某砌体结构房屋倒塌事故分析与倒塌全过程仿真模拟
周云1,2 陈嘉豪1 易伟建1,2 朱茂3
1. 湖南大学土木工程学院, 湖南长沙 410082
Collapse mechanism analysis and simulation of the entire collapse process of a masonry structure house
Zhou Yun1,2 Chen Jiahao1 Yi Weijian1,2 Zhu Mao3
1. College of Civil Engineering, Hunan University, Changsha 410082, China
摘要 文章以某砌体结构房屋多次结构变动后发生倒塌事故为背景，从结构静力计算、倒塌全过程仿真模拟以及PS-InSAR变形监测3个方面，全面分析某砌体房屋倒塌的受力机理与倒塌成因。首先，采用PKPM软件与人工手算方法验算砌体墙抗力与效应比、高厚比等静力学指标，初步分析引起房屋倒塌的最不利位置；采用SAP2000软件计算房屋改建、扩建前后3种工况下底层墙柱轴力值，分析房屋改动对结构受力的影响。其次，基于物理引擎的结构倒塌模拟方法模拟还原结构倒塌全过程，对比分析倒塌后的残骸分布，验证倒塌初始破坏位置及倒塌发展过程。最后，利用PS-InSAR变形监测技术还原房屋过去10年整体沉降变形趋势。研究结果表明：违建加层使总荷载比原结构增加45.54%，其中二层7×E轴柱增轴力增加71.67%，是引起事故的直接原因；模拟结果证实自建房倒塌由二层7×E轴相邻外墙挤压变形退出工作后，柱受压破坏引起的三层及以上向东侧“倾斜”式倒塌，在与东侧相邻建筑物碰撞后呈现出“下坐”式趋势；PS-InSAR监测结果证明，房屋在加层以前相对稳定，而在加层以后，开始存在明显下沉趋势，变形不断发展直到整体倒塌。
关键词 ：
连续倒塌 ,
静力分析 ,
物理引擎 ,
仿真模拟 ,
PS-InSAR ,
事故分析
Key words ：
progressive collapse
static analysis
physics engine
simulation
PS-InSAR
failure analysis
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