邓敉[1]2004年在《框架结构楼房爆破拆除计算机分析》文中研究指明本文回顾和总结了工程控制爆破和有限单元法的发展历史及其研究现状，在国内首次把单元生死法这一有限元高级处理技术和ANSYS软件中特有的SOLID65单元引入到爆破拆除工程领域，用其进行框架结构楼房爆破拆除的计算机模拟，探讨了构件在完全破坏前的应力、应变、裂缝生成和塑性铰形成位置。 在对国内外一些学者的工作进行总结和改进的基础上，对当前的数值模拟方法分析比较后得出，离散元及DDA等数值方法存在理论方面不成熟和应用范围不广等缺陷，而有限元理论发展至今，已经渐臻完善，只要建立适当的模型，参数设置合理，能比较精确地模拟框架结构爆破拆除。 ANSYS是国内外大型通用有限元分析软件，在结构分析方面具有独特的优势，故本文选用ANSYS中的Structure分析模块对待爆除框架结构楼房进行瞬态分析。在ANSYS中专门为钢筋混凝土设计了SOLID65单元，利用SOLID65单元建立整体式框架结构有限元模型，能较客观、方便地模拟钢筋混凝土结构楼房在爆破作用下的受力、变形及裂缝生成等现象。 本文的主要成果如下： (1)根据逐段解体法爆破拆除设计的原理，计算秒延差时间和爆破高度，在已划分网格的有限元模型中杀死拟爆除的部分单元，使整体结构处于失稳状态下，然后利用前置条件共轭梯度法求解器对结构进行材料和几何非线性求解。 (2)经过反复多次求解，调整参数，在ANSYS后处理器中分析计算结果，得出各构件的各项力学性能指标，并估计误差。在此基础上，与实际工程进行对比分析。 (3)本文通过合理的建模和有效的计算，得出结构在爆破后构件的应力应变情况、路径图、位移变形值、裂缝示意图及构件运动动画等结果。 由本文的研究成果可见，用有限元对框架结构楼房爆破拆除进行模拟是可行的，计算结果可靠性较好，能为拆除爆破工程设计提供科学的证据，也能比较准确的预测爆破拆除效果。
王润涛[2]2013年在《复杂环境下楼房拆除爆破过程的数值模拟》文中指出随着我国经济的迅速复苏和发展，大量工业企业和城市居民生活设施需要重建、改建，为了达到减少劳动力、缩短工期、节约费用、实现最好效果等目的，控制爆破拆除方法无疑是最好的选择，而对于这些需要利用爆破方法进行拆除的废弃建筑物，想要安全的按指定方向倒塌，不破坏周围建筑物及人身安全，就必须要有一个合理的爆破设计方案。虽然近年来控制爆破发展的很快并日趋成熟，但它仍然存在一些问题，例如参数的选取过于依赖工程经验、对建筑物倒塌时变形等运动规律研究不够深入、爆破效果与危害的可预见性不高等。屡屡发生的爆破事故告诉我们，这些存在的问题应该及时得到解决。本文以此为出发点来寻找解决的方法，经过研究，决定采用先进的计算机模拟技术来攻克这些问题。用一款目前为止大家比较认可同时也是目前这方面最先进的软件ANSYS/LS-DYNA来模拟工程实例中建筑物办公楼的倒塌过程和叁层框架楼的倒塌过程。在爆破拆除建筑物倒塌模拟中，楼房采用SOLIDl64单元MAT_PLASTIC_KINEMATIC材料设计了一个以砖混结构为主的有限元模型，用MAT_ADD_EROSION关键字和“时间”开关来控制缺口何时形成及材料何时失效。利用计算机软件模拟了建筑物的倒塌破碎过程、倒塌形成的爆堆、倒塌触地后与周围建筑物的距离及倒塌过程中的整体应力分布等。模拟后的结果与实际工程爆破效果做了比较，在不考虑一些外在因素的前提下，证明模拟结果的真实性还是很高的，模拟的误差是相当小的，并且在模拟中也观察到了一个现象，没有承重墙的框架楼房更容易倒塌破碎。本文不仅针对实际爆破方案进行模拟，同时也设计了几套其他爆破方案进行模拟。实际中爆破方案并不是唯一的，但是否是最优的有待论证。利用计算机模拟技术来改变爆破方案中参数的选择，例如爆高的选择从1.2m变成1.6m后爆破效果如何，再例如雷管起爆时间、起爆药量等的改变后爆破效果又是怎么样的，通过这样反复的模拟比较不断的进行参数优化，最终选取一个最优方案，这是本文的另一目的。本文的模拟结果是一个动态的过程，不仅可以连续地、反复地看到楼房倒塌破碎过程，还可以观察到楼房内部应力分布变化情况。可以用模拟后的结果预测实际爆破拆除工程效果，为爆破方案设计者提供多种方案，从而选出最优的爆破方案。
