框架结构爆破拆除分离式模拟研究

随着爆破拆除结构及其所处环境日趋复杂,爆破拆除理应向拆除过程可控制、爆破效果可预测的方向发展.采用共用节点分离式建立模型,运用ANSYS/LS-DYNA软件模拟框架结构定向爆破拆除的倒塌过程.通过改变材料的失效应力分析了不同材料强度对结构倒塌效果的影响,数值模拟结果表明材料强度与倒塌位移成正相关.通过对混凝土和钢筋单元...     

钢筋混凝土观光塔爆破拆除及数值模拟

运用大型有限元分析ANSYS/LS-DYNA软件,尝试采用共节点分离式钢筋混凝土模型,对某观光塔爆破拆除倒塌过程进行了数值模拟分析.分析了底部承重柱的受力情况,充分考虑钢筋混凝土在结构倒塌时各自的受力状态和强度差异,对混凝土和钢筋单元的受力过程进行分析,研究证明该共节点分离式模型能够很好反映钢筋和混凝土2种材料的力学性能差异,模拟与实际拆除结果吻合很好.     

公路双曲拱桥结构爆破拆除数值模拟

为了确保双曲拱桥的爆破拆除能够按照设计方案顺利进行,采用共节点分离式钢筋混凝土模型,对典型公路双曲拱桥结构爆破拆除过程进行了数值模拟,方案选择桥拱顶部预切缝0.5m以及副拱立柱爆破范围1.6m.模拟结果表明:对混凝土和钢筋单元的受力过程进行分析,共节点分离式模型可以体现混凝土和钢筋材料的力学性能差异;预切缝采用0.5m足以保证桥身相互叠加彻底倒塌,副拱立柱爆破范围采用1.6m可使得桥体解体比较完全,并且可以减小整体倒塌时间和爆堆高度.研究认为结构倒塌过程的数值模拟,将成为研究结构爆破拆除力学过程的重要手段并辅助指导结构爆破拆除设计,具有重要的工程实用价值.     

多截面承重立柱框架结构爆破拆除数值模拟研究

为进一步研究多截面承重立柱框架结构爆破拆除倒塌过程以及分析该结构钢筋混凝土柱的受力情况,利用ANSYS/LS-DYNA有限元软件,建立共节点分离式钢筋混凝土框架结构模型,对框架结构爆破拆除倒塌过程进行了数值模拟,并与工程实践进行比较.研究结果表明:数值模拟得到的框架结构倒塌过程与实际爆破的倒塌过程相一致,即分为爆破切口...     

钢筋混凝土简支板梁桥爆破拆除数值模拟研究

数值模拟为桥梁爆破拆除的关键步骤之一,为了实现对钢筋混凝土简支板梁桥爆破拆除过程的有限元数值模拟,运用动力分析软件——ANSYS/LS-DYAN建立了分离式共节点模型。首先,比较分析了在板梁两侧切口与跨中切口采用微差爆破与不采用微差爆破两种方案下的爆破效果;其次,对跨中裸露钢筋的受力过程进行了分析;最后,对板梁的下落速度进行了对比分析。结果表明:分离式共节点模型可以体现出钢筋和混凝土的力学性能差异;采用微差爆破的爆破效果更好。     

框架结构爆破拆除过程研究

采用ANSYS/LS—DYNA有限元软件,建立共用节点分离式模型对某高层框架结构的定向爆破拆除进行数值仿真研究,在保证其高宽比、爆破高度及延时时间不变的情况下,对倒塌方向的跨度进行调整.对结构的倒塌过程,后座距离,前冲距离进行了分析.结果表明:即使高宽比类同的建筑物,但由于其结构布置不同,也会对爆破结果产生不同的影响,在制定爆破方案时在借鉴类同高宽比建筑物时应予以注意.此外对混凝土和钢筋单元的应力时程曲线进行分析,得出共用节点分离式模型能够反映混凝土和钢筋2种不同材料的力学性能差异.     

剪力墙结构高层住宅楼爆破拆除数值模拟研究

剪力墙结构是高层建筑的主要形式之一,此类结构整体刚度大,在实际爆破拆除中需要布置的炮孔多且爆破网路复杂,对爆破拆除提出很高要求。茅台三栋高层住宅楼均为钢筋混凝土剪力墙结构,采用单向双折叠倒塌以及多段延时起爆技术,为预测分析其倒塌效果,利用ANSYS/LS-DYNA有限元程序建立三栋楼的分离式共节点模型,对爆破拆除倒塌过程进行数值模拟。由数值模拟效果与实际爆破效果的对比分析中得出:分离式共节点模型可以准确展现结构倒塌过程中的旋转形态以及承重部位混凝土的破碎失效过程,模拟的爆堆范围与形态与实际的爆破效果也非常吻合。可见基于分离式共节点模型的数值模拟方法对于预测建筑物的爆破拆除过程及分析其效果有很好的借鉴指导意义,具有显著的工程应用价值。     

