框架剪力墙结构的定向爆破倒塌过程 directional blasting collapse process of frame-shear wall structure.pdfVIP

第31卷第6期 爆炸与冲击 V01．31。No．6 2011年11月 EXPLOSl0NANDSHOCKWAVES NOV．。2011 文章编号：1001—1455(2011)06—0647—06 框架剪力墙结构的定向爆破倒塌过程。 言志信1’2，刘培林1’2，叶振辉1’2 (1．兰州大学西部灾害与环境力学教育部重点实验室。甘肃兰州730000} 2．兰州大学土木工程与力学学院，甘肃兰州730000) 摘要：利用ANSYS／L§DYNA有限元软件，分别采用整体式模型和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模拟。通过与实际工程的对比发现，分离式模型模拟的效果更贴近实 际，模拟结果更准确；此外，待拆除结构的爆破切口适当上移，可以减少结构的倒塌范围；最后，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地反映钢筋和混凝土材料的力学 性能差异。 关键词：爆炸力学；定向爆破拆除；ANSYS／LS-DYNA；框剪结构；分离式模型 中图分类号：0389；TU746，5国标学科代码：130·35 文献标志码：A 随着城市化进程的加快，在城市现代化改造工程中爆破拆除起着越来越重要的作用，城市复杂的建 筑环境对爆破拆除提出了更高的要求。以往主要通过经验进行建筑物爆破拆除设计的方法已经不能满 足工程实践快速发展的要求，因此针对建筑物爆破拆除的研究更加迫切。 孙金山[13探讨了高耸筒形建筑物的折叠爆破拆除过程，指出上下切口起爆时差是直接关系到整个 方案成败的关键参数；杨国梁等[2]利用分离式模型模拟高层框筒结构建筑物的折叠爆破拆除，研究了不 同切口高度和延迟时间对倒塌范围和爆堆高度的影响；崔正荣等[31利用有限元程序对剪力墙结构原地 坍塌爆破拆除过程进行模拟，指出模拟的结果与实际情况比较接近；叶振辉等[43运用力学原理建立砖烟 囱倒塌的模型，结合数值模拟进行研究，并与实际倒塌过程相对比，指出烟囱倒塌过程中的折断多发生 在在距离地面1／3处和约l／2处。 建筑物爆破拆除工程自身的特性决定对每一次爆破过程进行实际实验是不可能的，而数值模拟为 这一问题的解决提供了可能。本文中，以某实际工程为例，进行数值模拟，将模拟结果与工程实际进行 对比，然后分析切口位置对倒塌范围的影响。 1 工程实例 1．1工程概况 待拆除大楼为框架剪力墙结构[53；自然地平以上 16层，高约48m；主楼东西长32m，南北宽27m；柱 m×0．7m。平面图如图l所示。 尺寸为0．7 根据场地条件，为保证附近人员、建筑物及市政设 施的安全，预定倒塌范围及实际倒塌范围如图2所 示‘5‘。 1．2爆破方案 图1结构平面图 采用定向倾倒爆破的方案，工程实例中切口位于 Structural diagram Fig．1 plane -收稿日期：2010—08—20；修回日期：2011一01—10 基金项目：甘肃省科技计划基金项目：科技支撵计划项目(1011GKCA019)； 甘肃省建设科技攻关项目(JK2010—43) 作者简介：言志信(1961一)，男，博士，教授。 万方数据 爆 炸 与 冲 击 第3】卷 第4--8层，切口示意图如图3所示o。。 r 二…．一-_，、 1 i_ 1| coi。l印” ：一]．／Actua呻l 拍；