建筑结构爆破拆除数值模拟

　　《建筑结构爆破拆除数值模拟》结合建筑结构爆破拆除理论研究与工程实践，利用显式动力学有限元LS-DYNA软件，采用共节点分离式钢筋混凝土模型，对几种典型钢筋混凝土建构筑物爆破拆除倒塌过程进行了有限元分析模拟，计算结果生动揭示了建筑结构爆破拆除破坏倾倒过程，可为爆破理论研究和设计方案选择提供科学依据。《建筑结构爆破拆除数值模拟》共分10章，包括概述、建筑结构爆破拆除模拟过程、钢筋混凝土结构爆破拆除理论模型、有限元计算方法、共节点分离式模型及试验验证、单元尺寸效应和界面单元分析，以及典型钢筋混凝土楼房建筑物、筒仓、烟囱、水塔和桥梁等构筑物的爆破拆除模拟计算实例等内容。《建筑结构爆破拆除数值模拟》可供高等院校和研究单位从事爆破理论及工程技术研究的师生以及相关科研人员使用，也可作为建筑、冶金、煤炭、铁路、交通和水利水电等部门从事爆破技术和安全工程等专业技术工作者的业务参考书。

　　杨军，教授，博士生导师。现任北京理工大学机电技术学院爆破理论及技术学科组学科负责人。东北大学矿山建设专业学士，中国矿业大学北京研究生院矿山建设专业博士。曾在北京理工大学兵器科学与技术博士后工作站和日本工业研究院资源与环境技术研究所工作。长期从事爆破工程理论及技术方面的教学、科研和学科建设工作。曾承担自然科学基金“露天爆破地震效应及控制技术研究”、“建筑物爆破拆除过程数值模拟研究（中韩合作研发课题）”和“985工程重点学科建设项目等课题。主持的岩石爆破损伤理论模型及模拟技术研究在国内占领先地位，相关建构筑物爆破拆除过程数值模拟在国际上受到关注，其中钢筋混凝土分离模型在工程中已获成功应用。先后指导博士研究生12名，发表相关学术论文100多篇，出版学术专著4部，兼任中国力学学会爆破专业委员会委员，中国兵工学会爆炸安全专业委员会副主任委员，中日韩炸药与爆破技术专业委员会委员，中国工程爆破协会常务理事，北京工程爆破协会副理事长。

