建（構）筑物拆除爆破切口高度理論分析

申榮光 蔣華林 楊英明

建（構）筑物拆除爆破切口高度理論分析

申榮光 蔣華林 楊英明

爆破缺口高度的大小，是影響建筑物倒塌的主要因素，也是決定整個建筑物爆破成功與否的關鍵，爆破缺口越高對建筑倒塌越有利，但也相應增加鉆爆工程量和網絡聯接的困難，因此，為了確定其合理的高度，本文根據建筑物的壓桿剛度、強度要求與穩定承載能力極限，應用建筑物的結構設計原理， 理論分析高聳建筑物的切口高度。

在廠礦區、鬧市區經常碰到被廢棄的廠房、樓房、水塔和其他設施需要拆除。有些是人工可以拆除的，如磚瓦結構；有些是人工和機械都無法拆除的，如鋼筋混泥土結構；有些雖然用人工和機械的辦法能夠拆除，但由于工期緊或由于“危房”的原故，靠人工或機械的方法難以進行拆除，這些往往采用爆破的辦法來進行拆除。而拆除控制爆破，必須根據周圍的環境條件和建筑物等的結構特點，設計出合適的缺口高度，而切口高度的確定是受建筑物結構 、建筑材料性質 （密度 ）、筒體高度、壁厚 、切口處的半徑與材料抗壓強度 、最大抗拉等參數綜合作用的結果。為此 ， 本文應根據桿件結構承載能力和穩定原理 ，理論分析高聳建筑物定向拆除爆破切口高度的計算公式，為類似爆破工程提供理論參考依據。

樓房的爆破缺口高度理論分析

樓房的結構可分為鋼筋混泥土結構、磚結構和磚混結構，磚混結構的特性處于前二者之間，具有他們的共同特點，因此，下面只介紹磚結構和鋼筋混泥土結構爆破缺口高度的確定。

磚結構樓房

由于磚結構的墻和柱子的極限抗彎力矩（穩定力矩）很小，可以認為趨近于零，那么，只要滿足傾覆力矩MQ所要求的爆破缺口高度h即可。下面僅就單層磚結構房屋定向倒塌的受力情況做一簡化分析。如圖1所示，當在承重墻（柱）上爆出一定高度的缺口，便可使整個結構獲得一個重力偏心距e。

端粒酶是一種維持端粒長度的效應因子，其激活與細胞增殖和癌變關系密切，它在85%～95%的惡性腫瘤組織中有陽性表達，而在正常體細胞中不表達，可能是由于端粒酶逆轉錄酶(hTERT)基因高表達或調控端粒酶活性基因突變所致[1-2]。hTERT 基因表達是端粒酶激活的關鍵限速步驟，其豐度是端粒酶活性調控的關鍵因素[3-4]。研究發現，p53能夠下調hTERT的轉錄，而hTERT過表達或被抑制則會對p53的轉錄發揮反饋作用，由于相關研究較少，還需要在其他腫瘤細胞系的研究中繼續驗證[5]。本研究旨在探索特異性沉默hTERT基因表達對卵巢癌細胞增殖凋亡及p53、p21表達的影響，為臨床診治提供參考依據。

傾覆力矩為

下面可從建筑物傾倒瞬間的桿件受力情況來計算相對爆高h（圖2）。圖2中NB與ND為墻（柱）的支撐反力，TB和TD為接合面剪力或推力。有力系平衡條件得

若設建筑物傾倒時兩支撐反力相等，兩剪切力也相等，則有

建筑物傾倒瞬間墻（柱）構件的受力分析如圖2所示。對墻（柱）體CD取力矩平衡，如其傾倒時以C點為支撐點，則有

3.調整腸道菌群。為預防大腸桿菌性下痢，可以使用活菌制劑調整仔豬腸道內的菌群。主要方法有：①乳康生，仔豬出生后每天早晚各口服1次，每頭仔豬每次1片（0.5 g），連服2 d，以后每隔1周服用1次，可服用6周。②促菌生，用法同上。③調痢生，拌為稀糊狀，用注射器筒注入仔豬口內，令其自行咽下，用量為500 mg/kg體重。

