяются в зависимости от модели грунта.  

• Модель упрощенного грунта менее подвержена влиянию границ расчетной области.  

• Нулевое загружение позволяет вручную задавать параметры.  

• Коэффициенты надежности задаются при формировании нагрузок.  

• Нагрузки с учетом коэффициентов активируются на нужной стадии.  

• Интерфейсы грунта и ограждения анализируются по осям.  

• Для анализа необходимо разделить интерфейсные элементы на две части.  

• Анкера моделируются как жесткие элементы.  

• Можно задавать предельные значения, при которых анкеры выключаются из работы.  

• Коэффициент Пассона принимается равным 0.2 для всех грунтов.  

• В будущих версиях планируется добавление опции нелинейной работы железобетонных стен.  

• Перемещения отображаются в зависимости от направления.  

• Для определения усилий трения на боковой поверхности корня анкера моделируется интерфейсный элемент.  

• Сол тест используется для сравнения заданных материалов с результатами лабораторных испытаний.  

• Определение характеристик материалов с нуля считается некорректным.  

• Различные модели грунта могут давать сопоставимые результаты.  

• Для скальных грунтов можно использовать модели упругого материала, Мора-Кулона, Хука-Брауна и другие.  

• Параметры моделей зависят от данных и характеристик грунта.  

• При задании стены в грунте с шагом, результат выводится с учетом шага.  

• Если шаг не указан, результат выводится на погонный метр.  

• Для глинистых грунтов коэффициент Сер можно определить через испытания.  

• Для моделирования подпорной стены уголкового типа рекомендуется использовать элементы плоской деформации со свойствами бетона.  

• В программе есть виртуальная лаборатория грунтов, аналогичная Plaxis.  

• Планируется добавление оптимизации для автоматического сравнения результатов испытаний.  

• Контактные задачи решаются с помощью интерфейсов или элементов контакта.  

• Интерфейсы позволяют сопрягать связанные сетки, а элементы контакта - моделировать контакт несвязанных сеток.  

• Динамический анализ не предусмотрен в текущем курсе, но будет рассмотрен в будущем.  

• Фундаменты существующих зданий моделируются аналогично, с назначением свойств материала и распределенной нагрузкой.  

• Утилита для расчета жидкостей интерфейсных элементов для свай будет выложена на сайте в течение недели.  

• Вопросы на сегодня завершены, следующий вебинар пройдет 19 июля и будет посвящен совмещенным расчетам фильтрации, устойчивости и консолидации.