宏大爆破技术丛书：建筑物倒塌动力学（多体-离散体动力学）及其爆破拆除控制技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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魏晓林 著

图书标签:

• 建筑物倒塌
• 爆破拆除
• 动力学
• 多体动力学
• 离散元法
• 结构工程
• 土木工程
• 爆破技术
• 控制技术
• 拆除工程

出版社： 中山大学出版社

ISBN：9787306038067

版次：1

商品编码：10639276

包装：平装

开本：16开

出版时间：2011-04-01

用纸：胶版纸

页数：240

字数：400000

正文语种：中文

内容简介

《宏大爆破技术丛书：建筑物倒塌动力学（多体-离散体动力学）及其爆破拆除控制技术》将初始失稳的极限分析、变拓扑多体系统动力学、多体离散动力分析和离散体动力分析相结合，组成多体一离散体动力学，用以数值模拟爆破拆除建筑物倒塌的全过程。大多数的建筑物爆破拆除，仅用该动力学简化后的单开链系统就可以模拟，《宏大爆破技术丛书：建筑物倒塌动力学（多体-离散体动力学）及其爆破拆除控制技术》推导，出了各种建筑物的1~3体倒塌的动力方程，提出它们的解析解和近似解。其方程的解，动量定理和功能定理分析了爆破拆除高烟囱、剪力墙、框架和排架等结构，以及多切口楼房的倒塌控制，从而解决了倾倒姿态预计，下坐、后坐、爆堆形态及其判断，控制倒塌措施及切口措施参数等。《宏大爆破技术丛书：建筑物倒塌动力学（多体-离散体动力学）及其爆破拆除控制技术》可供从事爆破拆除建筑物工作的研究人员和工程技术人员使用，也可供力学、建筑、矿业等类大专院校的教师和学生参考。

内页插图

目录

1 概述
1.1 拆除爆破技术的产生和发展
1.2 国内外爆破拆除和建筑物倒塌力学研究现状
1.3 多体系统动力学研究现状
1.4 离散元法研究现状
1.5 本文主要研究内容
1.5.1 提出多体一离散体动力学
1.5.2 拆除损伤断裂后的钢筋一混凝土材料力学
1.5.3 结构体撞击
1.5.4 结构体倒塌的动力过程
1.5.5 拆除建筑物的倒塌控制
1.5.6 集合现代信息技术的拆除综合观测
参考文献

2 建筑倒塌的构件破损及塑性铰
2.1 材料强度
2.2 钢筋和混凝土的应力一应变本构关系
2.3 轴心受压
2.4 受弯
2.4.1 极限弯矩
2.4.2 塑性铰区
2.4.3 塑性铰的观测
2.4.4 机构残余弯矩
2.5 大偏心受压
2.5.1 受偏压构件极限抗力
2.5.2 受偏压构件失稳
2.5.3 带侧移的大偏心受压
2.5.4 机构偏心受压残余弯矩
2.6 梁柱横切和受拉
2.7 高烟囱切口支撑部破坏失稳力学分析
2.7.1 一倾倒失稳的圆心角和失稳弯矩
2.7.2 自重突加载荷的圆心角
2.7.3 中性轴后，移和机构残余弯矩
2.7.4 前剪区压剪引发不对称塑性铰轴
2.7.5 支撑部后剪和塑性铰消亡
2.8 剪力墙受压
2.9 建筑平行构件结构
2.1 0小结
参考文献

3 建筑构件冲击
3.1 引言
3.2 冲击应力
3.3 冲击破坏
3.3.1 冲击破坏的位置
3.3.2 破坏历程和破碎功
3.3.3 冲击构件破碎高度
3.4 结构体撞地姿态
3.4.1 后柱撞地
3.4.2 前柱撞地
3.5 结构撞地破坏形态
3.5.1 层间折叠柱和层内柱端压溃柱
3.5.2 同层柱端铰侧移
3.5.3 同跨粱端铰下移
3.6 小结
参考文献

4 多体一离散体动力学
4.1 引言
4.2 多体系统动力学
4.2.1 多体系统动办学的基本概念
4.2.2 建筑机构的多体系统
4.3 多体离散动力分析
4.4 完全离散体
4.5 多体一离散体动力学
4.6 观测验证
4.6.1 数值模拟参数
4.6.2 综合观测技术
4.6.3 一观测结果
参考文献
……

