120 m高钢筋混凝土排气塔爆破拆除数值模拟研究

摘要

针对120 m高钢筋混凝土排气塔爆破拆除工程，利用有限元软件ANSYS/LS-DYNA,采用分离式共节点模型，对其倒塌过程进行数值模拟研究，并结合录像资料进行对比，分析其倒塌过程中结构支撑部、断裂部、顶部位置的失稳破坏过程及其运动状态。结果表明：长细比很大的筒体结构，因其自重大惯性大，并且结构外形有截面突变，下坐过程中冲击破坏与加速下落相互作用，故筒体在倒塌时在断面缺陷部位急剧收缩极易发生断裂；由模拟得0.2 s时爆破切口形成，应力集中首先在切口顶角出现，倾倒一定角度后背部拉裂，应力集中转移至切口底角；前期应力重分布时间约4.5 s, 9 s时在结构75 m位置处出现裂隙，筒体分离，下筒体绕塑性铰缓慢倾倒，上筒体自由落体；录像得8.5 s时在结构约70 m位置出现裂隙约为截面突变处；模拟倒塌长度范围为104 m,在触地时速度达最大，上筒体最大触地速度为49 m/s,下筒体速度达最大为29 m/s;模拟倒塌时间约12 s实际为11.8 s,与实际工程吻合得较好。

关键词

钢筋混凝土排气塔 / 定向爆破 / 数值模拟 / 倒塌过程分析