刘东[3]2006年在《框架楼房拆除爆破数值模拟与优化分析》文中研究说明框架结构楼房拆除爆破是城市拆除爆破工程与理论研究的热点，也是今后我国城市拆除工程面对的主要建筑物。针对爆破拆除理论长期滞后于工程实践的发展现状，为了提高拆除爆破的可控性与可预见性，在综合分析楼房拆除爆破存在问题基础上，讨论了框架楼房拆除控制爆破的总体方案，分析并探讨了楼房爆破拆除的主要参数，得出构件配筋对爆破药量影响的关系式，提出了楼房横向倒塌时爆破缺口尺寸、延期时间与楼房高度的关系。根据钢筋混凝土构件变形、破坏特征，在建立钢筋、混凝土整体力学模型基础上，利用ANSYS软件对框架结构楼房倒塌过程进行数值模拟，以分析、总结框架结构楼房倒塌、运动与破坏规律，为框架结构楼房拆除爆破方案与爆破参数优化奠定一定的理论基础。数值模拟得出的框架楼房应力分布规律与塑性铰形成时间有一定的实际意义。 通过上述研究，框架楼房拆除爆破的数值模拟与优化分析，能为拆除爆破工程设计提供科学的证据，对今后的同类结构的建筑物爆破拆除的方案制定具有一定的理论指导意义。
刘翼[4]2005年在《框架楼房逐段解体爆破拆除数值模拟研究》文中认为本文在总结国内外拆除爆破发展动态的基础上,对楼房逐段解体爆破拆除方法运用 经典力学知识,通过分析结构的失稳原理以及结构失稳后绕固定轴旋转运动规律、结构 势能转化规律、应力波在固体中的传播规律,得出了框架结构逐段解体延期时间。 通过分析结构材料的力学本构模型和楼房的爆破特征,利用有限元分析软件 ANSYS 对框架楼房逐段解体爆破拆除进行数值模拟分析,通过选择恰当的有限元模型, 设置合理的材料屈服、破坏准则,得出结构在失稳前的应力、应变、裂缝生成随时间的 变化关系以及形成塑性铰的位置。根据结构失稳后旋转运动规律,利用 MATLAB 软件 中 simMechanics 模块模拟出结构完全破坏后倒塌的运动过程。 最后通过对比分析塑性铰位置结构应力在整个结构解体过程中随时间的变化,得出 了逐段解体延期时间与爆轰波在结构中传播时间长短无关的规律,并得出了更为合理的 逐段解体延期时间。在 ANSYS 分析塑性铰形成过程中,根据塑性铰形成时间与加载时 间和加载子步的关系,得出了塑性铰形成时间与加载时间成正比而与加载子步多少无关 的规律。同时得出,延期时间决定塑性铰形成时间,塑性铰形成时间为确定延期时间提 供范围下限。
李云杰[5]2012年在《框架结构建筑的逐段爆破与数值模拟》文中研究表明框架结构楼房拆除爆破是城市拆除爆破工程与理论研究的热点，也是今后我国城市拆除工程面对的主要建筑物。本文回顾和总结了工程拆除爆破和有限元数值模拟的发展历史及其研究现状，针对爆破拆除理论长期滞后于工程实践的发展现状，为了提高拆除爆破的精确性、可控性与可预见性，在综合分析楼房拆除爆破存在问题的基础上，对框架整体结构变形破坏特征进行了力学分析；探讨了建筑物的失稳判别条件；运用非线性瞬态显式分析，推导了建筑物倒塌的初速度、方向和爆堆跨度；讨论了框架楼房拆除控制爆破的总体方案，分析并总结了楼房爆破拆除的主要参数，研究了楼房横向倒塌时爆破缺口尺寸、微差爆破延期时间与楼房高度的关系，提出并证明了导出公式；运用比较成熟的有限元数值模拟软件ANSYS/LS-DYNA，建立了框架结构楼房整体模型，运用单元生死法对结构逐段微差延迟爆破的倒塌运动进行了模拟，再现了爆破拆除中结构从失稳到完全解体的过程，实现了框架结构楼房倒塌过程的数值模拟实验。为框架结构楼房拆除爆破方案的精细化确立与爆破参数优化奠定一定的理论基础。