將式（6）和式（7）中的N和T值代入式（8）中，則得

圖1　建筑物傾倒示意圖

圖2　頂梁受力分析 圖2墻（柱）受力分析

式中，b為墻（柱）體厚度；P1為墻（柱）體自身荷重。

因為tana=h /L，將其代入式（9）可得爆破缺口最小相對高度

對于一般的碳素鋼（A3）來講，當

式（11）即為樓房側向傾倒的基本條件。若上部荷載P很大時，即P》P1，式（11）可簡化為

由式（12）可見，當樓房高度很高，跨度較少，承重構件厚度較薄時，在自身重量較大的情況下，爆破缺口可取小值，反之，爆破缺口應取大些。

磚結構樓房的爆破缺口最大高度還可用如下經驗公式確定

式中，δ為承重磚墻（柱）的厚度。

與樓房倒向相反一側的磚墻，若其厚度為24cm時，可不必鉆孔施暴；若其厚度等于后大于37cm時，一般需在其根底爆破一定的高度，以便形成裂縫，這樣有助于爆后倒塌。

鋼筋混泥土框架結構樓房

抗彎強度

在有鋼筋的框架結構解體中，彎矩破壞是解體的主要形式。因為當立柱被炸毀一定高度，建筑物處于失穩狀態時，框架解體主要是克服聯系立柱或梁的抗彎強度。這個抗彎強度與梁、柱的斷面積、形狀、含筋率及布筋形式有關。

對于普及推廣本來說，在處理古籍中的地名、人名時，如果是單純的繁簡字問題，我們認為就應該根據簡化原則進行簡化；如果是異體字問題，就地名而言，該地名如果現在仍在用，就以現在用的地名為準，如果現在已經不用該地名，我們建議選用現在該字的規范字體。如果是人名中的異體字，我們同樣建議直接選用該字的規范字體。如果人名中的異體字目前仍然在用或者被收入《現代漢語詞典》中且單獨成條，是否選用該異體字，要看具體情況，主要還要參照最新的規范字表。當然，一些具體選字，還需要參照多種古版本，如果古版本本身就有多種字體，且其中有一種是目前的正體字，我們更建議直接選用該正體字。

微風輕送，吹動著她的細紗披風，勾勒出豐腴微聳的雙肩，我隱隱感到她半透明白皙的肌膚，閃著美麗的光澤，有些像法式的奶酪，但要清冷得多，也許更應說像月光下的霜露。我偷眼看去，側影中她的睫毛很長，挑出一道優美的曲線，輕顫顫的，似乎一下子長起來，使人感覺一厘米的睫毛能無限伸展，織成一張只有豎紋的網。

在計算構建極限抗彎強度時，假定梁、柱受彎截面的拉力主要由拉伸區內鋼筋承擔，壓力有壓縮區內混泥土和鋼筋共同承擔，如圖所示，根據力系平衡條件便可列出

式中，n1、n2分別為拉伸區和壓縮區鋼筋的根數；A1、A2分別為拉伸區和壓縮區每根鋼筋的截面積，cm2；σ1、σ2分別為鋼筋的極限抗拉和抗壓強度，MN/m2；B為構件的寬度，cm；x為混泥土受壓區的寬度，cm；σR為混泥土極限抗壓強度，MN/m2。

由上式可得

若將彎矩中心取在受壓區鋼筋位置，則梁柱截面的極限抗彎強度為

式中，h’為受拉區鋼筋中心到受壓區鋼筋中心的距離，cm；a為保護層厚度，cm。

臨界荷載

首先計算柔度λ，其次判斷壓桿屬于哪種類型。然后根據柔度定義

麻糍說，如果你嫁給我，你這個兒子必須姓周。常愛蘭起初是不答應的，如果隨父姓，那么應該姓壽，如果跟母姓，則應該姓常。怎么著也輪不到姓周的。但麻糍說，花我的錢，吃我的飯，住我的房，就必須隨我的姓。

若n1A1σ1≤n2A2σ2，則x=0，于是有

設單層建筑物的高度為H、墻（柱）間的跨度為L、其上部荷載為P、墻AB與DC的相對爆高為h=h2-h1，并假定建筑物向DC一側倒塌，其傾倒瞬間的狀況如圖2-1（b）所示。由幾何分析可得偏心距