5 多体一离散体动力学的数值模拟
6 爆破拆除建筑物的变拓扑多体系统动力学
7 多体动力学控制建筑物拆除技术
8 建（构）筑物拆除的综合观测

前言/序言

深度探索：现代工程结构安全与智能控制的未来图景 图书简介 《现代工程结构安全与智能控制：前沿理论与实践应用》 本书立足于当代土木工程、结构工程及相关交叉学科的前沿阵地，系统性地探讨了高烈度环境下的结构响应、先进监测技术、智能维护策略以及未来工程系统的演进方向。它并非仅仅是一本技术手册，更是一部对现代基础设施生命周期管理理念的深刻反思与前瞻性规划。 第一部分：环境载荷下的结构动力响应与可靠性评估 本部分深入剖析了复杂非线性载荷对现有及在建工程结构产生的动态影响机制。重点关注极端自然灾害（如超强风荷载、近场地震动、冲击波载荷）与人为因素（如意外碰撞、工程振动）对结构系统稳定性的瞬时与累积破坏过程。 1.1 极端载荷的精确模拟与建模 我们采用了最新的计算方法，如扩展有限元法（XFEM）和无网格拉格朗日方法（Meshless Lagrange Methods），来捕捉结构材料在临界状态下的损伤演化和裂纹扩展行为。书中详细阐述了如何根据特定地域和环境特征，构建高保真度的载荷谱，并将其转化为结构动力分析的有效输入。特别关注了材料本构模型在极端应变率下的非线性特性，以及如何将疲劳累积损伤纳入短期乃至中长期可靠性分析框架。 1.2 结构健康监测（SHM）的前沿技术集成 本书超越了传统的传感器布置方式，聚焦于如何实现真正意义上的“智能感知”。内容涵盖了分布式光纤传感技术（DAS/DTS/DSS）在复杂结构体内部应力场的实时成像能力，以及无源无线传感器网络在恶劣环境下的长期稳定性与数据传输效率优化。我们引入了基于稀疏采样理论的监测数据压缩与重构算法，确保在海量数据流中高效提取关键的结构健康指标。此外，针对关键基础设施的多源异构数据融合技术，是本部分的核心难点与突破点，旨在建立一个统一的、可解释的结构状态评估平台。 1.3 结构抗倒塌性能的概率评估与优化 传统的安全系数法已难以适应超高层、大跨度结构日益提高的安全需求。本书引入了基于性能点的概率安全评估（PFSA）方法，结合蒙特卡洛模拟和贝叶斯更新机制，对结构的剩余寿命和失效概率进行动态预测。优化设计章节探讨了如何利用拓扑优化和材料梯度设计，在保证功能需求的前提下，最小化结构对特定危险因素的敏感性。 --- 第二部分：智能主动控制与结构韧性提升策略 本部分旨在探讨如何从被动抵抗转向主动干预和快速恢复，构建具有高韧性（Resilience）的现代工程系统。 2.1 先进主动/半主动控制系统设计 我们详细分析了磁流变阻尼器（MR Damper）和压电智能材料在结构振动抑制中的应用潜力与实际部署的工程挑战。书中提供了全尺寸结构试验与高保真数值模拟相结合的方法论，用以验证控制算法（如LQR、模糊控制）在不同输入模式下的性能边界。重点突出了基于预测的控制（MPC），它允许系统根据对未来载荷的预测，提前调整控制参数，实现最优的能量耗散与舒适度平衡。 2.2 结构生命周期中的自适应维护与修复 本书强调“运维即设计”的理念。内容覆盖了自主机器人巡检系统的路径规划与目标识别算法，特别是针对复杂内部空间的缺陷定位精度提升。修复技术方面，侧重于自修复混凝土的微胶囊技术最新进展，以及现场增材制造（3D打印）技术在快速结构补强和构件替换中的应用潜力。讨论了如何利用物联网（IoT）平台，实现维护资源的智能化调度，最大化资源的利用效率并最小化结构停机时间。 2.3 韧性工程：从恢复到快速适应 韧性工程是未来基础设施的核心概念。本章从系统工程的角度审视了结构系统的冗余设计、模块化连接以及快速重构能力。讨论了如何通过数字孪生（Digital Twin）技术，在虚拟环境中预演灾后响应与抢修流程，从而大幅缩短关键基础设施的“从失效到功能恢复”的时间周期。我们深入探讨了在城市尺度上，如何平衡单个结构的韧性与整个交通、能源网络的连通性。 --- 第三部分：面向未来的工程计算与数字化转型 本部分聚焦于支撑上述所有技术实现的基础计算平台和数据处理范式。 3.1 高性能计算（HPC）在非线性动力学中的应用 复杂的结构动力学问题往往需要极高的计算资源。本书介绍了如何利用GPU加速计算优化大规模隐式/显式求解器的性能，尤其是在处理具有高接触非线性的动态系统时。我们展示了如何有效划分模型域，并在分布式计算环境中实现求解器的并行化，以应对涉及数百万自由度的超大型结构分析需求。 3.2 人工智能与结构安全决策 不再将AI视为辅助工具，而是视为决策核心。内容包括深度学习在复杂振动信号特征提取中的应用，强化学习在实时控制系统参数自适应优化中的潜力。关键在于如何解决AI模型的可解释性（Explainability）问题，确保工程师能够理解并信任AI给出的安全评估和控制指令，从而构建一个稳健、透明的数字化决策链。 3.3 工程数据标准与互操作性 面对工业界日益增长的数据孤岛问题，本书呼吁建立统一的BIM/PHM（基于模型的物理性能管理）数据标准。我们探讨了如何利用语义网技术和本体论（Ontology）来描述工程对象的物理属性、历史状态和行为模型，确保不同分析工具、监测系统和维护平台之间的数据无缝流通。 结语：迈向自主、可靠与可持续的工程未来 本书旨在为结构工程师、研究人员和决策制定者提供一个全面、深入的视角，理解并驾驭当前工程领域正经历的深刻变革。我们相信，通过对计算科学、先进材料和智能控制技术的深度融合，未来的工程结构将不仅能够抵御最严酷的挑战，更将具备前所未有的适应性、自愈能力和可持续性。

