7. 确认模式为 ‘添加’；
8. DOF钩选‘UX’；
9. 点击
；
10. 在
状态，使用相同方法选择下图B位置上下两
端的18个节点；
11. DOF中钩掉‘UX’钩选‘UY’；
12. 点击
；
13
桥墩基础的稳定分析
B
A
A
B GTS基础立体 15 - 11
分析基础或地下结构时，为了考虑地基的弹性支承，需要定义相应节点的弹簧刚 度。这里可以通过定义面弹簧的基床系数，选择相应单元并适用。这样程序可以自动 考虑单元的面积，计算并赋予各节点相应的点弹簧刚度。
地基反力系数
基础底面的弹簧系数采用平板加载试验得到的地基反力系数。平板加载试验的加 载板标准直径为75cm，由于本例题中的地基反力系数k30 = 20.9kgf/cm3是按30cm加载 板做试验得到的，因此需要将k30换算成k75。过程如下：
k75
=
k30 2.2
=
20.9 2.2
=
9.5kgf
/ cm3
14
GTS基础例题15
GTS基础例题 15 - 12 15
荷载
桥墩基础的稳定分析
下面定义荷载。这个模型中考虑基础板自身重量以及和上部结构传递的重量和弯矩。
首先输入上部结构的荷载。
1. 视图工具条中点击 等轴测视图 ；
2. 在工作树中选择网格 > 网格组 > ‘桥墩基础板’后点击鼠标右键调出关联菜
5. 在名称 中输入 ‘桥墩基础’ ；
6. 确认单元类型 中为 ‘板’ ；
7. 点击材料 右侧的
来定义材料。
GTS 基础例题 15 - 3 5
8. 确认添加/修改结构材料 对话框的号 为 ‘1’ ；
9. 名称 中输入 ‘Mat 桥墩基础’ ；
10. 弹性模量 (E) 输入 ‘2.17e7’ ；
11. 泊松比 (ν) 输入 ‘0.3’ ；
12. 重量密度 (γ) 输入 ’24.5’ ；
13. 点击
。
桥墩基础的稳定分析
GTS 基础例题 15 - 4
14. 点击特性 右侧的
来定义特性 ;
15. 确认添加/修改特性 对话框的号 为 ‘1’ ；
16. 名称 输入 ‘Prop 桥墩基础’ ；
17. 类型 确认指定为 ‘厚度’ ；
18. 厚度(t) 输入 ‘2.5’ ；
24.
状态下指定工作树中的 基准 > ‘Y-Axis’；
25. F 输入 ‘11,570.9’；
26. 点击预览 ，确认弯矩是否正常加载；
27. 点击
。
17
分析工况
GTS基础例题15 - 14
桥墩基础的稳定分析
运行分析之前需先定义分析工况。模型中即使定义了很多单元、荷载和边界条 件，但如果不在分析工况中指定，是不会反映到分析中的。
8. 确认位置 为 ‘全部’
9. 点击预览 确认设置的栅格是否正确 ；
10. 点击
;
11. 点击视图工具条的 缩放 后，拖动鼠标使操作平面大小合适。
9
矩形
桥墩基础的稳定分析
使用二维矩形线组在工作平面上建立桥墩基础的底板形状。
输入矩形对角线的一个 点坐标[(坐标x,y)]和另 一个点的坐标 [(坐标x, y), (相对坐标dx, dy)] 来建立矩形。
需要选择所有前一阶段 3. 在网格尺寸 的单元尺寸输入‘1.5’；
生成线（Edge）。
4. 确认属性号为 ‘1’；
5. 在网格组 输入 ‘桥墩基础板’；
6. 点击 预览，查看是否正常生成了网格；
7. 点击
。
GTS基础例题 15 - 9 11
桥墩基础的稳定分析
生成网格 GTS基础例题 15 - 10
13. 在主菜单选择 模型 > 单元 > 建立曲面弹簧…
14. 点击 边界组右侧的 来定义边界组；
15. 名称 输入 ‘面弹簧’ 后点击
；
16. 点击
；
17. 对象的类型 指定为 ‘平面’；
18.
