剪力墙筒体结构爆破拆除的力学分析和数值模拟

摘要

本文以钢筋混凝土高烟囱和冷却塔为代表的剪力墙筒体为研究对象，在前人爆破拆除理论的基础上，依据相应的工程实例，从理论上和实践上加以系统的研究。同时，为了细致观察两种类型的筒体结构在此过程中内部的具体变化，本文采用先进的数值分析方法并利用大型的数值软件，对建筑物爆破拆除过程进行研究。
　　本文共分为五章，第一章为绪论主要总体介绍了拆除爆破的方法以及研究现状，有限元软件的比较和选择，并明确提出了本文的主要研究方向。第二章首先总结了拆除爆破的基本原理和坍塌形式；并在分析了前人关于切口理论的基础上适当简化模型；另外根据材料力学的知识推导出了较为实用的利用切口长度对结构失稳判定的算式；提出了以烟囱为代表的“细长型”和以冷却塔为代表的“巨胖性”结构对于切口的不同要求；讨论了结构的绕转轴应该为预留面中性轴的理由；着重分析了并详细推导出“细长型”结构定向倒塌过程中具体的物理参数的索求方法，同时得到一些恰好可以验证工程实践现象的数学原因。第三章介绍了有限元的理论基础和ANSYS/LS-DYNA的发展过程及数值模拟步骤；讨论了LS-DYNA中对于爆炸问题和爆破拆除问题的分析方法。第四章主要运用显示动力分析有限元软件LS-DYNA，结合工程实例，进行了数值模拟，并将模拟结果与实际情况进行对比分析。第五章主要是本文研究成果的总结，本文存在的不足和对未来的展望。
　　本文采用理论分析和数值模拟相结合的方法进行分析，整体思路是以实际数据为基础，进行了关于拆除爆破的理论分析，重点对爆破切口的几何要求和结构倒塌过程中的底部切口预留面处的受力分析进行了数学计算和数值模拟。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

Contents

1 绪论

1.1 课题的提出

1.2 拆除方法的总体介绍

1.3 爆破拆除的介绍

1.4国内外研究现状

1.5 有限元软件的比较和选择

1.6 本文研究的主要问题

2 剪力墙筒体的拆除爆破基本原理及力学分析

2.1引言

2.2 爆破拆除的基本原理和倒塌方式

2.3 剪力墙筒体爆破切口的设计和数学分析

2.4 结构倒塌的运动过程分析

2.5 本章小结

3 有限元基础理论及ANSYS/LS-DYNA在爆破拆除中的应用

3.1 有限元基础理论

3.2 有限元软件LS-DYNA程序介绍

3.3 LS-DYNA中爆炸问题的分析方法[51]

3.4 本章小结

4 有限元模型在LS-DYNA中的建立及工程实例分析

4.1有限元模型的建立

4.2 实例模型一：剪力墙烟囱的倒塌模拟

4.3 工程实例二：冷却塔的倒塌模拟

4.4烟囱和冷却塔数值模拟的对比分析

4.5本章小结

5.总结与展望

5.1 主要研究成果

5.2 存在的不足

5.3 展 望

致谢

攻读硕士学位期间发表论文及参加科研情况

参考文献