結構倒塌的案例
基于ANSYS/LS-DYNA框剪結構爆破倒塌仿真分析
摘 要：不同切口方式與延期時差對建筑物拆除爆破倒塌效果有極大影響，尤其是對大高寬比的框架剪力墻結構。因此，利用數值模擬對建筑物倒塌效果進行仿真分析，對于爆破方案的優化具有重要的指導意義。以某17層框架剪力墻結構拆除爆破工程實例，利用ANSYS/LS-DYNA有限元分析軟件，采用整體式模型，
對不同切口方式和延期時差的框架剪力墻結構倒塌過程進行數值模擬。對框剪結構分別采用三角形和梯形切口，以及切口處中間排立柱同時起爆和延期起爆，共選取4種組合方案進行結構倒塌的對比分析。結果表明：采用三角形切口時，中間排立柱同時起爆，最后排立柱容易被壓屈，形成的偏心彎矩比第二爆破區段只爆破底層立柱偏小；采用梯形切口時，在切口全部形成后，結構倒塌過程中，梯形切口以上部分形成附加的偏心彎矩較三角形切口小，切口觸地時前傾速度比三角形切口小。
拆除爆破得益于其安全、快速和高效等特點，近年來在建筑物拆除，特別是在高層建筑物拆除中得到了有效的應用。框架剪力墻結構由于其抗震和抗風性能好，被普遍應用于城市超高層建筑中，故相應的對框剪結構的拆除項目數量是不勝枚舉。在對建筑物進行拆除爆破時，常用的爆破切口形式主要有兩種，即梯形切口和三角形切口,切口形式的選取對爆破效果會產生重要影響；與此同時切口處各爆破構件的延期起爆時間對結構拆除爆破起著關鍵作用。而對于切口處立柱的起爆情況的研究分析，更多的還停留在經驗總結階段，其原因是拆除爆破具有不可逆性，對其進行實體實驗代價太大。因此，隨著計算機技術的發展，數值模擬則成為分析拆除爆破倒塌過程的極佳手段。
研究表明，選取恰當的模型與參數，數值模擬可以真實地反映建筑物爆破拆除倒塌過程，模擬得到的該建筑爆破倒塌堆積形態與工程實際吻合良好，對實際工程有重要的參考價值。
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基于Ansys/LS-DYNA框剪結構爆破倒塌仿真分析
[ 摘 要 ] 不同切口方式與延期時差對建筑物拆除爆破倒塌效果有極大影響，尤其是對大高寬比的框架剪力墻結構。因此，利用數值模擬對建筑物倒塌效果進行仿真分析，對于爆破方案的優化具有重要的指導意義。以某17層框架剪力墻結構拆除爆破工程實例，利用Ansys/LS-DYNA有限元分析軟件，采用整體式模型，對不同切口方式和延期時差的框架剪力墻結構倒塌過程進行數值模擬。對框剪結構分別采用三角形和梯形切口，以及切口處中間排立柱同時起爆和延期起爆，共選取4種組合方案進行結構倒塌的對比分析。結果表明：采用三角形切口時，中間排立柱同時起爆，最后排立柱容易被壓屈，形成的偏心彎矩比第二爆破區段只爆破底層立柱偏小；采用梯形切口時，在切口全部形成后，結構倒塌過程中，梯形切口以上部分形成附加的偏心彎矩較三角形切口小，切口觸地時前傾速度比三角形切口小。
[ 關鍵詞 ] Ansys/LS-DYNA數值模擬；拆除爆破；框剪結構；切口方式；延時時差
前言
拆除爆破得益于其安全、快速和高效等特點，近年來在建筑物拆除，特別是在高層建筑物拆除中得到了有效的應用。框架剪力墻結構由于其抗震和抗風性能好，被普遍應用于城市超高層建筑中，故相應的對框剪結構的拆除項目數量是不勝枚舉。在對建筑物進行拆除爆破時，常用的爆破切口形式主要有兩種，即梯形切口和三角形切口，切口形式的選取對爆破效果會產生重要影響；與此同時切口處各爆破構件的延期起爆時間對結構拆除爆破起著關鍵作用。而對于切口處立柱的起爆情況的研究分析，更多的還停留在經驗總結階段，其原因是拆除爆破具有不可逆性，對其進行實體實驗代價太大。