使鋼筋混泥土框架結構定向倒塌的爆破方法，就是把一定高度的混凝土從鋼筋立柱中炸疏，使之脫離鋼筋。當暴露出一定高度的鋼筋，其上部承受的荷載達到或超過鋼筋的極限抗壓強度時，則鋼筋必將發生塑性變形并使承重立柱失穩，從而導致整個框架的倒塌。欲計算臨界炸高，必須首先判別鋼筋在建筑物自重作用下是屬于哪一類型的壓桿，接下來才能應用相應的公式來進行計算。本文是依據受壓桿件的柔度值λ，將壓桿分為三種類型：小柔度桿、中柔度桿和大柔度桿。

此君的三張臉，每張都要具有優秀的表演才能。表演時，不需要演員那樣需要一定的時間醞釀感情，只要在瞬間就能完成。尋蹤影、看蛛絲、找馬跡，剝偽裝，就會讓他們“麒麟皮下露出馬腳”，讓其“真面目”暴露于“光天化日之下”。

假定立桿破壞的最小高度為Hmin，即爆破后裸露出鋼筋骨架的長度（cm）；鋼筋骨架頂部作用的縱向荷載為P（kg） ；鋼筋立柱鋼筋直徑為；立柱截面積為；截面慣性矩為，截面慣性半徑為彈性模量為主筋根數為n 。

“因為你的羊兒叫得很好聽，你的歌兒很動聽，你的這種生活讓人向往，你的人很憨厚，這是那些什么都有的人沒有的。”草兒很認真地望著牧兒說，臉也不禁泛上了紅暈。

式中，u為長度系數；立柱混凝土被炸疏后露出鋼筋，鋼筋雖然兩端都插入混凝土中，恰似兩端固定，其實不然，因為此時上端是可以側向彎曲移動，下端不能彎曲移動，因此下端屬于固定、上端自由，則u=2。

雖然六月是艷陽天，擱在石屏上的衣服直到晌午才干透。白雪穿上衣服，臉上有了淡淡的無奈，因為她雖然非常努力，可白色羅衫的污穢痕跡仍然若隱若現。見白雪彷徨地瞧著石屏上的寶藍色長衫柳含煙黯然道：“把身體放進一個陌生人的罩袍，比有人認為我們違拗挑起難以預料的后果要好得多。”看到白雪輕咬貝齒她苦澀地道：“別以為我們被擒沒有受到搔擾是黑旗會忌諱少林，事情也許不像你哥說的那樣少林獲悉劫難就會消之無形，唯一獲救之途是小心引起有人對我們垂憐制造逃逸的機會。”

由此可得

λ≤60時，為小柔度桿----粗短桿；

λ≥100時，為中柔度桿----細長桿；

60〈λ〉100時，為中度柔桿----中長桿。

近似逼近是在直接獲得待求解問題精確值較困難的情況下，在一定精確度的要求下，通過對相關數據變量進行動態分析從而間接找出最佳逼近真值的一種方法，受中學生認識儲備的限制，初中數學教材中一些課題學習問題常采用近似逼近法來解決.下面用近似逼近法對北師大版教材中的上述問題之解答進行討論.

從上述分析可知，機械臂的承重性能與彈簧剛度、彈簧固定位置以及連桿的初始角度有關。為研究驗證機械臂的靜力學性能，利用ADAMS軟件對機械臂進行仿真試驗。將機械臂三維模型進行相應簡化，導入ADAMS軟件進行仿真研究。彈簧連桿機械臂仿真模型如圖5所示。

下面分三種情況來進行計算：

1首先進行鋼筋壓縮強度的校核，若實際作用在每根立筋上的荷載P/n超過立筋允許的屈服極限（許用應力）［σP］時，則鋼筋一定發生壓縮破環，從而導致結構失穩。上式可寫成

