框架结构定向拆除爆破触地震动数值模拟研究

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随着建筑物倒塌空间的减小,建筑物楼层高度增高,爆破拆除所产生的触地震动影响越来越明显。但建筑物爆破拆除所引起的触地震动目前研究还不够深入,主要依靠工程经验,所以如何完善它成了当务之急。 计算机模拟技术的发展为研究高层建筑物爆破拆除提供了新的方法和手段。 同一建筑不可能被反复拆除,但计算机模拟可以做到这一点。通过计算机模拟不仅可以直观地显示目前还不易观测到的或难以解释的一些现象,而且还可以显示任何试验都无法看到的发生在结构内部的一些物理现象。另外,计算机模拟还能降低爆破拆除的试验成本,加速理论、试验研究的进程。 本文回顾和总结了爆破拆除技术、数值分析方法以及结构拆除触地震动的发展历史和研究现状,对爆破切口高度与触地震动之间的关系进行了讨论、分析和假设,采用了ANSYS/LS-DYNA软件对建筑物进行了倒塌过程模拟。 在建模中做了一下简化: ①将钢筋混凝土结构爆破切口位置的切面假定是平整的。 ②为了建模方便,对于大部分钢筋混凝土结构采用等效强度的整体式方法建模。 ③将钢筋混凝土结构底座与地面连接处简化为完全固结。 ④不考虑炸药产生的空气冲击波对结构的影响。 ⑤忽略爆破产生的应力在结构内扩散的“波效应”。 ⑥不考虑布置药包时的钻孔形式对结构构件的影响。通过与实际爆破工程对比可知,这些简化是可行的。 文章经过探讨得出以下几点结论: (1)利用集中质量法和能量守恒计算出触地震动产生振动速度,大胆假设触地震动变化过程; (2)利用ANSYS/LS-DYNA有限元软件模拟某八层框架结构楼房在不同爆破高度情况下的震动情况,验证了假设的合理性。 (3)通过对爱尔眼科医院大楼的模拟,对比实际情况,再次验证了假设合理性,从而证明了触地震动的变化规律的可信。
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