展開 建筑結構動力彈塑性與倒塌分析的參數化建模軟件PA-TRANS
鋼筋混凝土框架剪力墻結構倒塌過程仿真
對2011年2月11日新西蘭地震中倒塌的the Pyne Gould Corporation (PGC) 辦公樓進行倒塌過程模擬分析。該結構是鋼筋混凝土框架剪力墻結構，始建于1964年，后經多次加固改造。該結構的原貌與倒塌后形態見圖5.7與5.8。圖5.9為按目擊者描述給出的結構倒塌過程。
分析模擬時，首先采用PKPM進行結構建模、配筋計算，模型相比實際結構有所簡化；隨后采用建筑結構參數建模軟件PA-TRANS將PKPM軟件中的設計模型轉換至ABAQUS模型，并采用隱式、顯式分析模型接力計算。圖5.10為模擬計算得到的結構倒塌過程。可以看出，二者的破壞位置與倒塌過程較為接近，誤差原因可能是計算模型與實際結構有所差異、計算中未考慮構件剪切破壞所致。
圖5.7 PGC辦公樓原貌
圖5.8 PGC辦公樓倒塌后的破壞形態
圖5.9 實際結構倒塌過程
圖5.10 模擬結構倒塌過程
六、 結論
1. PA-TRANS程序能夠按按工程分析需求實現復雜建筑結構的有限元參數化建模，使得工程師較為方便地使用ABAQUS軟件進行復雜建筑結構的動力彈塑性分析乃至倒塌過程模擬。
2. 配套的“基于ABAQUS平臺的鋼與混凝土單軸材料本構模型SJZU-CSUNIAXIAL”能夠較為準確地描述鋼筋混凝土梁柱、剪力墻構件的滯回性能。
3. 通過PA-TRANS程序轉換得到的ABAQUS結構模型在結構總質量、自振周期、振型等結果與原PMSAP模型計算的結果均能夠很好地吻合，PA-TRANS程序可用于復雜建筑結構模型的轉換。
4. 采用PA-TRANS程序能夠進行結構倒塌過程模擬，且模擬結果與實際結構的破壞位置、破壞順序與倒塌過程較為接近。
展開 砌體結構地震作用倒塌開裂數值模擬
兩個簡單的例子，主要模擬地震作用下砌體結構的倒塌或者開裂。說是地震作用，其實是靜力作用，因為地震激勵本身不是這兩個案例研究的對象 和焦點，兩個案例均屬于概念性計算，不必深究具體參數（如幾何尺度、材料參數等）的精確性，但也不會差得太遠。兩個案例均屬于試算性質，目的在于探討一種方法模式的可行性，計算結果大體規律還不算差，因此與大家分享（也鑒于個別論壇網友私下多有疑問，因此算是一并做一個解答參考）
思路說明 ：
1、兩個計算模型（附件壓縮包），一個作墻體開裂分析，一個做墻體坍塌計算（采用隱式方法）
2、墻體開裂模型，鑒于目前并無完整的關于砌體本構模型的數據（也可能是我沒有找到，如有朋友擁有，愿不吝賜享），因此采用了類似的混凝體開裂本構模型，但具體材料參數，如開裂強度、抗壓強度、彈性模量，大致參考相關砌體規范資料.
3、墻體坍塌模型，采用了adina雙線形彈塑性模型（具有斷裂特征），斷裂點根據規范參數計算。
4、若干個關于復雜非線性計算收斂的控制參數，模型中一并設置完好，供參考，為防止信息丟失，模型為idb格式，8.4.2版本，共4個壓縮包。
最后說明：這兩個案例僅為大家提供思路之用，如果從學術角度或者技術角度審視，歡迎私下交流。
磚墻崩塌
磚墻裂縫.