钢筋混凝土高烟囱定向爆破拆除倒塌过程研究

烟囱爆破拆除无论是拆除高度还是拆除难度都在日益增大。运用动力学原理建立了钢筋混凝土烟囱在爆破后余留支撑部的应力模型,分析了切口中性轴的变化规律和决定因素,提出用冲压系数 来考虑突加载荷的影响。进而采用共用节点分离式模型,利用ANSYS/LS-DYNA有限元软件对钢筋混凝土烟囱倒塌过程进行了数值模拟研究。通过对混凝土和钢筋单元应力-时程曲线的分析,指出共用节点分离式模型能够较好地反映钢筋和混凝土两种材料的力学性能差异。     

100 m高钢筋混凝土烟囱双向切口爆破时差研究

由于场地大小的限制,高耸烟囱的爆破拆除需采用折叠倒塌的方式,为进一步研究复杂环境下100 m钢筋混凝土烟囱的双向折叠定向倾倒爆破拆除中上下爆破切口的最优延时起爆时差,利用LS-DYNA联合Hypermesh的数值模拟方法,采用直接法建立共节点分离式模型,将钢筋节点与混凝土节点直接产出单元体,进行数值模拟仿真,同时与工程...     

高层建筑物单向三折叠爆破拆除数值模拟

为了研究高层建筑物爆破拆除倾倒过程及倒塌效果,以宁波一大厦单向三折叠爆破拆除为例,对其爆破拆除过程进行了数值模拟。根据大厦的实体结构,采用LS-DYNA对其建立了分离式共节点模型,对建筑物倒塌过程进行了数值模拟计算,分析了主要承重梁的内部结构变化,并与实际爆破拆除过程进行了对比。结果表明,采用分离式共节点模型可以很好地模拟高层建筑物倒塌过程,且模拟的倒塌过程与实际的倒塌过程比较吻合,可为类似工程提供参考。     

高层建筑物单向三折叠爆破拆除数值模拟

为了研究高层建筑物爆破拆除倾倒过程及倒塌效果,以宁波一大厦单向三折叠爆破拆除为例,对其爆破拆除过程进行了数值模拟。根据大厦的实体结构,采用LS-DYNA对其建立了分离式共节点模型,对建筑物倒塌过程进行了数值模拟计算,分析了主要承重梁的内部结构变化,并与实际爆破拆除过程进行了对比。结果表明,采用分离式共节点模型可以很好地模拟高层建筑物倒塌过程,且模拟的倒塌过程与实际的倒塌过程比较吻合,可为类似工程提供参考。     

250m超高钢筋混凝土烟囱套入式爆破拆除的数值模拟

研究250 m 高钢筋混凝土烟囱在狭窄环境下进行套入式爆破拆除的可行性。运用 LS-DYNA 软件分别模拟无风载荷作用和有风载荷作用下烟囱的倒塌过程。使用 ALE 多物质流动和流固耦合算法模拟风载荷的作用;采用共节点分离式钢筋混凝土模型,并对混凝土单元和钢筋单元进行受力分析。研究表明在爆破切口形成后,钢筋对上半段混凝土的有效支撑时间在0.5 s 左右,且风速 V =10 m/ s 时为爆破拆除的临界环境,进而证实了在狭窄环境条件下超高烟囱套入式爆破拆除具有可行性。     

钢筋混凝土烟囱高位切口爆破拆除数值模拟研究

为进一步研究复杂条件下高耸烟囱分段控制爆破拆除技术,利用高速摄影对钢筋混凝土烟囱高位切口上段筒体爆破拆除倒塌过程进行拍摄,并采用共节点分离式模型,利用DYNA非线性有限元软件对烟囱上段筒体爆破拆除倒塌过程进行了数值计算。结果表明:数值模拟结果和实际吻合较好;高位切口上段筒体倒塌过程可分为爆破切口形成、切口支撑部位变形破坏、筒体下座及定向倾倒和触地解体破碎四个阶段;高位爆破切口形成后,烟囱经历2 s左右时间进行应力重新分布是烟囱完成安全、定向准确爆破拆除的关键条件;高位切口支撑部位变形破坏由受压区开始,向受拉区发展,在此过程中,中性轴向后移动,轴向钢筋受压屈服。     

