高耸烟囱爆破拆除倒塌过程力学分析与模拟

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近年来,在高耸建筑物的定向控制爆破拆除的发展领域,伴随着社会经济的发展建筑物的高度越来越高,周边环境越来越复杂。对拆除爆破的要求越来越高,因此在爆破技术的使用方面也提出新的挑战,必须将传统爆破技术由由经验设计向科学化和规范化方向发展。  本文主要从拆除倒塌理论、数值模拟、工程实践三个方面进行对高耸建筑物的爆破拆除和倒塌过程进行研究分析。归纳总结了高耸建筑物爆破拆除的倒塌形式、倒塌设计原则、失稳原则,及不同倒塌类型的使用环境条件等。同时在分析砖砌烟囱结构倒塌的动力学过程的基础上,建立结构倒塌的动力学模型,系统性分析了烟囱倒塌过程的切口闭合过程,分析求解各阶段烟囱筒体的内力分布、前冲、后座的力学机理及判据。  本文针对爆破切口角度、倾斜倒塌角度,研究了砖砌烟囱倾倒各个过程的运动规律和受力情况,建立完整与工程实际相吻合的理论数学模型,同时通过程序语言编写MATLAB命令对烟囱倾倒过程中的受力和内力分布进行了计算,并对计算结果进行了分析。  最后运用有限元软件模拟烟囱倒塌的过程,其中主要涉及有限元在拆除爆破模拟中的流程介绍、生死单元设置、后台软件的使用。通过选取某一次拆除工程实例,对砖混烟囱的爆破拆除进行了有限元模拟,并取得了与实际情况比较相吻合的计算结果,通过对模拟结果分析,得到预留支撑体应力应变的变化规律、筒体单元倒塌过程速度和位移变化的分布。  综上所述,对本文的研究工作进行总结,给出了研究中的一些结论,并指出了在进一步研究中有待解决的问题。
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