磚墻倒塌模擬動畫
磚墻裂縫發展動畫
計算模型
計算模型.part01.rar
計算模型.part02.rar
計算模型.part03.rar
計算模型.part04.rar
展開 
基于LS-dyna建筑物爆破拆除的仿真分析
結論
通過對9層框架樓房的拆除爆破倒塌過程的數值模擬優化分析，得出以下幾點結論：
（1）拆除最后一排立柱，當延期時間為0.3s時，結構塑性鉸形成位置較低，且結構切口上沿觸地后，能夠很好地實現接觸位置逐漸擴大和前移的理想倒塌形式。當延期時間為0.5s時，結構塑性鉸形成位置較高，上部結構轉動過程中切口上沿與下一層樓板接觸，導致接觸點位置過高，樓層頂端先觸地，從樓層頂端到切口上沿逐漸破壞。
（2）最后一排立柱不拆除的情況下，延期時間為0.3s時，切口上部結構在大偏心作用下很容易在切口頂端后排立柱產生應力集中，形成塑性鉸，并且很快就發生折斷，導致上部結構發生整體翻轉。當延期時間加長到0.5s時，結構在后兩排立柱形成較多的塑性鉸，在繞塑性鉸轉動過程，結構最終也會整體同時撲倒在地面。
（3）在框架結構倒塌過程中，不同排的承重柱受力形式相差很大，采用整排柱子截面合軸力的分析方法，可以較為準確的分析結構倒塌過程立柱的受力情況。
展開 風雨不動安如山：大跨空間結構受力研究
浙江省經濟發達，大跨空間結構應用廣泛。但近年來臺風、暴雪等惡劣天氣災害導致的大跨空間結構破壞時有發生，因此研究惡劣天氣環境下大跨空間結構的力學性能和失效機理具有重要的社會意義和科學意義。
袁行飛，教授，博士生導師，自1995年始從事空間結構研究工作，對索穹頂等新型索桿張力結構的體系開發、計算分析理論、結構優化控制等方面進行了系統研究。近年來也對結構在各種交叉領域如建筑節能、可再生能源利用中的相關理論和應用進行了有益探索。先后負責國家自然科學基金項目四項，主要研究方向是：空間網格結構，預應力空間結構，索桿張力結構，索穹頂結構以及結構分析基礎理論和設計技術。
2014年1月，袁行飛擔任浙江省自然科學基金重點項目"惡劣天氣環境下大跨空間結構失效機理研究"的項目負責人，該項目于2017年12月順利完成了結題驗收。項目從荷載、構件、結構三個層次對大跨空間結構在惡劣天氣環境下的失效機理進行了研究。建立了臺風和風致積雪計算模型，得到了結構在臺風風場下的平均風壓系數和各點風速時程，推導了屋蓋風致積雪分布系數計算公式。建立了拉索和壓桿精確力學分析模型，推導了適用于向量式有限元的精細梁單元彈塑性分析計算公式。對大跨空間結構倒塌全過程中的接觸、碰撞、斷裂等不連續行為進行了研究。將冗余度理論應用于空間結構的失效分析，基于局部構件失效后結構的冗余度分布評價構件重要性。開發了包含前處理模塊、計算分析模塊和后處理模塊在內的索桿張力結構倒塌分析程序，對空間結構受力全過程進行了仿真分析，研究了索穹頂結構和弦支穹頂結構在不同荷載作用、局部索破斷情況下結構的破壞模式及失效機理。對臺風作用下網殼結構和弦支穹頂結構的動力失效全過程進行了模擬，分析了災害雪作用下單坡屋蓋的力學性能和膜結構袋狀效應發展過程。
展開 超大型鋼筋混凝土冷卻塔龍卷風致倒塌仿真分析
結構固有頻率的降低會導致龍卷風振動效應的惡化，強化了冷卻塔結構的風致敏感性。
穩定性分析
由于冷卻塔殼體結構的薄壁特性，結構屈曲失穩曾經被認為是引發冷卻塔在強風作用下倒塌的決定性因素。屈服應力狀態法（BSS）的穩定性驗算公式如下:
