GEO5有限元模块关于内支撑某点位于激活结构外部的错误提示的解决方案

在创建基坑开挖有限元模型时,如果涉及内支撑,通常为了提高模型计算效率,我们会只创建一半模型,即从基坑对称轴处将基坑分为两半,只模拟其中一半儿假设另一半的情况完全相同。当基坑两侧土体变化不大时,这种假设是合理的。

当采用对称的一半进行模拟时,如果开挖采用了内支撑进行支护,往往我们也只添加内支撑的一半,如下图:

 此时若进行分析,软件会给出如下错误信息:

方案一

其中第一点即为支撑左侧点(第一点的位置和我们的定义内支撑顺序有关),即内支撑的端点不能独立存在,必须连接到有限元网格或结构单元上。查阅软件帮助也可以得到类似的解释。因此,如果要模拟内支撑,则必须创建完整的基坑模型,如软件帮助中的下图:

 方案二

当然,除了采用软件自带的内支撑结构单元,我们还可以采用另外一种方法来模拟内支撑,那就是在支撑点处采用弹簧支座来进行模拟,这样我们就可以通过创建对称模型来模拟内支撑支护开挖了。
此时,我们选择“点支座”,并在内支撑处添加弹簧点支座,其中z方向和绕y轴的方向均取自由,x方向选择弹簧,弹簧刚度kx=(EA)/(Ls),其中E为内支撑弹性模量,A为截面面积,L为内支撑一半长度,s为内支撑纵向(平面外)间距。如下图:

 因此,在模拟基坑中的内支撑支护开挖问题时,共有两种建模方案。

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