刘伟[6]2006年在《建筑物爆破拆除有限元分析与仿真》文中进行了进一步梳理爆破拆除技术近年来在城市改建、扩建工程中应用越来越广泛,但各方面对爆破拆除的要求也越来越高。当前拆除爆破理论发展落后于实践,爆破方案设计主要依靠经验公式,建筑物的爆破拆除必须向精确、可控方向发展。本文回顾和总结了爆破拆除技术及其数值分析方法的发展历史和研究现状,针对目前拆除爆破在力学机理研究方面的不足,采用了有限元方法结合ANSYS软件对建筑物进行了力学失稳分析和倒塌过程模拟。主要研究成果如下: 1) 针对不同建筑物的结构特点,采用两种不同的有限元建模方式,建立了合理的有限元模型。对烟囱、水塔类高耸建筑物采用实体(SOLID)单元建模;对框架结构采用BEAM-SHELL单元建立叁维模型。 2) 采用ANSYS/STRUCTURE有限元程序对一框架结构楼房爆破水平逐段解体爆破方案进行了静力分析,采用BEAM188、SHELL63单元建立了叁维模型,对爆破立柱采用杀死单元的方法处理,疏松部位采用降低单元刚度的方法处理,研究了跨度、疏松节点数目对爆破效果的影响,给出了合理的爆破参数。 3) 采用ANSYS/LS-DYNA程序对武汉商场的爆破拆除进行了倒塌过程模拟,并对后坐进行了分析。武汉商场是一框架结构,采用BEAM161、SHELL163单元、~*MAT PIECEWISE LINEAR PLASTICITY材料建立了叁维有限元模型,探索和使用了具有下降段的折线形材料本构关系,考虑了刚度退化和负刚度的影响。采用*DEFORMABLE_TO_RIGID_AUTOMATIC关键字控制爆破缺口的形成,用塑性应变控制材料失效。模拟结果在倒塌时间、后坐距离、前冲距离上与实际情况误差不超过5%,表明本文采用的建模方法和材料模型是合理的。结构在倒塌过程的后坐主要是由于结构对支撑部分形成的大偏心压力所致,今后对类似建筑进行爆破拆除时,应增大支撑部位的受压截面来控制后坐。 4) 采用ANSYS/LS-DYNA程序对陕西略阳发电厂的冷却塔爆破拆除进行了倒塌过程模拟。冷却塔采用SOLID164单元、~*MAT_BRITTLE_DAMAGE材料建立了钢筋混凝土整体式有限元模型,采用~*MAT_ADD_EROSION关键字控制爆破缺口的形成和材料的失效,爆破缺口形成过程由“时间”开关控制,材料失效采用第一主应变(拉应变)破坏准则。冷却塔结构上窄下宽,重心低,爆破失稳后重心不容易移出,但由于冷却塔本身体积及重量都比较大,而塔壁较
于换小[7]2013年在《钢筋混凝土高层结构爆破拆除倾倒研究》文中研究表明城镇高大建筑物的形式多样,拆除环境日益复杂,倒塌空间受限,而爆破拆除理论仍不够完善,远滞后于工程经验,因此迫切需要加大对建筑物爆破拆除理论和数值模拟的深入研究,以便更好的指导工程实践。本文在对爆破拆除基础理论分析与探讨的基础上,利用ANSYS/LS-DYNA软件,建立了共用节点分离式模型,并对叁个高大建筑物的爆破拆除进行了数值模拟分析,进而与工程实际对比,得出了此数值模拟方法可行的结论。同时,对定向爆破拆除建筑物的内部结构形式的不同布置及转铰点前移法中对后排柱的不同处理措施进行了后坐值影响的分析,得出：(1)同一高宽比,但不同内部结构布置的建筑物产生的后坐不同,造成了不同的倒塌效果。在选取爆破切口的参数时,需要考虑结构形式对倒塌效果的影响。(2)待拆建筑物铰点前移后,对后排柱的不同预处理形式可以减小其瞬间失稳倾倒时的阻力,从而对结构体的后坐值产生影响：后坐值随着后排柱的拉力F的减小可进一步的减小,且提高后排柱切断点的位置可以消除后坐值。另外通过对纯剪力墙折迭爆破拆除各切口间的不同爆破时差与不同起爆顺序的模拟,得出合理的确定各个切口之间的起爆时间和起爆顺序可以很好的控制坍塌范围。双向折迭爆破拆除方式不宜采用底部起爆的方式。