圖12(a)給出了水工規范BSS方法計算結果，圖12(b)給出了基于分岔屈曲分析的五種渦流比下臨界屈曲切向風速隨相對距離的變化情況。臨界切向風速隨相對距離和渦流比的變化趨勢與BSS方法相似。兩種穩定性分析方法的結果表明，位于龍卷風渦核半徑位置時更容易發生失穩。當冷卻塔位于龍卷風渦核內時，渦流比低的龍卷風更容易引起結構屈曲；而當冷卻塔位于龍卷風渦核外時，渦流比大的龍卷風更容易造成結構屈曲。圖12還表明了分岔屈曲分析得到較高的臨界風速，而BSS方法得到相對較低的臨界風速。這種差異是由于BSS方法一定程度上考慮了結構的非線性效應，而分支屈曲分析只針對線彈性結構實施計算。
圖12 臨界屈曲切向風速
失效機理
長期以來，對于冷卻塔風致結構破壞是由于失穩還是材料破壞，一直缺乏共識。基于上述倒塌數值模擬和穩定性分析，龍卷風作用下結構破壞臨界風速對比如圖13所示。結果表明，在不考慮相對距離和渦流比的情況下，分岔屈曲分析和倒塌數值模擬分別得到了最大和最小臨界速度，而BSS方法得到了介于最大值和最小值之間的臨界速度。結構倒塌對應的臨界速度小于失穩對應的臨界速度，這意味著龍卷風作用下冷卻塔的結構破壞是由倒塌損傷引起的，而不是冷卻塔彈性失穩引起的。穩定性分析和倒塌數值模擬得到的臨界切向風速的差異是由于倒塌模擬考慮了材料非線性和裂紋的出現，而穩定性分析僅針對線彈性結構進行。
展開 板柱結構連續倒塌
請問這種由于混凝土被壓碎，突然下降的曲線如何來模擬！
LSDYNA鋼筋混凝土結構/構件爆破/爆炸倒塌本構材料參數——持續更新ing ￥88
2026.3.29更新
以下材料本構，均為自己平時查看相關文獻以及幫助碩博研究生多輪測試模型總結出的材料本構參數，可以很好的適用于框架結構、框剪結構，剪力墻結構、冷卻塔、煙囪、水塔、橋梁等。鋼筋混凝土/巖石材料參數包含以下6中常用本構：（
1.*MAT_PLASTIC_KINEMATIC（MAT_003混凝土/鋼筋）自帶失效；2.*MAT_CONCRETE_DAMAGE_REL3_TITLE（MAT_72R3KC本構）可看損傷；3.*MAT_BRITTLE_DAMAGE（MAT_96混凝土）整體式模型；4.*MAT_JOHNSON_HOLMQUIST_CONCRETE（MAT_111巖石HJC）可看損傷；5.*MAT_CSCM_CONCRETE（MAT_159混凝土）可看損傷/擬靜力；
6.*MAT_RHT（MAT_272混凝土RHT）可查看損傷/沖擊荷載），以下將對以上列出的本構進行詳細說明，并且提供專用K文件材料本構模板，直接導入參數即可（注意單位轉換）
后續我會把之前各種倒塌動畫放上來，對應用的是那種本構也會一一對應上來
單位制轉換↓↓：
推薦首行和尾行單位制設置
多個K文件同時導入設置方法
MAT159本構C30簡單參數設置
MAT159本構C20詳細參數設置
mat3參數詳解示例
展開 作為土木工程師：有必要了解失穩破壞是如何讓房子倒塌的。
從結構工程師的角度看，在大老K平均值接近2、失效概率1/1000的情況下，一個真實的結構居然倒了，足尺結構試驗也做不到啊。所以，本文的目的不在于得出樓倒塌的真正原因，因為資料有限，涉及的一些問題要后續由有關部門綜合確定。但這并不妨礙出于結構工程師的本能對該事件進行分析研究。與對事件分析的準確性相比，本文側重點在于分析結構受力過程的邏輯性及解釋的合理性，正所謂只有知道“房子是怎樣倒下的”，才能知道“房子如何站起來”。
