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川渝拆除17713551981

爆破拆除倾倒过程的解体

1建筑物倒塌过程中解体构件的运动形式

建筑物倒塌过程中解体构件的运动形式与倒塌类型有关;定向倒塌折叠倒塌均可看作结构绕固定轴旋转倒塌。原地倒塌可看作构件或块体的自由下落。在定向倒塌方案中,建筑物倒塌方向设计有一定的爆破高度(缺口),爆破的瞬间,建筑物的重力全部作用在非倒塌方向的承重立柱或承重墙上,把这一侧承重立柱或承重墙底部作为倾倒的固定轴,建筑物在由重力产生的倾覆力矩作用下,绕固定轴旋转倒塌。如果爆破釆用折叠倒塌方案,在层间(或几个层间)沿倒塌方向设计有一定的爆破高度,爆破的瞬间,层间建筑物的重力全部作用在该层非倒塌方向的承重立柱或重墙上,把这一侧承重立柱或承重墙底部作为倾倒的固定轴,也可看作绕固定轴的旋转倒塌。

2结构绕固定轴旋转倒塌

在爆破瞬间缺口失去承载能力,结构在重力偏心矩作用下发生旋转,转动使偏心矩进一步增大,进而使整体转动呈一个变加速过程。假设:层间(或几个层间)结构的总体质量为m,结构的质心高度为(H-B),结构对转动轴的转动惯量为J。。经计算可以得知结构绕固定轴旋转到各个角度时对应的角速度角加速度。计算示意图如图3-13所示。e为初始偏心,9为倾倒角度。

3-34.jpg

初始角:

图3-13结构绕固定轴旋转

图3-13结构绕固定轴旋转

倒塌示意图

3构件或块体的自由下落

1)构件或块体自由下落到地面时的速度

结构解体后,构件或块体在空中的运动可看作是自由下落,其落到地面时的速度(u0)为

3-35.jpg

2)自由下落块体的运动方程

若质量为m的块体,由静止垂直下落,同时受空气阻力f=kv(式中,k为阻力系数),受力图如图3-14所示。设垂直向下为正坐标轴方向。

图3-14 自由下落块体的受力图

图3-14 自由下落块体的受力图

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某刻(t一定),将t代入式(3-37),可求得块体在该时刻的速度。若将t代入式(3-38),可求出块体在该时刻的位置

欲使建筑物落地获得充分解体,块体必须具有一定的落地速度。统计资料表明:对砖石结构,约6m/s;对现场浇灌的框架结构,约为8m/s;对于钢架或较强的框架结构,约为10m/s;整体性强的轻型薄壁结构,13m/s的落地速度仍不一定能解体。当然,建筑物的落地形式不尽相同,而构件的破坏,还与其落地的形式以及构件上部作用质量、构件强度等因素有关,仅从落

地速度判定破坏是不充分的,它只能作出比较粗略的估计,把握工程大致效果

4影响空中解体程度的因素

影响空中解体程度的因素包括:构件下落速度;建(构)筑物的构造类型(钢筋混凝土结构、砖石结构和烟囱、水塔等板壳体整体结构)以及在空中的翻转状态;倒塌触地速度。

5倒場过程的动能计算

如前述分析可知,烟囱模型在开始倾倒之前只具有势能,开始倾倒之后,模型下落过程中释放的位能除要对构件做破坏功之外,还要转化为落地冲击的动能等,塌落触地动能的大小取决于建(构)筑物释放的位能及在塌落过程中能量的损耗。对本试验而言,由于模型倾倒过程屮木友玍断裂,且试痖远仕尢风大气改怒略定恹差后,可以诙为模型壩落触地之后,位能全部转化为落地冲击动能,因此有:

W=mgH  (3-39)

式中:m-烟囱模型的质量,kg;

g重力加速度,g=9.8m/s2;

H—模型重心高度,m

烟囱的壁厚可视为连续性变化,其重心高度按下式计算:

        3-40.jpg(3-40)

式中:R1,R2分别为烟囱切口处的内、外半径;1,n2分别为烟囱顶端处的内、外半径;l—烟囱高度将重心计算公式(3-40代入式(3-39),可得

      3-41.jpg (3-41)

将已知数据带入式(3-41),计算得到8m、10m、12m三种模型的落地冲击能量分别为:51.303kJ、96.6966kJ、188.0424kJ。


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