的状态点击 已显示 来选择所有64各单元；
19. 边界类型选择转换为 ‘点弹簧’；
基床系数可取自平板 加载实验的结果。
1. 在工作树双击 工作平面 > XY (0, 0, 1)，即可转换工作平面 ；
2. 在视图工具条点击 WP法向 ；
3. 在主菜单选择 几何 > 工作平面 > 栅格设置… ；
4. 栅格类型 选择 ‘四边形栅格’ ；
5. 确认显示方式 处于 ‘线栅格’ ；
6. 选择 均匀栅格，尺寸输入‘1.5’ ；
7. 数量 输入‘20’ ；
1. 在主菜单选择 分析 > 分析工况…
2. 点击
。
GTS基础例题15 - 15
定义线性静力分析的分析工况。
3. 名称 中输入 ‘基础例题15’；
4. 描述 中输入 ‘桥墩基础的稳定分析’；
=
93, 195kN
/ m3
4
生成分析数据
GTS基础例题15
属性
定义属性。属性包括材料特性和截面特性（对于板单元为厚度），建立单元需要 选择相应属性。这里对桥墩基础采用板单元来模拟。
1. 在主菜单中选择 模型 > 特性 > 属性… ；
2. 在属性对话框点击
右侧的 ；
3. 选择 ‘平面’ ；
4. 确认添加/修改平面属性 对话框中的号 为 ‘1’ ；
GTS基本例题 15 - 7
8
建立几何模型
GTS基础例题15
工作平面
根据要操作的平面设定工作平面，并设置栅格。栅格始终处于工作平面的XY平面 上，使用时可先设置捕捉栅格( )，然后使用鼠标点击栅格即可方便地建模，同时 可以大致地判断模型的比例和单元的大小。用户也可根据模型和需要任意设置栅格的 大小 ( )。
20.
基床系数的Kz
中输入
‘93,195’；
21. 网格组 指定为添加到 ‘桥墩基础板’；
指定要计算的弹簧系 数的个数。节点间不
22. 最大属性数量 输入为 ‘100’；
同的间距将得到不同 23. 点击
。
的弹簧系数。如果这
里输入‘1’则即使间
距不同也都只计算一
个弹簧系数来使用。
默认值为100。
首先打开程序进行一些基本操作。
1. 运行GTS ；
2. 点击 文件 > 新项目 ；
3. 程序会显示项目设定 对话框 ；
4. 在项目名称中输入 ‘基础例题15’ ；
5. 点击单位系统右侧的 ；
6. 对力(质量) 单位选择‘kN (ton)’ ；
7. 点击
；
8. 其它值直接使用缺省值即可；
9. 点击
。
1
首先对于基础底板建立二维的网格，边界条件采用地基反力系数确定，荷载采用 上部结构传下来的竖向力和弯矩。
Vo=3,021.1(tonf)=29,637(kN) Mo=1,179.5(tf-m)=11,570.9(kN-m)
1.5m
B=12m 2.5m
12345678 L=12m
GTS基础例题 15 - 1
12
分析
GTS基础例题15
边界条件
选 择 节 点 并 定 义 边 界 条 件 。 在这里选择边缘上的节点并适用滚动支座(Roller Type)。
边界条件以整体坐标 系为准输入，因此显 示整体坐标系以便直 观地确认需要约束的 自由度。
不必预先定义边界组 。在这里输入新边界 组名称即可将定义的 边界条件与该边界组 连接。
如果对比砂土更好的地基进行平板加载试验，所得到的初期的荷载-沉降曲线会 比直线向上弯。对这种类型地基上的基础稳定性，目前还没有合适的公式可以适用。 不过如果荷载-沉降曲线是线性关系时，是可以通过数值分析的方法得到比较好的结 果的。
这道例题根据桥墩处地基的平板加载试验结果，确定了基础底面的弹簧系数，并 采用上部结构的最大荷载，通过数值分析，求出基础的最大沉降量，与桥梁支座处的 容许沉降量进行了比较。
2
基础板采用二维的板单元，地基弹簧采用点弹簧来模拟。
GTS基础例题15
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
GTS 基础例题 15 - 2
基础板的特性如下。
属性 (ID)
桥墩基础 (1)
类型
平面
单元类型
板
材料 (ID)
Mat 桥墩基础(1)
特性 (ID)
Prop 桥墩基础(1)
GTS 基础例题 15 – 表 1
3
桥墩基础的稳定分析
桥墩基础的材料特性(结构)如下。
1. 在主菜单选择几何 >曲线 > 在工作平面上建立 > 二维矩形(线组)… 2. 确认出现的对话框中建立矩形的方法为 ；
3. 确认左上角信息为输入一个角点；
4. 确认坐标输入方式为 ‘坐标 x, y’；
5. 确认生成面 选项没有被钩选；
6. 在位置 输入‘0, 0’后键盘回车；
7. 重新确认“矩形”对话框左上角信息变为 输入对角点；
材料 (ID)
Mat 桥墩基础 (1)
弹性模量 (E) [kN/m2]
21,700,000
泊松比 (ν)
0.3
密度 (γ) [kN/m3] GTS 基础例题 15 – 表 2
24.5
桥墩基础的截面特性如下。
特性 (ID)
Prop 桥墩基础 (1)
类型
板
厚度 [m]
2.5
GTS 基础例题 15 – 表 3
1. 在模型窗口点击鼠标右键调出关联菜单； 2. 选择打开GCS三角标使其显示整体坐标系；
3. 在主菜单选择 模型 > 边界 > 支承… 4. 边界组 输入 ‘约束条件’；