PDF《钢筋混凝土筒形结构定向倾倒拆除过程研究》

第! 卷第#期建筑结构 $$ 年#月 钢筋混凝土筒形结构定向倾倒拆除过程研究 言志信 (中南林学院建工学院 长沙 # % $ $ $ $ ) 吴德伦 王后裕 (重庆大学土木工程学院 # $ $ $ # &

) [提要] 根据力学原理, 计算了钢筋混凝土筒形结构定向倾倒拆除的切口高度和切口角度, 分析了筒形结构 的定向倾倒过程.

还给出了一个高径比为 '

(、 拆除难度极大的水塔定向爆破拆除的工程实例. [关键词] 筒形结构 定向倾倒 切口高度 切口角 ) * + , -. /0 ,

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一、 引言 采用定向爆破的方法拆除上世纪&

$!( $年代建 造的钢筋混凝土烟囱、 水塔这类筒形结构, 保证其按预 定方向倾倒, 避免设计不当造成灾难性后果, 近年来显 得格外重要. 筒形结构定向倾倒必须满足两个条件: %) 爆破切 口露出来的钢筋在筒体作用下失稳;

) 具有能使筒体 倾倒的力矩.要满足这两个条件, 就必须正确设计爆 破切口高度和切口角度.

二、 切口高度的确定 对于定向倾倒钢筋混凝土筒形结构来说, 切口高 度决定着结构能否倒塌和塌落的速度, 根据压杆失稳 原理 [%] , 同时考虑结构厚度和底部直径来确定切口高 度才是比较科学的. 设筒形结构重量为 !, 有 根纵向钢筋沿筒壁均 匀分布, 钢筋直径为#, 横截面积为 $, 屈服强度为% >

, 弹性模量为 &

.首先进行压缩强度校核, 若实际作用 在各纵向钢筋上的压力荷载 ! / !% >

$, 则钢筋必然 发生压屈破坏, 立柱随之塌落.反之, 应进行压杆稳定 计算, 确定筒形结构破坏的最小切口高度. 对爆破切口处的钢筋采用不同的压杆模型, 所得 结果是不同的 [ , !] .实际情况是爆破后切口处的钢筋 两端是固定的, 但钢筋已发生残余变形, 失稳的临界荷 载减小, 所以又不能把钢筋作为两端固定的压杆处理, 而将其作为上端自由、 下端固定的压杆比较合乎实际. 当!/ % >

$ 时, 由欧拉公式计算临界荷载 !0 [#] , 则!0 '

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( / # ) ( % ) 式中: ) 为压杆长度 (即暴露出的钢筋高度) ;

( 为钢筋 截面对形心轴的惯性矩. 切口处钢筋按上述压杆模型考虑, 其柔度系数 ! 应按下式计算 ! '

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3 / . 若!0$! / , 承重钢筋必然失稳. 若!0%! / , 则可令 ! / D!0 , 代入式 (%) 后即可反求得压杆长度 ) '