钢筋混凝土结构冷却塔爆破拆除设计与数值仿真

摘要

随着我国城市改建、扩建的推进，拆除爆破的难度及对拆除爆破要求愈来愈高。本文以某市热电厂内一座钢筋混凝土结构冷却塔为对象，进行爆破拆除设计，并对设计方案进行数值仿真，通过爆破实践验证爆破设计与仿真。主要研究内容与成果如下：
　　（1）根据冷却塔结构、形状特点及周围环境情况，确定爆破拆除方案，按照控制爆破拆除基本理论，设计爆破参数（包括切口高度，切口长度，人字柱炮孔深度，孔排距等）和起爆网络，验算了冷却塔倒塌条件的可行性和安全性，工程实践结果验证了采用的爆破设计方案的合理性。
　　（2）基于ANSYS/LS-DYNA对冷却塔进行数值建模。通过数值仿真预演了冷却塔倒塌过程，实现了设计方案的爆破拆除过程虚拟可视化，并较好地模拟了爆破效果。
　　（3）将实际工程结果与仿真效果进行比较，从倒塌时间、倒塌长度、倒塌方向、下坐情况、切口形成等多个方面进行比较，两者结果较为接近，说明了ANSYS/LS-DYNA的控制爆破拆除仿真技术在参数设计和方案决策应用的可行性和可靠性。
　　（4）理论计算、数值仿真和实际监测的3个验算点处的垂直方向上的振动速度吻合较好。表明ANSYS/LS-DYNA能较好地模拟爆破塌落振动速度，可为类似复杂环境的拆除爆破设计方案的爆破振动危害分析提供依据，也可以为爆破振动监测方案设计提供参考。
　　应用计算机虚拟爆破过程，预演爆破设计方案，对于复杂条件下的拆除爆破的爆破方案决策、爆破参数优化及爆破效果、爆破安全预判具有重要的意义。

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第一章 绪论

1.1 选题背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 论文研究目的

1.4 研究内容和技术路线

第二章 钢筋混凝土冷却塔拆除爆破设计基本理论

2.1 冷却塔材质和结构特点

2.2 冷却塔爆破拆除设计原理

2.3 拆除爆破安全校核

2.4 本章小结

第三章 ANSYS/LS-DYNA在拆除爆破中的应用

3.1 ANSYS/LS-DYNA软件特点

3.2 ANSYS/LS-DYNA数值仿真建模过程

3.3 共节点分离式建模

3.4 前处理阶段

3.5 后处理阶段

3.6 本章小结

第四章 冷却塔拆除爆破设计与数值仿真工程应用

4.1 钢筋混凝土结构冷却塔控制爆破拆除设计

4.2 冷却塔数值仿真应用

4.3 实际爆破效果与数值仿真的对比

4.4 本章小结

第五章 建筑物塌落振动数值仿真

5.1 触地动能

5.2 触地振动公式

5.3 爆破塌落振动数值仿真应用

5.4 本章小节

第六章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

作者攻读学位期间的科研成果与参与项目

致谢