建筑物倒塌動(dòng)力學(xué)（多體-離散體動(dòng)力學(xué)）及其爆破拆除控制技術(shù)

魏曉林，1940年生，1962年大學(xué)本科畢業(yè)，教授級(jí)高級(jí)工程師，博士生副導(dǎo)師。1992年獲國(guó)務(wù)院特殊津貼專家，1996年獲廣東省突出貢獻(xiàn)專家。從事工程爆破和礦山安全研究工作，在國(guó)內(nèi)核心期刊和國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)會(huì)議上發(fā)表論文40余篇，被EI.收錄3篇，合著一部。魏曉林，1940年生，1962年大學(xué)本科畢業(yè)，教授級(jí)高級(jí)工程師，博士生副導(dǎo)師。1992年獲國(guó)務(wù)院特殊津貼專家，1996年獲廣東省突出貢獻(xiàn)專家。從事工程爆破和礦山安全研究工作，在國(guó)內(nèi)核心期刊和國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)會(huì)議上發(fā)表論文40余篇，被EI.收錄3篇，合著一部。

1 概述

1.1 拆除爆破技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展

1.2 國(guó)內(nèi)外爆破拆除和建筑物倒塌力學(xué)研究現(xiàn)狀

1.3 多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)研究現(xiàn)狀

1.4 離散元法研究現(xiàn)狀

1.5 本文主要研究?jī)?nèi)容

1.5.1 提出多體-離散體動(dòng)力學(xué)

1.5.2 拆除損傷斷裂后的鋼筋混凝土材料力學(xué)

1.5.3 結(jié)構(gòu)體撞擊

1.5.4 結(jié)構(gòu)體倒塌的動(dòng)力過程

1.5.5 拆除建筑物的倒塌控制

1.5.6 集合現(xiàn)代信息技術(shù)的拆除綜合觀測(cè)

參考文獻(xiàn)

2 建筑倒塌的構(gòu)件破損及塑性鉸

2.1 材料強(qiáng)度

2.2 鋼筋和混凝土的應(yīng)力-應(yīng)變本構(gòu)關(guān)系

2.3 軸心受壓

2.4 受彎

2.4.1 極限彎矩

2.4.2 塑性鉸區(qū)

2.4.3 塑性鉸的觀測(cè)

2.4.4 機(jī)構(gòu)殘余彎矩

2.5 大偏心受壓

2.5.1 受偏壓構(gòu)件極限抗力

2.5.2 受偏壓構(gòu)件失穩(wěn)

2.5.3 帶側(cè)移的大偏心受壓

2.5.4 機(jī)構(gòu)偏心受壓殘余彎矩

2.6 梁柱橫切和受拉

2.7 高煙囪切口支撐部破壞失穩(wěn)力學(xué)分析

2.7.1 傾倒失穩(wěn)的圓心角和失穩(wěn)彎矩

2.7.2 自重突加載荷的圓心角

2.7.3 中性軸后移和機(jī)構(gòu)殘余彎矩

2.7.4 前剪區(qū)壓剪引發(fā)不對(duì)稱塑性鉸軸

2.7.5 支撐部后剪和塑性鉸消亡

2.8 剪力墻受壓

2.9 建筑平行構(gòu)件結(jié)構(gòu)

2.10 小結(jié)

參考文獻(xiàn)

3 建筑構(gòu)件沖擊

3.1 引言

3.2 沖擊應(yīng)力

3.3 沖擊破壞

3.3.1 沖擊破壞的位置

3.3.2 破壞歷程和破碎功

3.3.3 沖擊構(gòu)件破碎高度

3.4 結(jié)構(gòu)體撞地姿態(tài)

3.4.1 后柱撞地

3.4.2 前柱撞地

3.5 結(jié)構(gòu)撞地破壞形態(tài)

3.5.1 層間折疊柱和層內(nèi)柱端壓潰柱

3.5.2 同層柱端鉸側(cè)移

3.5.3 同跨梁端鉸下移

3.6 小結(jié)

參考文獻(xiàn)

4 多體-離散體動(dòng)力學(xué)

4.1 引言

4.2 多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)

4.2.1 多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的基本概念

4.2.2 建筑機(jī)構(gòu)的多體系統(tǒng)

