| 【中文题名】 | 框架楼房逐段解体爆破拆除数值模拟研究 |
| 【英文题名】 | Numerical Simulation of Frame Buildings Blasting Demolition by Gradual Disintegration |
| 【学科专业】 | 结构工程 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2005-7-12 |
| 【中关键词】 | 框架楼房,数值模拟,拆除爆破,逐段解体,ANsYs, |
| 【英关键词】 | Frame buildings,Numerical simulation,Blasting,demolition, |
| 【分类导航】 | 工业技术>建筑科学>建筑施工>施工技术>建筑物保养、检修、拆毁>拆毁作业 |
| 【论文摘要】 | 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... |
| 【论文题纲】 |
|
1 绪论 |
8-15 |
|
1.1 课题研究背景及其意义 |
8-9 |
|
1.2 控制爆破拆除楼房存在的主要问题 |
9-11 |
|
1.3 研究领域国内外发展动态 |
11-14 |
|
1.4 课题研究的基本思路与拟解决的问题 |
14-15 |
|
2 框架结构楼房逐段解体爆破拆除分析 |
15-28 |
|
2.1 框架结构楼房爆破拆除类型及设计原则 |
15 |
|
2.2 框架结构楼房定向倾倒或坍塌的条件 |
15-17 |
|
2.3 逐段解体爆破拆除要点 |
17-28 |
|
2.3.1 确定解体跨度及结点预处理 |
17-20 |
|
2.3.2 确定逐段解体延期时间 |
20-26 |
|
2.3.3 确定最小破坏高度 |
26-28 |
|
3 钢筋混凝土非线性有限元力学模型 |
28-38 |
|
3.1 有限单元法的基本思想 |
28 |
|
3.2 钢筋混凝土塑性理论及力学模型 |
28-35 |
|
3.2.1 钢筋的本构模型 |
28-30 |
|
3.2.2 混凝土的本构模型 |
30-31 |
|
3.2.3 钢筋与混凝土的相互作用 |
31 |
|
3.2.4 钢筋混凝土爆破破坏特征 |
31-32 |
|
3.2.5 钢筋混凝土有限元模型 |
32-34 |
|
3.2.6 钢筋混凝土破坏准则 |
34-35 |
|
3.3 ANSYS 在塑性分析中的运用 |
35-38 |
|
3.3.1 塑性材料选取 |
35 |
|
3.3.2 塑性单元模型和破坏准则 |
35-38 |
|
4 ANSYS 在拆除爆破中的运用 |
38-41 |
|
4.1 ANSYS 分析过程 |
38-40 |
|
4.1.1 前处理(PREP7) |
38-39 |
|
4.1.2 求解(SOLUTION) |
39 |
|
4.1.3 后处理 |
39-40 |
|
4.1.4 计算收敛的选项设置 |
40 |
|
4.2 分析流程图 |
40-41 |
|
5 算例及其结果分析 |
41-55 |
|
5.1 基本思路 |
41 |
|
5.2 有限元模型建立 |
41-46 |
|
5.2.1 输入各项参数 |
41-42 |
|
5.2.2 建立几何实体模型 |
42-44 |
|
5.2.3 划分网格，建立有限元模型 |
44-46 |
|
5.3 加载和约束 |
46-47 |
|
5.3.1 加载 |
46 |
|
5.3.2 约束 |
46-47 |
|
5.4 设置求解选项，进行非线性求解 |
47 |
|
5.5 节点求解结果 |
47-49 |
|
5.6 单元求解结果 |
49-50 |
|
5.7 结果分析 |
50-51 |
|
5.8 结构倒塌过程的模拟 |
51-55 |
|
6 结论 |
55-59 |
|
6.1 结论 |
55-57 |
|
6.2 展望 |
57-59 |
|
致谢 |
59-60 |
|
参考文献 |
60-62 |
|
附录 |
62-63 |
|
详细摘要 |
63-76 |
|
| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.125857 |
