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9.11世贸大楼倒塌的力学分析

刘刚  
【摘要】:9.11 世贸大楼的倒塌因其重要的工程背景引起了国内外许多学者的注意。 关于其倒塌的分析很多,但大多都是从爆炸冲击和火灾燃烧方面进行考虑和解释,同时国内对世贸大楼倒塌原因的理论研究更是甚少。 本文首次从塑性极限分析的角度来进行研究,假设大楼倒塌时结构内产生塑性铰,应用静力学极限分析的方法,计算出大楼倒塌所需要的极限静荷载,然后将大楼上部楼层自由落体与大楼下部楼层相互作用的冲击载荷与静荷载联系起来,得出大楼倒塌可能性与上下楼层完全刚性冲击作用时间的相关性。 同时,我们又利用求解碰撞问题时的Lagrange动力学方程研究了大楼在竖向冲击载荷作用下的运动状态,得出了大楼破坏与竖向冲击载荷的相互关系。 最后,我们简单介绍了飞机撞击大楼后的爆炸当量、死亡半径、财产损失半径等等,并对9.11以后未来高层建筑的发展趋势作了简单的展望。


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