4.3 多體離散動(dòng)力分析

4.4 完全離散體

4.5 多體-離散體動(dòng)力學(xué)

4.6 觀測(cè)驗(yàn)證

4.6.1 數(shù)值模擬參數(shù)

4.6.2 綜合觀測(cè)技術(shù)

4.6.3 觀測(cè)結(jié)果

參考文獻(xiàn)

5 多體-離散體動(dòng)力學(xué)的數(shù)值模擬

5.1 引言

5.2 多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)數(shù)值模擬

5.2.1 微分方程的數(shù)值計(jì)算方法

5.2.2 拓?fù)淝袚Q點(diǎn)的計(jì)算

5.2.3 數(shù)值模擬計(jì)算軟件的組織

5.3 多體離散數(shù)值模擬

5.4 小結(jié)

參考文獻(xiàn)

6 爆破拆除建筑物的變拓?fù)涠囿w系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)

6.1 引言

6.2 單開鏈機(jī)構(gòu)和冗余約束

6.2.1 單開鏈的機(jī)構(gòu)動(dòng)力方程

6.2.2 平行梁柱機(jī)構(gòu)

6.3 建筑機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)方程及其近似解和解析解

6.3.1 單跨框架梁傾倒

6.3.2 多跨梁的逐跨斷裂傾倒

6.3.3 框架底層柱傾倒

6.3.4 高聳建筑物的單向傾倒

6.3.5 樓房定質(zhì)量塌落及傾倒

6.3.6 建筑物塌落質(zhì)量散失及傾倒

6.3.7 高層建筑、倉體和框架撞地的翻倒

6.3.8 建筑物單開鏈2自由度傾倒

6.3.9 框架及排架的雙體傾倒近似解

6.3.10 后柱爆后框架的下落

6.3.11 多自由度單開鏈有根體倒塌

6.4 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)爆破拆除的變拓?fù)溥\(yùn)動(dòng)

6.4.1 現(xiàn)澆框架拆除倒塌的拓?fù)?

6.4.2 現(xiàn)澆框架變拓?fù)涞顾\(yùn)動(dòng)全局?jǐn)?shù)值模擬

6.4.3 鋼筋混凝土煙囪爆破拆除全局手算仿真

6.5 建筑機(jī)構(gòu)多體的功能原理

6.6 小結(jié)

參考文獻(xiàn)

7 多體動(dòng)力學(xué)控制建筑物拆除技術(shù)

7.1 引言

7.2 鋼筋混凝土煙囪

7.2.1 高煙囪的特點(diǎn)

7.2.2 切口參數(shù)

7.3 磚煙囪

7.3.1 切口圓心角

7.3.2 支座剪切磚煙囪后滑

7.3.3 磚煙囪切口高度

7.4 剪力墻

7.4.1 著地姿態(tài)、爆堆和后滑

7.4.2 剪力墻下坐及起爆次序

7.4.3 剪力墻切口角和翻倒

7.5 框架和排架

7.5.1 后坐和爆堆后沿寬

7.5.2 控制后坐措施

7.5.3 框架爆堆及判斷

7.5.4 樓房下坐

7.5.5 控制下坐的措施

7.5.6 切口角和撞地效果

7.6 爆破拆除建筑物的多體動(dòng)力學(xué)切口控拆技術(shù)

7.6.1 高煙囪單切口傾倒爆破拆除技術(shù)

7.6.2 高煙囪定倒向、定落點(diǎn)折疊爆破拆除技術(shù)

7.6.3 高聳樓房同向折疊傾倒爆破拆除技術(shù)

7.6.4 樓房折疊雙向傾倒爆破拆除技術(shù)

7.6.5 高聳樓房下坐傾倒爆破拆除技術(shù)

7.6.6 多層樓房原地整體坍塌爆破拆除技術(shù)

7.6.7 建（構(gòu)）筑物單切口單向傾倒爆破拆除技術(shù)

7.6.8 爆破拆除建（構(gòu)）筑物控制后坐綜合技術(shù)

7.6.9 爆破拆除建（構(gòu)）筑物控制下坐綜合技術(shù)

7.6.10 高大薄殼筒體弧鉸折合傾倒技術(shù)

參考文獻(xiàn)

8 建（構(gòu)）筑物拆除的綜合觀測(cè)

