|
关于纽约世贸中心倒塌原因的其他分析
——摘自浙大BBS
标 题一: 美国世贸中心倒塌的根本原因
内容:对美国世界贸易中心倒塌的结构分析
结论:
世界贸易中心1,2号楼分别是世界第5,6高建筑,分别于1972,1973年建成。
结构采用钢结构筒中筒结构(<结构平面图见高层钢结构设计>
陈福生 中国建筑工业出版) 。结构是全钢结构，钢结构与混凝土结构相比，抗震性较高，但有一个致命的弱点，怕高温：钢随着温度升高，弹性模量E急剧下降，500度下为常温下的50%，而同时屈服强度也急剧下降，超过300度，应力-应变关系没有明显的屈服台阶，在400-500度钢材内部再结晶，使强度下降更快。而此次恐怖事件中，飞机都是装满了航空汽油，在飞机与大楼相撞时，巨大的冲击力引起油箱爆炸，受撞部位钢材温度急剧升高，应当超过700度，使得这部分结构的钢材退出工作,而结构又为筒中筒结构，结构的整体性要求非常高，破一角则整个筒结构就不再成立。同时，撞击带来的巨大冲击力是本身结构设计所没有，也不可能考虑的，经过详细分析,飞机撞击相当于烈度12级的强烈地震，而大楼的抗震等级仅为8。通过计算机模拟分析和Ansys,
algor有限元程序分析，结构在撞击工程中最大应力是钢材容许应力的50倍。
...................................................................................
标 题二: 大楼撞击飞机的结构分析
飞机撞世贸大楼的冲击力初步分析：
1. 基本条件：
假设飞机重量为m = 1000t =1000000 (kg) ,
飞机撞击大楼前的速度为 v = 250 (m/s)
飞机与大楼的撞击接触时间为 t = 2 s
飞机撞击高度为 h = 240m
大楼结构简化为筒体结构，平面尺寸为 50 × 50 m,
筒体厚 1 m 。
2 . 初步分析：
由冲量定理可以求出撞击力 F=mv/t =125000 kN，
相当于1/10个广岛原子弹
结构基底弯矩 M = F×h= 3.0×107 kNm
结构基底轴向最大应力设为f
则 f×S×b= M
f = 12 Mpa
3. 结论：
按照我国设计规范，可以看出这栋大楼在这么大的冲击力作用下在一个半小时后才倒塌，说明大楼结构设计非常成功，充分体现了延性设计抗震的特点，是一个很好的设计成功典范。
【mst工作室】
|
