高耸建（构）筑物爆破拆除倒塌过程中的动力学分析及计算机模拟

摘要

本文针对高耸建(构)筑物爆破拆除中存在的一些问,从理论分析、数值模拟等方面对高耸建(构)筑物爆破拆除倒塌过程进行了研究.归纳了建(构)筑物爆破拆除的坍塌形式,并介绍了各坍塌形式的优缺点及适用场合.对建(构)筑的失稳条件进行了探讨,认为:对于框架结构建筑物,可将其简化为结构杆系,通过力学分析来确定框架结构的整体失稳条件;烟囱等构筑物爆破拆除的失稳条件主要从结构的局部抗拉破坏和抗剪破坏两方面的应力计算来确定.运用动力学原理,研究了烟囱爆破拆除的倒塌过程,分析了前冲、后坐的原因,推导了前冲距离的计算公式,并对二次断裂现象及折叠倾倒进行了力学分析.最后运用ANSYS/LS-DYNA软件分别模拟了烟囱定向爆破和双向折叠爆破,从模拟的结果可以看出ANSYS/LS-DYNA软件能较好的模拟建(构)筑物的爆破拆除倒塌过程,对高耸建(构)筑物控制爆破拆除的理论研究及爆破拆除的设计有重要的指导作用.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1引言

1.2问题的提出

1.3高耸建(构)筑物爆破拆除研究现状

1.3.1高耸建(构)筑物爆破拆除的基本原理

1.3.2高耸建(构)筑物爆破拆除倒塌的力学分析

1.3.3爆破拆除定向精度影响因素分析

1.3.4工程观测与实验研究

1.3.5数值模拟的研究状况

1.4本文研究主要内容

第二章高耸建(构)筑物的结构特征及材料特性

2.1高层建筑物的结构体系及材料组成

2.1.1高层建筑的结构体系

2.1.2高层建筑的建筑材料

2.2烟囱结构尺寸及材料组成

2.2.1钢筋混凝土烟囱的构造概要

2.2.2钢筋混凝土烟囱的建筑材料

2.2.3砖砌烟囱的构造概要

2.2.4砖砌烟囱的建筑材料

2.3材料的力学性能

第三章建(构)筑物爆破拆除坍塌形式和失稳判别的研究

3.1建(构)筑物爆破拆除的坍塌形式

3.2建(构)筑物控制爆破坍塌的设计原则

3.3建(构)筑物爆破拆除的失稳判别

3.3.1框架结构建筑物的失稳判别

3.3.2烟囱等构筑物的失稳判别

3.4本章小结

第四章烟囱爆破拆除倒塌过程的动力学分析

4.1烟囱定向倒塌过程的动力学分析

4.1.1模型的建立

4.1.2倒塌过程的受力分析

4.1.3烟囱爆破拆除时的前冲分析

4.1.4烟囱爆破拆除时的后坐分析

4.1.5定向倒塌时的二次断裂

4.2烟囱折叠爆破的动力学分析

4.2.1折叠倾倒的动力学模型

4.2.2烟囱双向折叠运动的可能状态

4.3小结

第五章数值模拟相关理论及其实现方法

5.1有限元基本理论

5.1.1有限元基本概念和原理

5.1.2有限元法的基本构架

5.1.3有限元分析流程图

5.2有限元软件选择

5.3 ANSYS/LS-DYNA简介

5.3.1 ANSYS/LS-DYNA的分析功能

5.3.2 ANSYS/LS-DYNA前、后处理及求解步骤介绍

5.5.3 LS-DYNA数值模拟的基本原理

5.3.4 LS-DYNA中的接触-碰撞算法

5.4计算模型介绍

5.5小结

第六章烟囱爆破拆除倒塌过程的计算机模拟

6.1烟囱定向倒塌过程的模拟与分析

6.2钢筋混凝土烟囱折叠爆破的模拟与分析

6.3小结

第七章结论

参考文献

致谢