這類情況屬于粗短桿的壓縮破壞，一般比較少見。一旦出現這種情況，也不需要求臨界炸高的問題，因為缺口剛一炸開，裸露出來的鋼筋便立即被壓壞，立柱就隨之失穩下坐。

據統計，目前獲得生產許可的保健食品生產企業為2365家，嬰幼兒配方乳粉生產企業為113家，完成了嬰幼兒配方乳粉生產企業體系檢查3年全覆蓋目標。

2當P/n＜［σP］F時，為方便計算，作為壓桿的單根主筋可視為一端自由，一端固定。此時裸露鋼筋處于細長桿受壓狀態，要計算失穩長度可以用歐拉公式計算其臨界荷載

因為λ=8Hmin/d 、λ≥100，即Hmin≥12.5d。若先取λ=100，即取12.5d為最小破壞高度，代入式（20）可得

若p/n ＞pm，則承重立柱一定失穩，此處最小破壞高度可取Hmin=12.5d即可。

在該隧道突泥地段施工時，首先，要依靠超前地質預報作出判斷，根據斷層或溶洞規模及填充物的性質，提前采用超前帷幕注漿或超前小導管預注漿進行封堵，以加固地層并堵水。其次，當在瞬時出水量達到40m3/h（φ42mm探孔）、壓力在0.06MPa以上的突水情況時和初期支護變形、開裂明顯，可能出現突泥時應啟動應急響應措施。最后，出現突泥時，必須盡快將口堵住。堵塞的材料以鋼筋、鋼管和型鋼為骨架，填塞草袋，劈柴和木板。堵口后，用噴射混凝土將其封閉，并將周圍洞身加固；然后沿開挖面周邊設超前鋼管支護，采用直徑φ40mm、φ50mm或φ80mm、長6～8m的無縫鋼管。

若p/n ≤pm時，可由式（20）反求Hmin，并令p/n =pm，代入式（20）得

5種不同混合比例青貯飼料青貯過程中pH的變化見圖1。由圖1可知，隨著青貯發酵時間的延長，5個處理組的pH值在青貯初期下降較快，中期較平穩，在青貯第45 d時，基本都下降到了4. 5以下，最后趨于4. 2，達到了良好青貯的標準[22]。甜高粱所占比例中50%和75%的混合青貯pH最接近優質青貯pH值。

3至于中柔度的壓桿，采用雅興斯基公式來計算臨界應力

實踐經驗表明，為確保鋼筋混凝土框架結構爆破時順利倒塌，承重立柱的破壞高度通常用如下公式確定

式中，K為經驗系數，K=1.5-2.0；B為立柱截面的最大邊長。

此外，也有用爆高比來確定破壞高度的。所謂爆高比，是指爆破破壞高度H和承重立柱高度h之比，即Eb=H/h ；一般Eb=0.25-0.50，過于低矮的柱子宜選大值。

傾倒背向立柱形成鉸鏈部位的破壞高度H＇可按下式確定

綜上所述，在拆除爆破設計中，爆破缺口高度對于建筑物的能否傾倒具有舉足輕重的作用。在以往的工作實踐中，通常由于忽略爆高這一基本條件，以致出現三層變二層、二層變一層的架立局面，或者出現傾而不倒的險情，因此，需引起足夠重視。

煙囪和水塔的爆破缺口高度理論分析

煙囪和水塔的特點是重心高，支撐面積小，用自上而下的淺孔爆破拆除法，需要高空作業，費時費錢。目前只要條件合適，國內外均用定向爆破方法拆除。定向爆破拆除原理是在下部炸開一個缺口，使建筑物失穩傾倒，當開口合壁時，建筑物重心投影應偏出支撐面，使之在重力作用下加速傾倒。而炸高是使高聳建筑物倒塌的拆除爆破設計中一個重要參數。

煙囪、水塔拆除爆破設計的磚砌體缺口高度一般不能小于爆破部位壁厚δ的1.5倍，通常取H=（1.5~3.0）δ。實踐證明，若缺口高度過小，水塔或煙囪必定會在傾倒的過程中出現偏轉，使其達不到正確傾倒的方向； 若高聳建筑物的爆破缺口高度大一點，雖然在一定程度上可以防止水塔或煙囪在傾倒過程中所發生的偏轉， 但過大后，必定會增加鉆眼的工作量，所以爆破缺口適當高一些，可防止其在傾倒過程中出現偏轉，因此要合理確定。鋼筋混泥土結構物的缺口高度，可用前述的求臨界炸毀高度的計算方法確定，但按此法計算的H值一般偏小，這樣在傾倒的初始階段，缺口的上下沿將相撞，有可能在傾倒過程中發生偏轉，為此可采用如下公式

式中，D為銅壁底部直徑。

結語

通過建筑物結構設計原理分析， 得到了高聳建筑物的控制爆破切口高度計算公式 ，公式的分析過程容易理解記憶。本文只是根據在自重作用下建筑物重心投影偏離出支撐面，從而使立柱喪失了承重能力來計算爆破缺口高度以及從幾何上分析磚混結構傾倒的最小爆破缺口，這對工程實踐，尤其對沒有設計或施工圖的高聳建筑物控制爆破，有其重要的理論指導意義。

10.3969/j.issn.1001-8972.2015.21.005