前言
第1章 概述
1.1 建筑结构爆破拆除技术应用现状
1.2 建筑结构爆破拆除技术研究
1.2.1 建筑结构爆破拆除技术特征
1.2.2 国外有关建筑结构爆破拆除研究简介
1.2.3 国内研究涉及爆破理论、拆除方法和爆破安全
1.3 钢筋混凝土结构爆破拆除数值模拟研究现状
1.4 建筑结构爆破拆除数值模拟存在的问题
参考文献
第2章 建筑结构爆破拆除数值模拟过程及典型示例
2.1 拆除爆破数值模拟过程
2.1.1 拆除爆破数值模拟步骤
2.1.2 拆除爆破模拟的建筑结构材料模型选择
2.2 爆破模拟常用软件
2.2.1 基于有限元模拟软件LS-DYNA
2.2.2 基于离散元模拟软件SLM2DEM
2.2.3 ABAQUS有限元程序
2.2.4 DDA方法模拟建筑物爆破拆除
2.3 典型建筑结构拆除爆破过程的数值模拟
2.3.1 100m钢筋混凝土烟囱定向倒塌爆破拆除的数值模拟
2.3.2 DDA方法模拟三峡RCC围堰定向倾倒过程
2.3.3 框架结构楼房爆破拆除
参考文献
第3章 钢筋混凝土结构爆破拆除理论模型
3.1 结构失稳破坏理论模型
3.1.1 爆破切口高度理论模型
3.1.2 支撑立柱失稳理论模型
3.2 结构倒塌运动的数学模型
3.2.1 基于多体系统动力学方程的数学模型
3.2.2 基于铰接双连杆双向折叠下落运动的数学模型
3.3 结构前冲、后坐理论模型
3.3.1 结构倒塌前冲理论模型
3.3.2 结构倒塌后坐理论模型
3.4 结构触地震动理论模型
3.4.1 结构触地震动速度
3.4.2 高层建筑物爆破拆除塌落震动的数学模型
参考文献
第4章 建筑结构爆破拆除有限元数值模拟
4.1 显式动力有限元程序LS-DYNA理论基础
4.1.1 LS-DYNA发展过程
4.1.2 LS-DYNA功能概述
4.1.3 LS-DYNA算法基础
4.1.4 LS-DYNA程序计算方法
4.2 建筑结构爆破拆除有限元模型的建立
4.2.1 爆破拆除数值模拟基本假设
4.2.2 钢筋混凝土有限元模型建立过程
4.2.3 钢筋和混凝土材料本构模型研究
4.3 建筑结构爆破拆除有限元模拟的单元删除及其他问题
4.3.1 爆破切口形式及切口形成的实现
4.3.2 材料失效方式的控制
4.3.3 接触方式的选择
4.3.4 沙漏能及计算时间的控制
参考文献
第5章 共节点分离式钢筋混凝土模型及试验验证
5.1 共节点分离式钢筋混凝土模型原理及建模方法
5.1.1 共节点分离式模型基本原理
5.1.2 共节点分离式模型建模方法
5.2 三层框架结构倒塌数值模拟研究
5.2.1 框架结构有限元模型
5.2.2 数值模拟结果分析
5.3 三层框架结构倒塌试验研究
5.3.1 浇筑试验模型
5.3.2 试验测试设备的布置
5.3.3 模型试验结果分析
5.4 数值模拟结果与试验结果比较分析
5.4.1 结构倒塌过程比较分析
5.4.2 结构破坏状态比较分析
5.4.3 结构触地震动比较分析
参考文献
第6章 爆破拆除模拟中的单元尺寸效应和界面单元问题
6.1 “单元尺寸效应”原理
6.2 不同单元尺寸下数值模拟结果比较
6.2.1 结构的有限元模型
6.2.2 结构倒塌过程比较
6.2.3 支撑立柱破坏过程比较
6.2.4 爆堆范围比较
6.2.5 结构倒塌y向速度比较
6.3 结构拆除模拟的界面单元问题
6.3.1 界面弹簧连接及几种黏结滑移的经验公式
6.3.2 界面元分离式模型建模方法
6.3.3 界面元分离式钢筋混凝土模型的试验验证
6.4 界面元分离式钢筋混凝土模型的实际应用
6.4.1 工程概况
6.4.2 测水塔有限元模型
6.4.3 数值模拟结果分析
参考文献
第7章 典型楼房建筑结构爆破拆除数值模拟
7.1 框架结构折叠爆破拆除数值模拟
7.1.1 16层框架结构楼房折叠爆破拆除数值模拟
7.1.2 框架结构爆破拆除数值模拟中充填墙体影响研究
7.2 剪力墙结构楼房爆破拆除有限元模拟研究
7.2.1 工程概况
7.2.2 计算模型
7.2.3 剪力墙结构楼房定向坍塌过程有限元模拟分析
7.3 核心筒-框架结构折叠爆破拆除数值模拟
7.3.1 工程概况
7.3.2 模型建立
7.3.3 模拟结果分析
参考文献
第8章 筒仓结构爆破拆除有限元模拟
8.1 钢筋混凝土筒仓群结构特点和基本假定
8.2 双排二层框架筒仓结构爆破拆除有限元模拟研究
8.2.1 实体模型
8.2.2 单元划分及材料参数
8.2.3 炸高6.9m时的有限元计算结果及其分析
8.2.4 炸高2.9m时有限元模拟结果及分析
8.2.5 炸高6.9m时不同割筋部位情况模拟及结果分析
8.3 双排单层框架筒仓结构爆破拆除有限元模拟
8.3.1 实体模型
8.3.2 倒塌过程有限元模拟结果及分析
8.4 三排混合框架筒仓结构倒塌有限元模拟
8.4.1 实体模型
8.4.2 爆破方案
8.4.3 三排混合框架筒仓结构倒塌过程有限元计算结果
8.5 三排筒仓结构中间劈开定向倒塌有限元模拟
8.5.1 结构概况和爆破方案
8.5.2 有限元模型建立
8.5.3 数值模拟结果分析
参考文献
第9章 烟囱、水塔类构筑物爆破拆除数值模拟
9.1 烟囱、水塔类构筑物的结构及材料特性
9.2 百米高烟囱折叠爆破拆除倒塌过程有限元模拟
9.2.1 工程背景
9.2.2 烟囱有限元模型的建立
9.2.3 烟囱有限元模型倒塌效果分析
9.3 高耸薄壁冷却塔爆破拆除数值模拟
9.3.1 模型及爆破方案
9.3.2 数值模拟结果分析与比较
9.4 爆破拆除X梁双曲线冷却塔倒塌过程数值模拟
9.4.1 工程概况
9.4.2 有限元模型的建立
9.4.3 计算结果
参考文献
第10章 钢筋混凝土桥梁爆破拆除数值模拟
10.1 桁架拱连拱桥爆破拆除数值模拟
10.1.1 工程概况
10.1.2 爆破参数设计
10.1.3 模型简介
10.1.4 数值模拟结果分析
10.2 钢筋混凝土桁式组合拱桥爆破拆除数值模拟
10.2.1 工程概况
10.2.2 爆破方案及参数设计
10.2.3 桁式组合拱桥爆破拆除模拟
10.2.4 模拟结果分析
10.3 钢筋混凝土双曲拱大桥深孔爆破拆除模拟
10.3.1 工程概况
10.3.2 爆破方案及参数设计
10.3.3 爆破过程数值模拟及分析
10.4 下承式80m肋拱公路桥爆破拆除数值模拟
10.4.1 工程概况
10.4.2 爆破拆除方案
10.4.3 桥梁的有限元模型
10.4.4 模拟结果分析
参考文献
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