评分☆☆☆☆☆

读完这本书，我对“宏大爆破”这个词有了全新的理解。它不再仅仅是关于破坏，而是关于一种对复杂系统的深刻洞察和精确操控。书中对“建筑物倒塌动力学”的详细解读，让我看到了科学的力量是如何将一场看似混乱的爆破，变成一场有序的“重塑”。尤其是在“多体-离散体动力学”这一块，作者的讲解方式非常独特，它将庞大的建筑结构想象成无数相互关联的微小粒子，然后分析它们在瞬时外力下的集体行为。这种视角非常新颖，也极大地增强了我对爆破拆除“精确控制”的理解。我仿佛看到了工程师们是如何通过预先的计算和模拟，来预测和引导建筑物的倒塌方向、范围，以及如何最大限度地减少对周边环境的影响。这本书让我明白了，所谓的“技术”，就是将看似不可控的巨大力量，转化为可以精确掌握的艺术。

评分☆☆☆☆☆

这本书的出现，彻底颠覆了我对工程爆破的认知。以前总觉得这是个“蛮力”活，现在才明白，原来背后是如此精密的科学计算和工程智慧。书中对“建筑物倒塌动力学”的解析，让我如同亲身经历了一场精心策划的“解构”过程。它不仅仅是关于如何用炸药，更是关于如何“指挥”一场精确的倒塌。那些复杂的力学模型和仿真分析，被作者用一种非常易于理解的方式呈现出来，即使对于非专业人士，也能窥探到其中的奥妙。特别是“多体-离散体动力学”的应用，简直是神来之笔。它将庞大而复杂的建筑结构分解成一个个小的、可控的单元，然后分析它们之间的相互作用，这为实现爆破拆除的“精准控制”提供了强大的理论支撑。我甚至能想象，工程师们就是这样在脑海中预演着每一处引爆点的反应，从而达到想要的效果。

评分☆☆☆☆☆

我一直对工程技术领域充满了好奇，特别是那些能够改变城市面貌的宏大工程。这本书的内容，正好满足了我对“宏大”的想象。它不仅仅是关于“爆破”这个动作本身，更深入地探讨了“建筑物倒塌”这个复杂的过程。书中对不同类型建筑物的结构特点、材料属性以及它们在不同爆破方式下的受力变化，都进行了非常细致的阐述。我尤其喜欢其中关于“动力学”的章节，它不是简单地罗列物理定律，而是通过大量的模拟和图示，让我能够“看到”爆破产生的瞬间冲击波如何沿着建筑结构传递，引发一系列连锁反应，最终导致结构的整体或局部崩塌。这种“可视化”的讲解方式，极大地提升了我的理解效率。同时，书中还引入了“多体-离散体动力学”的视角，这让我意识到，即便是一个看似整体的建筑物，在爆破过程中也可以被看作是无数相互作用的独立单元，这种分析方法真是太强大了，为精确控制倒塌方向和范围提供了理论基础。

评分☆☆☆☆☆

刚拿到这本书，我便被它厚重的体量和严谨的标题所震撼。但当我翻开阅读，发现它远比我想象的要精彩得多。书中对“建筑物倒塌动力学”的阐述，仿佛是一场关于“失控”与“掌控”的辩论。它详细地分析了在瞬间巨大的能量作用下，不同结构如何以令人惊叹的方式瓦解。我特别欣赏书中对“多体-离散体动力学”的深入探讨，它将一个复杂的整体系统分解成无数相互作用的离散单元，并分析它们之间的动力学耦合关系。这让我明白了，为什么爆破拆除能够做到如此精确的控制，原来是基于对每一个细小环节的深刻理解和模拟。书中的案例分析和图表，生动形象地展示了爆破引起的力学连锁反应，让人在惊叹于技术威力的同时，也对其背后的科学严谨性赞叹不已。

评分☆☆☆☆☆

这本书简直就是一本关于如何“瞬间扭转乾坤”的百科全书！翻开第一页，我就被深深吸引住了。它不是那种枯燥的理论堆砌，而是用一种非常生动的方式，将复杂的力学原理和工程实践结合起来。比如说，书中对建筑物倒塌的动力学分析，简直是艺术级的呈现。它不像一般的教科书那样只是告诉你公式和计算方法，而是通过大量的实例，让你直观地理解不同结构在爆破作用下会如何响应，每块砖、每根钢筋的命运仿佛都历历在目。尤其是“多体-离散体动力学”这个概念，被解释得极为通俗易懂，让我这个初学者也能很快掌握核心思想。它就像在给一座即将倒塌的建筑做一次最精细的“CT扫描”，然后预测它的每一个细微动作。这一点在我理解爆破拆除的“可控性”方面起到了至关重要的作用。以往我对爆破拆除的印象停留在“炸掉”二字，现在才知道，原来背后蕴含着如此精妙的科学计算和预判。