钢筋混凝土空心薄壁高墩爆破拆除数值模拟

在桥梁结构中,钢筋混凝土薄壁高墩常因其自身的稳定失效问题而需要被拆除。高为50 m的垂直度不满足要求的钢筋混凝土薄壁高墩,根据现场作业环境,决定对其实施定向爆破拆除。利用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA,建立了薄壁高墩的分离式共节点模型;采用两种模拟方案对薄壁高墩进行数值模拟研究分析,两方案中的爆破切口形状分别为正梯形和倒梯形,并且对其倒塌效果和倒塌范围进行了对比;结合现场实际需求和数值模拟效果,选取倒梯形的爆破切口对薄壁高墩实施爆破拆除,达到了预期的爆破效果。结果表明:分离式共节点模型可以模拟薄壁高墩的倒塌过程,并且倒梯形切口更有利于薄壁高墩的定向爆破拆除倒塌。     

布孔方式对支撑梁爆破拆除的影响机制

支撑梁爆炸毁伤破坏效应的数值模拟及理论研究是创新改进爆破拆除方法的前提。结合钢筋混凝土支撑梁爆破拆除工程实际,针对垂直布孔与多向协同布孔分别建立其共节点分离式模型,比较分析梁内Von Mises等效应力分布规律、爆炸荷载空间分布特点及其破碎形态。结果表明:相邻炮孔炸药能量分别在50μs、60μs开始耦合叠加,叠加区应力水平显著增高;在混凝土碎胀效应及反射拉伸波共同作用下,支撑梁表面材料单元以拉伸破坏为主;相同炸药单耗时,多向协同布孔法可促进梁内爆炸荷载的均匀分布,有效改善拆除效果;材料失效演变过程表明,支撑梁破碎形态分别在255μs、265μs时刻稳定下来,采取先下后上的起爆顺序,能有效防治爆破飞石危害。     

框架-剪力墙结构建筑物定向倒塌的研究

利用ANSYS/LS-DYNA有限元软件,采用共用节点分离式模型对某高层框架-剪力墙结构的定向爆破拆除进行数值仿真研究.通过与实际工程的对比发现:分离式模型模拟的结果较好地符合实际,对工程具有指导意义.进而,分析了钢筋和混凝土单元的应力-时程曲线,指出共用结点分离式钢筋混凝土模型能很好的反映钢筋和混凝土2种材料的力学性...     

框架结构建筑物爆破拆除数值分析

利用ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件,采用共节点分离式模型建立11层框架结构建筑物模型,并对其进行定向倒塌的数值分析.通过和实际工程的比较,发现数值分析的结果和实际工程的结果误差很小.在原模型基础上,分别增大和减小爆破切口高度,数值模拟结果得出:在一定条件下,爆破切口越大,建筑物倒塌触地冲击力越大,有利于建筑物触地时的二次解体,同时前冲距离也会随之增大.     

基于CONWEP动态加载的建筑物爆破拆除数值模拟

建(构)筑物爆破拆除数值模拟通常采取单元删除法模拟爆破切口的形成,而忽略了在爆炸载荷下形成爆破切口时动态冲击作用对结构失稳倒塌的影响。基于Abaqus/Explicit,将内置的CONWEP爆炸加载方式和经典JwL状态方程加载方式进行对比。对CONWEP方式加载进行当量转化,将工程装药量转化为模拟装药量,实现了爆破加载模拟。最后将CONwEP动态加载方式用于模拟爆破切口的形成,分析爆炸载荷下建(构)筑物的连续倒塌过程,采取更接近拆除实际的模拟方法,并获得有益的进展。     

数值模拟在冷却塔爆破拆除中的应用

针对目前双曲线冷却塔爆破拆除数值模拟中往往采用整体式模型的实际情况,为了更加真实的反映出钢筋混凝土在拆除爆破过程中的力学特性,基于ANSYS/LS—DYNA建立了分离式共节点模型,并结合工程实例进行对比分析。结果表明,利用分离式共节点模型能准确反映出冷却塔倒塌过程中变形扭曲—扭转撕裂—自由塌落的运动过程,模拟的结果与实际的爆破过程极为相似。因此可认为,利用分离式共节点模型可对爆破拆除方案进行预演从而为方案的优化提供参考和借鉴。     

基于CONWEP动态加载的建筑物爆破拆除数值模拟

建(构)筑物爆破拆除数值模拟通常采取单元删除法模拟爆破切口的形成,而忽略了在爆炸载荷下形成爆破切口时动态冲击作用对结构失稳倒塌的影响。基于Abaqus/Explicit,将内置的CONWEP爆炸加载方式和经典JwL状态方程加载方式进行对比。对CONWEP方式加载进行当量转化,将工程装药量转化为模拟装药量,实现了爆破加载模拟。最后将CONwEP动态加载方式用于模拟爆破切口的形成,分析爆炸载荷下建(构)筑物的连续倒塌过程,采取更接近拆除实际的模拟方法,并获得有益的进展。