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大型群体筒形结构拆除爆破

1定义

在这里筒形结构系指储仓或称为筒仓,即由竖壁和斗体等组成承重体系,用于储存松散的原材料、燃料或粮食的构筑物。

2大型群体筒形结构的特点

筒形结构分为钢筋混凝土结构砖混结构。而大型筒形结构多为钢筋混凝土结构,其特点是

(1)大,数量多;高宽比小,稳定性好;

(2)由于高宽比小,落地冲量小,解体不充分。

3爆破缺口形式

群体筒形结构的缺口形式多采用梯形或三角形与梯形组合缺口。其优点是:

(1)有利于筒仓在倾倒过程中弧形预留壁体受力均匀和弧形预留壁体压缩破坏过程的对称性;

(2)采用小角度逐步过渡到大夹角的定向窗形式,有利于筒仓的定向倒塌

4爆破缺口参数的计算

1)筒形结构倾倒过程的力学分析

以钢筋混凝土结构筒仓的“定向倒塌”为例,当爆破缺口形成后,筒体重心偏移产生倾覆力矩,此时预留截面表现为由中性轴区分的受拉区和受压区。受拉区主要是筒壁内的纵向钢筋起作用,而受压区则由钢筋和混凝土共同起承压作用。随着筒体的倾斜,支承截面受压区边缘的材料被压碎或变形。受压区和受拉区之间的中性轴在筒体倾倒过程中逐步向筒体轴心方向移动,受拉区逐渐增加(如图610),筒仓在其自重引起的倾覆力矩作用下而倒塌

2)爆破缺口计算

大型群体筒形结构爆破拆除的关键是确定爆破缺口的形状和尺寸,而缺口高度是其中最重要的参数之一

设筒仓外半径为R爆破缺口形成后预留截面对应的圆心角为γ,缺口部分所对应的圆心角为β=360°-γ,钢筋(纵筋)截面面积为A、抗拉强度为Rg,混凝土抗压强度为R。,筒壁壁厚δ设缺口形成后,缺口部分的钢筋在筒体荷载作用下失稳而退出工作,筒体产生倾斜运动,此时预留截面受拉区主要由筒壁内的纵筋起作用,受压区则由钢筋和混凝土共同承受压力作用(图610)。爆破缺口形成后沿预定方向倾倒的基本条件为:

NR>P,MP> MR(6-19)

式中:NR—预留支撑截面的极限抗压强度;

P—缺口以上筒仓的重量;

MP筒仓自重引起的截面弯矩;

MR——预留支撑截面的极限抗弯力矩。

对于钢筋混凝土筒仓,为保证缺口形成后筒仓有足够的倾覆力矩,应使筒仓倾倒至其缺口

闭合时,筒仓重心的偏移距离(s1)大于缺口标高处的外半径(R),如图6-11所示。筒仓倾倒,

满足条件有:

(6-20)(6-20)


图6-10预留截面的受力分析

图6-10预留截面的受力分析


图6-11缺口闭合时筒体的受力状态

图6-11缺口闭合时筒体的受力状态

筒仓重心偏移出底部外半径以外,这只是筒仓倾倒的条件之一。要实现筒体结构完全倾倒还必须确保缺口闭合时,由筒仓自重引起的倾覆力矩大于余留支撑截面的极限抗弯力矩(图6-11)。因此,筒仓在缺口闭合时能继续倾倒的条件为:

h>R2[1-cos(/2)]1/z+R2A2[πPx[x-B/2+ksin(/2)] (6-21)

式(6-20)为缺口闭合时确保筒仓继续倾倒的缺口高度h与缺口圆心角β的计算式。从式

中可以看出:爆破缺口高度与筒仓直径R的平方、截面钢筋面积Ag和钢筋抗拉强度Rε成正比,与筒仓自重P、重心高度z成反比


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