K135YGSM

1. K135YGSM Přednášky k modelování MKP 2D i 3D Příklady na cvičení (MIDAS GTS): Plošný základ lineární výpočet a nelineární výpočet ve 2D MKP Stabilita svahu ve 2D a 3D MKP Tunel ražený NRTM ve 3D

2. Úvod do programu MIDAS GTS

3. MIDAS GTSZdroje • http://en.midasuser.com • http://departments.fsv.cvut.cz/k135/cms/?page_id=1051 • http://www.midas-diana.com/downloads/programMain.asp?program_txt=GTS

5. Rozložení uživatelského prostředí Pracovní lišta (Nabídka ikon) Hlavní nabídka Okno tabulek Ikony Pracovní strom Okno výsledků Pracovní okno

6. Vodorovná nabídka ikon Výběr Pracovní plocha Vpřed/Vzad Šmiknutí (Snap) Soubor

7. Svislá nabídka ikon ZOOM Výběr pohledu Otáčení pohledu Dynamický pohled

12. Pracovní strom • Umožňuje zviditelnit či skrýt objekty, pracovat s nimi – editace, přenos jejich dat, …. • Pracovní strom je pro: * preprocesor * postprocesor * Zprávu (report)

13. Pracovní strom - preprocesor

14. Pracovní strom preprocesor a Okno vlastností • Ke každé položce ve stromu mohu zobrazit další okna

15. Postup řešení úloh • Modelování geometrie • Definice atributů (vlastnosti a materiál) • Generování sítě • Definování hraničních podmínek • Zavedení zatížení • Vlastní výpočet • Zpracování výsledků (postprocesing)

16. Obecný princip 3D numerického modelování výrubu

17. Modelovaná situace • Svislé zatížení nadloží se přenáší horninovým masivem na bok tunelu

18. Soustava lineárních rovnic • Soustavou lineárních rovnic popíšeme určované veličiny – např. posuny v uzlech

19. Diskretizace • Část kontinua vybranou pro výpočet diskretizujeme pomocí konečných prvků

20. Prvky pro 3D diskretizaci • Typy 3D prvků

21. Prvky pro pseudo 3D stabilitní úlohu • Různý počet uzlů u prvků umožňuje přesnější výpočet v požadované oblasti (aproximace z hodnot v uzlech)

22. Diskretizace ostění • Železobetonové, mezilehlá izolace, prutové prvky umožňují přenést pouze tlak, neumožňují tření ani tah

23. Další typy prvků

24. Využití osové symetrie • Pro snížení počtu prvků a zrychlení výpočtu

25. Vliv velikosti modelované oblasti • Okrajové podmínky nesmí ovlivnit výpočet

26. Tektonika masivu může ovlivnit okrajové podmínky

27. Princip 3D modelování výrubu v programu MIDAS GTS Posloupnost kroků při modelování • Modelování geometrie • Generování sítě • Podmínky výpočtu • Vlastní výpočet • Postprocesing • Vyhodnocení výsledků

28. Modelování geometrie • Geometrický model je základem analýzy konečnými prvky, na základě geometrických dat vznikají síť konečných prvků a ostatní procesy výpočtu, které ovlivňují výsledné hodnoty. • MIDAS umožňuje import dat vytvořených programy CAD • Další nástroje MIDASu umožňují výkonné generování komplexních úloh

29. Modelování geometrie Základní princip modelování 3D tunelu • Vytvoření povrchu terénu pomocí externích dat (např. z geodetické sítě apod.)

30. Modelování geometrie Základní princip modelování 3D tunelu • Vygenerování základního „boxu“

31. Modelování geometrie Základní princip modelování 3D tunelu • Vložení terénu a odstranění zbytečné části nad terénem

32. Modelování geometrie Základní princip modelování 3D tunelu • Vložení tunelu do modelované části

33. Modelování geometrie Základní princip modelování 3D tunelu • Vytvoření plochy představující etapy výstavby

34. Modelování geometrie Základní princip modelování 3D tunelu • Rozdělení tunelu (ostění) na etapy výstavby

35. Modelování geometrie • Geometrický model je zásadně tvořen vzájemným spojením vazeb různých geometrických entit.

36. Posloupnost geometrických entit • Compounduzavřený objekt • Shapetvar • Shellplášť • Solidtrojrozměrný objekt • Facelíc • Wire„drátěná“ síť • Edgehrana (okraj) • Vertexbod (vrchol)

37. Modelování geometrie • Entitou s nejnižší úrovní je bod - vrchol (vertex) definovaný vlastnostmi a souřadnicí v prostoru Vrchol (x,y,z)

38. Hrana • Spojuje 2 konečné vrcholy, může být analyticky popsána (přímka, oblouk, kruh, spline apod.)

39. „drátěná“ síť - smyčka • Uspořádaná skupina hran (tj. je dána orientace po síti, může být hranicí líce (pokud je siť uzavřená), Sub-hrany sdílejí společné vrcholy

40. Hrana versus síť

41. Líc versus Plášť

42. Líc • Uzavřen sadou hran (hranicé líce je síť), může být popsán analyticky (rovina, válec, koule apod.)

43. Plášť • Orientovaná sada líců, sub-líce jsou spojeny společnými hranami, může být hranicí trojrozměrného prvku (pokud je plášť uzavřen)

44. Trojrozměrný objekt (objemový) • Tvořen uzavřenou sadou líců (hranicí je plášť), má všechny vlastnosti pláště: - orientovanou sadu líců, - sub-líce jsou spojeny společnými hranami

45. Uzavřený objekt • Uzavřený objekt seskupující 4 nezávislé tvary

46. Modelování geometrie Posloupnost tvorby trojrozměrného objektu

48. Uživatel může volně střídat mezi uzavřenou sítí a lícem nebo mezi pláštěm a trojrozměrným objektem protože sdílejí stejné sub-tvary • Hranice líce je tvořena jednou sítí a hranice trojrozměrného objektu se skládá z jednoho pláště • protlačení hrany vytvoří líc, protlačení sítě vytvoří plášť. Tento plášť sdílí stejné sub-tvary se skupinou líců generovaných protlačením sub-hran původní sitě.

49. Topologie geometrie – Tvar • Topologie popisuje vztahy jednotlivých entit • Tvar – nezávisle existující entita (není podmnožinou jiné entity), je nejvyšší topologií • Neutral mode – je možné vybírat jen tvaryCommand mode – je možné vybírat tvary a sub-tvary

50. Uzavřený objekt - skupina • Uzavřený objekt je skupina tvarů, uzvařený objekt je také tvarem