田水龙[8]2018年在《框架结构建筑物爆破后坐的动力学分析与数值模拟》文中研究指明爆破拆除作为一种特殊的楼房拆除方法,被广泛应用于城市废旧建筑物拆除工程中。采用定向爆破方式拆除框架结构建筑物,如果建筑物爆破倒塌产生较大后坐,就会对周围建筑物和公共交通造成一定的影响,甚至会造成严重损失或重大事故。因此,高层框架结构建筑物爆破拆除其后坐能否得到有效控制,是衡量高层框架结构建筑物爆破拆除效果优劣的重要考量指标。本文以框架结构爆破后坐理论分析为指导,根据力学原理,提出爆破切口高度太大不利于楼房倒塌,并导出了框架结构爆破拆除的合理爆高。结合工程实例,利用ANSYS-LS-DYNA建立框架结构爆破倒塌的数值模型,其模拟结果与实际情况基本吻合,表明采用数值模拟方法预估楼房爆破后坐是可行的;通过对12层框架结构建筑物定向爆破的模拟分析,提出框架结构楼房爆破,要倾覆力矩大、产生后坐小,爆破切口高度应选择在框架结构重心H_0的1/2处;要使建筑物爆破后坐小,后排立柱也要炸,爆高只需在后排立柱根部形成转动铰支即可;若后排立柱不炸,应削弱柱根强度,以确保楼体在柱根处受力折断形成转动铰支;为阻止楼房爆破时后坐,可采用在楼房后排立柱根部堆一定高度和强度土渣的方法。
王洪刚, 韩传伟, 王威, 徐华建, 于伦[9]2017年在《复杂环境下“H”形8层框架结构楼房同向爆破拆除》文中研究说明"H"形结构楼房由独立的3部分组成,各部分之间的距离仅0.4~0.7 m。为控制楼房爆破振动以及塌落振动对城市轨道交通线的影响,楼房采用向南同向定向爆破倒塌的方案进行拆除。为减少倒塌过程中3部分相互作用对楼体倒塌过程中的空中姿态以及倒塌后的爆堆形态的影响,确保楼房的爆破效果,采用人工预先拆除楼体间的阳台、合理选择各部分之间的爆破时差等综合措施。爆破后楼房按照要求倒塌,爆破达到了预期效果。
王明明, 刘治兵[10]2017年在《十一层钢筋混凝土框架结构楼房爆破拆除》文中认为采用定向爆破方法拆除11层钢筋混凝土框架结构楼房。工程实践表明:爆破效果良好,有效控制了爆破振动和飞石等危害,达到了预期效果,为类似工程提供了施工经验。
参考文献：
[1]. 框架结构楼房爆破拆除计算机分析[D]. 邓敉. 武汉理工大学. 2004
[2]. 复杂环境下楼房拆除爆破过程的数值模拟[D]. 王润涛. 内蒙古科技大学. 2013
[3]. 框架楼房拆除爆破数值模拟与优化分析[D]. 刘东. 西安科技大学. 2006
[4]. 框架楼房逐段解体爆破拆除数值模拟研究[D]. 刘翼. 西安科技大学. 2005
[5]. 框架结构建筑的逐段爆破与数值模拟[D]. 李云杰. 武汉科技大学. 2012
[6]. 建筑物爆破拆除有限元分析与仿真[D]. 刘伟. 武汉理工大学. 2006
[7]. 钢筋混凝土高层结构爆破拆除倾倒研究[D]. 于换小. 兰州大学. 2013
[8]. 框架结构建筑物爆破后坐的动力学分析与数值模拟[D]. 田水龙. 武汉科技大学. 2018
[9]. 复杂环境下“H”形8层框架结构楼房同向爆破拆除[J]. 王洪刚, 韩传伟, 王威, 徐华建, 于伦. 爆破. 2017
[10]. 十一层钢筋混凝土框架结构楼房爆破拆除[J]. 王明明, 刘治兵. 煤矿爆破. 2017