多层建筑物爆破拆除倒塌过程模拟研究

来源 :中国地震局工程力学研究所 | 被引量 : 6次 | 上传用户:szcbg
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由于方便、高效、快捷等优点,爆破拆除已经成为当前建筑物拆除工程中的首选,为确保爆破拆除结构倒塌的精确性,有必要加强爆破拆除理论性的研究。本文回顾和总结了控制爆破拆除研究发展进程和研究现状,采用通用有限元程序ANSYS/LS-DYNA建立共节点分离式模型对爆破拆除中结构倒塌过程进行模拟研究,主要工作内容有以下三点:(1)简要介绍了爆破拆除可能会引起的以触地震动为主的灾害,通过对湖北云鹤大厦、银丰宾馆爆破拆除地面振动实测数据分析,证实其峰值一般较大、频率偏小,并且竖向震动较水平方向震动剧烈,虽然爆破拆除地面振动衰减速度较快,影响范围有限,但在影响范围内由于峰值较大,有可能对结构造成损伤。(2)通过对结构划分不同的网格尺寸模拟结构倒塌过程,分析了由于材料失效方式引起的“单元尺寸效应”对结构倒塌过程的影响,指出较小的单元尺寸有利于模拟出更加符合实际情况的倒塌过程。为减少单元个数、节省计算时间,将填充墙质量等效到楼板密度上面,比较填充墙对结构倒塌过程的影响,研究证明了简化填充墙对爆破后结构倒塌过程模拟影响较小,同时可以提高计算效率。(3)以武汉交通学校实训楼爆破拆除为实例,利用ANSYS/LS-DYNA重现了结构倒塌过程,模拟结果与实测值误差在10%以内。以切口高度、延时起爆时间间隔两个参数为变量,针对武汉交通学校实训楼分别建立9个不同的爆破拆除方案,比较不同切口高度和起爆时间间隔对结构倒塌过程、结构前冲距离、后坐距离、触地震动等方面的影响。其中,从结构总体动能和单元速度两方面间接比较不同方案模拟结构倒塌引起的触地震动,并且得出一致的结论。在能使得结构顺利触地解体的前提下,经过综合比较发现切口高度不宜过高,特别是与支撑立柱相邻柱的弱化区高度对结构的后坐距离有着最为显著的影响;延时起爆时间间隔对结构倒塌影响较复杂,需要根据具体控制变量找出合适时间间隔。
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