PDF《钢筋混凝土筒形结构定向倾倒拆除过程研究》

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( / # ! ( ! ) 此时按式 ( ! ) 所计算的) 即可作为最小破坏高度, 即*0

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( / # ! ( # ) 由式 ( # ) 得到的最小破坏高度是其临界值, 当爆破切口 上布置有箍筋, 爆破后箍筋仍起约束作用时, 它将影响 纵向钢筋的失稳, 因此设计爆破切口高度应大于最小 破坏高度.

三、 切口角度的确定 爆破切口高度是筒体倾倒的一个基本条件, 要使 筒体倾倒还必须有能使筒体倾倒的力矩. 如图%所示, $ + ,为爆破切口, 切口角度为 , 为了保证筒体向 + 方向倾倒 (+ 为爆破切口所对应圆弧的中心点, 可按文献 [&

] , [(] 确定) , 要求 % , 因此, 在筒体的爆破切口高度内, 未爆的预留部分 (图 %中$ + % ,部分) 受到切口之上筒体的偏心压力作用而 成为大偏心受压构件, 预留筒壁的破坏类似于适量配 筋的 受弯构件[E] , 预留筒壁横截面部分受拉、 部分受压, 极限应变大致为$ '

$ $ $%!$ '

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[ C] .烟囱、 水 塔等筒形结构正常工作时受轴向压缩, 只是在风荷载、 地震作用下, 周壁各部分应力出现差异.在上部筒体 的偏心压力 (若是大偏心, 则一般爆破切口 [ F] 长度超过 $ ( 图! 切口角和预留壁示意图 周长的 / #) 作用下, 在图! 点!!处混凝土最先被拉裂[$] , 随后!!附近的钢筋进入屈服状态, 应变迅速增 加, 最后混凝土达到压缩极 限应变, 这时受压区达到最 小.同时由于筒形结构纵向钢 筋的配筋率一般小于!%, 因此, 受压区位于预留 筒壁与爆破切口交界处的狭窄范围内.以 ! 为筒 体倾倒时的转轴, 那么受压区对筒体产生的力矩很小, 可以略去不计, 而受拉区拉力全部由钢筋产生, 除位于 ! 和 处的 根外 (双层配筋为&

根) , 其余钢筋全 部受拉处于屈服状态, 因此倾倒时, 轴 ! 一边预留 筒壁产生的拉力为: # ${ [% (!&

!) / ! ] &

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} ( '

) ( ( ) 式中 % '

为不产生拉力的钢筋数, 单层配筋时取 % '

) , 双层配筋时取 % '

)&

. 由分析可知, 转轴 ! 一边, 爆破预留壁的上部 筒体重力为 ( !*! / ! ) *, 另一边爆破切口之上筒体重 力为! * / ! .由于筒体壁厚+与筒体半径相比小得多, 所以筒体两部分重力作用线到转轴的距离分别为 ,! , , , 有,! $( ! / ) (- ./) [ + , - !.- . / ! / (!* ) ]( $ ) , $( ! / ) (- ./) (&

+ , - !.- . / ! / !) ] (

0 ) 同理, 预留筒壁的钢筋形心到轴 ! 的距离亦为 ,! . 当筒体向! 方向倾倒时, 轴 ! 一边爆破切口处暴 露出来的钢筋受压失稳, 这部分钢筋产生的力矩对筒 体倾倒影响很小, 可忽略, 则前述筒体的转动方程为: 0・ $(! / ! ) * , &

( !&

! / ! ) * ,!&

# ,! (

1 ) 式中:

0 为筒体绕轴 ! 的转动惯量;

为筒体转动角 加速度. 筒体倾倒失稳, 则 !2, 即(! / ! ) * , * ( !*! / ! ) * ,!*# ,!!2 (

3 ) 将式 ( ( ) # (

0 ) , (

3 ) 联立化简, 得('

( ! (), %, % '

, !) ・( (!) ( !

2 ) 式中 ( ! (), %, % '

, !)$ ! * ) ・ !&

! (%&

% '

) !&

% ! ( ! ! ) ( (!)$ &

+ , - ! (!&

!) + , - !.- . / ! ( ! ) 对于一个确定的筒形结构, *, %, % '

, ) 是确定的, 由式 ( !

2 ) 可知, 筒体的倾倒仅由半切口角! 决定, 由式 (! 2) 可求出筒体倾倒的最小切口角 !4 . / . 因为 %#&