8.1 建（構(gòu)）筑物倒塌動(dòng)態(tài)攝像測(cè)量

8.1.1 三維攝像測(cè)量

8.1.2 二維攝像測(cè)量

8.1.3 一維攝像測(cè)量

8.2 大斷面支撐部（構(gòu)件）破壞外觀群組攝像觀測(cè)

8.2.1 工程概況

8.2.2 攝影觀測(cè)方案

8.3 支柱應(yīng)力應(yīng)變電測(cè)

8.3.1 工程概況

8.3.2 應(yīng)變測(cè)試方案

8.3.3 應(yīng)變測(cè)試系統(tǒng)

8.3.4 觀測(cè)結(jié)果及分析

8.4 小結(jié)

參考文獻(xiàn)

《建筑物倒塌動(dòng)力學(xué)(多體-離散體動(dòng)力學(xué))及其爆破拆除控制技術(shù)》將初始失穩(wěn)的極限分析、變拓?fù)涠囿w系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)、多體離散動(dòng)力分析和離散體動(dòng)力分析相結(jié)合，組成多體一離散體動(dòng)力學(xué)，用以數(shù)值模擬爆破拆除建筑物倒塌的全過程。大多數(shù)的建筑物爆破拆除，僅用該動(dòng)力學(xué)簡(jiǎn)化后的單開鏈系統(tǒng)就可以模擬，《建筑物倒塌動(dòng)力學(xué)(多體-離散體動(dòng)力學(xué))及其爆破拆除控制技術(shù)》推導(dǎo)出了各種建筑物的1～3體倒塌的動(dòng)力方程，提出它們的解析解和近似解。其方程的解，動(dòng)量定理和功能定理分析了爆破拆除高煙囪、剪力墻、框架和排架等結(jié)構(gòu)，以及多切口樓房的倒塌控制，從而解決了傾倒姿態(tài)預(yù)計(jì)，下坐、后坐、爆堆形態(tài)及其判斷，控制倒塌措施及切口措施參數(shù)等?！督ㄖ锏顾鷦?dòng)力學(xué)(多體-離散體動(dòng)力學(xué))及其爆破拆除控制技術(shù)》可供從事爆破拆除建筑物工作的研究人員和工程技術(shù)人員使用，也可供力學(xué)、建筑、礦業(yè)等類大專院校的教師和學(xué)生參考?！督ㄖ锏顾鷦?dòng)力學(xué)(多體-離散體動(dòng)力學(xué))及其爆破拆除控制技術(shù)》由魏曉林著。

《建筑物倒塌動(dòng)力學(xué)(多體-離散體動(dòng)力學(xué))及其爆破拆除控制技術(shù)》將初始失穩(wěn)的極限分析、變拓?fù)涠囿w系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)、多體離散動(dòng)力分析和離散體動(dòng)力分析相結(jié)合，組成多體一離散體動(dòng)力學(xué)，用以數(shù)值模擬爆破拆除建筑物倒塌的全過程。大多數(shù)的建筑物爆破拆除，僅用該動(dòng)力學(xué)簡(jiǎn)化后的單開鏈系統(tǒng)就可以模擬，《建筑物倒塌動(dòng)力學(xué)(多體-離散體動(dòng)力學(xué))及其爆破拆除控制技術(shù)》推導(dǎo)出了各種建筑物的1～3體倒塌的動(dòng)力方程，提出它們的解析解和近似解。其方程的解，動(dòng)量定理和功能定理分析了爆破拆除高煙囪、剪力墻、框架和排架等結(jié)構(gòu)，以及多切口樓房的倒塌控制，從而解決了傾倒姿態(tài)預(yù)計(jì)，下坐、后坐、爆堆形態(tài)及其判斷，控制倒塌措施及切口措施參數(shù)等。《建筑物倒塌動(dòng)力學(xué)(多體-離散體動(dòng)力學(xué))及其爆破拆除控制技術(shù)》可供從事爆破拆除建筑物工作的研究人員和工程技術(shù)人員使用，也可供力學(xué)、建筑、礦業(yè)等類大專院校的教師和學(xué)生參考?！督ㄖ锏顾鷦?dòng)力學(xué)(多體-離散體動(dòng)力學(xué))及其爆破拆除控制技術(shù)》由魏曉林著。