鋼結構的破壞一般源于結構失穩。失穩的意思是材料沒有達到屈服強度而破壞，彈性失穩和彈塑性失穩都叫失穩。
圖1
這個樓的倒塌也是源于失穩。有一個視頻，記錄了樓的倒塌過程——樓是瞬間自前向后往“一側”倒掉的，典型的結構失穩，圖1為樓倒塌后的狀態。為什么是穩定破壞而不是強度破壞呢？關鍵是這個“瞬間”。古人云：失穩如失戀，發生在瞬間。那強度破壞是什么呢？強度破壞如戀愛，時間有長有短，但需要火候。看，古人就是智慧！
那房子為什么會失穩呢？這就要匯集一下目前的背景材料，雖然不完全準確。該建筑原為四層鋼結構，雙向鋼框架。
展開 基于ANSYS某單層球面網殼結構整體穩定性分析
基于ANSYS某單層球面網殼結構整體穩定性分析
注：此文核心內容非水哥原創，水哥只做部分語言美化與校核工作，出于私密性要求，本文不提供命令流學習。
所謂網殼結構，其實是指由一種桿件組成的曲面網格結構，也可以看成是曲面的網架結構，兼有桿系結構和薄殼結構的固有特性。因而其具有結構形式多樣，跨度大，質量輕，現場安裝簡便等特點，近年來被廣泛用于建筑工程中。以下工程皆為網殼結構。
日本名谷屋體育館
福岡體育館
天津體育館
上海國際會議中心
雖然網殼結構有如此多的優點，但同時也應該注意到國內外常有網殼結構倒塌事故的發生，而其中結構的整體性失穩已成為一種關鍵性因素。
本文以某單層球面網殼為例，采用ANSYS軟件對其進行了結構整體穩定性分析，該網殼大概情況如下：跨度40米，矢高8米，勁肋為6，環桿的圈數為5，主要截面為外部直徑為152mm，壁厚為5mm的鋼管。
本次分析主要包括以下內容：
1、等效節點荷載的轉換
2、施加等效節點荷載，網殼的靜力分析
3、網殼屈曲分析
4、考慮幾何非線性(幾何缺陷)的穩定性分析
5、改變矢跨比后結構穩定性分析
6、考慮材料非線性和幾何非線性后結構的穩定性分析。
結構建模思路主要為通過有規律的節點坐標，建立節點，通過節點建立我們所需單元，單元這里采用beam189以及mass21(考慮節點安裝質量)。
展開 
爆破拆除曲線梁橋連續倒塌過程分析
研究方法以及想要的效果
拆除構件設計是將結構中的初始失效構件進行移除，分析余下結構在原有荷載作用下通過內力重分布的方式發展至新的穩定平衡狀態或發生連續性倒塌。若結構發生連續性倒塌，可采取增強剩余結構的承載力或者延性的方法防止連續倒塌，這樣的處理方式實質上是為了給結構提供備用的荷載傳遞途徑，所以拆除構件法通常又被稱為“備用荷載路徑法”。其中，移除失效構件是指其不參與后續計算，并未對相鄰構件間的連接造成影響。
步驟：
1）建立有限元模型
2）施加靜力荷載（重力荷載，可變荷載：橋面均布荷載10.5KN/m，跨中集中荷載為240KN），隱式分析，進行靜力分析達到靜力平衡，得到靜力響應結果（這個結果是要保留的）
3）通過 read disp 和動力松弛引入結構進行隱式分析后所達到的靜力平衡狀態，瞬間拆除失效構件（4號墩），（用生死單元法）失效時間要小于1階豎向自振周期的1/10
4）進行隱式轉顯式動力分析，直至結構發生倒塌，得到動力響應結果，如：失效柱頂點位移圖，其他橋墩和梁的位移時程曲線，發生落梁對橋墩發生撞擊的撞擊力時程曲線，以及塑性鉸分布、倒塌破壞圖等。
有限元模型圖：
支座形式：
整體有限元網格模型圖：
有限元模擬動畫效果：
展開 用SACS 海洋平臺結構分析軟件
彈塑性分析可用于撞船分析、爆炸分析及一般的結構倒塌分析。在 本軟件包中包含有 PSI 非線性土壤 / 樁 / 結構相互作用程序模塊 , COLLAPSE 非線性彈塑性分析程序模塊以及結果圖形顯示模塊。運行本軟件包需要先運行 STATIC I Pro, STATIC II Pro 或者 STATIC III Pro 等軟件包。
DYNAMIC I: 基本動力分析附加軟件
基本動力響應分析軟件包包括結構自振特性分析模塊并可以選擇一般動力響應分析模塊或波浪動力響應模 塊。如選擇一般動力響應分析模塊則可以用于地震進行響應波譜分析和時程分析，其中響應譜分析包含 CQC 和 SRSS 模型的組合技術，一般強迫振震動分析以及冰振的動力響應分析。如選擇波浪動力響應模塊則可以進行波浪確定性響應、隨機時程響應分析以譜分析。運行此模塊需 要有 STATIC I Pro,STATIC II Pro or STATIC III Pro 軟件包的支持。
DYNAMIC II: 高級動力分析附加軟件包
完整動力響應分析軟件包包括結構自振特性分析模塊、一般動力響應分析模塊和波浪動力響應模塊。一般動力響應分析模塊則可以用于地震進行響應 波譜分析和時程分析，其中響應譜分析包含CQC 和 SRSS模型的組合技術，一般強迫振動分析以及冰振的動力響應分析。波浪動力響應模塊則可以進行波浪確定性響應、隨機時程響應分析以譜分析。運行此模塊需 要有 STATIC I Pro, STATIC II Pro or STATIC III Pro 軟件包的支持。
DYNAMIC FATIGUE I: 基本動力疲勞分析軟件包
基本的動態疲勞軟件包結構一般動力疲勞分析。此軟件包中包含 DYNAMIC I 軟件包中的模塊以及 FATIGUE Pro 模塊。
展開 離散元pfc巖土力學仿真應用技術
大概內容：
一、離散單元法及PFC基本原理
二、PFC5.0基礎：簡單的數值建模與分析
三、FISH語言：邁向高級模擬的必備技巧 實例分析 三軸試驗的模擬與分析 散粒體各向異性力學性質分析手段與技術
四、高級模擬：復雜數值模型技巧與分析 實例分析 巖石破裂的聲發射模擬與數學分析 顆粒形狀對其力學性質的影響與分析 等效巖體技術與應用實例
五、高級應用Ⅰ：流固耦合與離散-連續耦合分析 實例分析 DARCY滲流實例分析 PFC-FLAC耦合實例分析 樁-土相互作用的離散連續耦合實例分析
六、高級應用Ⅱ：巖土基本力學性質研究
5.1 基本數值試驗
5.2 土的強度與應力-應變關系分析：真三軸試驗模擬
5.3 顆粒破碎模擬分析
5.4 巖石破裂試驗模擬分析
5.5 循環單元試驗中荷載與排水條件的控制
5.6 巖土各向異性力學性質與組構發展分析
七、高級應用Ⅲ在工程實踐中的應用分析 實例1：堆石壩碾壓工程模擬分析
實例2：邊坡工程模擬分析
實例3：地下工程模擬分析
實例4： 建筑結構地震倒塌模擬分析
電話：13522797150
吳熠燦
展開 【STKO首席開發師massimo博士講座】歡迎報名
【連續性倒塌課題分享】鋼框架建筑結構抗倒塌性能研究進展
【STKO 經典案例分享】
案例一：大跨橋梁多點地震激勵分析（tcl來自陳學偉）
案例二：超高層彈塑性時程分析（tcl來自陸新征老師）
案例三：土結構相互作用SSI分析
案例四：鋼筋混凝土柱腳pushover分析
案例五：鋼筋混凝土柱滯回分析
案例六：砌體結構滯回分析
案例七：dual system 滯回和時程分析
