建（构）筑物拆除爆破切口高度理论分析

申荣光 蒋华林 杨英明

建（构）筑物拆除爆破切口高度理论分析

申荣光 蒋华林 杨英明

爆破缺口高度的大小，是影响建筑物倒塌的主要因素，也是决定整个建筑物爆破成功与否的关键，爆破缺口越高对建筑倒塌越有利，但也相应增加钻爆工程量和网络联接的困难，因此，为了确定其合理的高度，本文根据建筑物的压杆刚度、强度要求与稳定承载能力极限，应用建筑物的结构设计原理， 理论分析高耸建筑物的切口高度。

在厂矿区、闹市区经常碰到被废弃的厂房、楼房、水塔和其他设施需要拆除。有些是人工可以拆除的，如砖瓦结构；有些是人工和机械都无法拆除的，如钢筋混泥土结构；有些虽然用人工和机械的办法能够拆除，但由于工期紧或由于“危房”的原故，靠人工或机械的方法难以进行拆除，这些往往采用爆破的办法来进行拆除。而拆除控制爆破，必须根据周围的环境条件和建筑物等的结构特点，设计出合适的缺口高度，而切口高度的确定是受建筑物结构 、建筑材料性质 （密度 ）、筒体高度、壁厚 、切口处的半径与材料抗压强度 、最大抗拉等参数综合作用的结果。为此 ， 本文应根据杆件结构承载能力和稳定原理 ，理论分析高耸建筑物定向拆除爆破切口高度的计算公式，为类似爆破工程提供理论参考依据。

楼房的爆破缺口高度理论分析

楼房的结构可分为钢筋混泥土结构、砖结构和砖混结构，砖混结构的特性处于前二者之间，具有他们的共同特点，因此，下面只介绍砖结构和钢筋混泥土结构爆破缺口高度的确定。

砖结构楼房

由于砖结构的墙和柱子的极限抗弯力矩（稳定力矩）很小，可以认为趋近于零，那么，只要满足倾覆力矩MQ所要求的爆破缺口高度h即可。下面仅就单层砖结构房屋定向倒塌的受力情况做一简化分析。如图1所示，当在承重墙（柱）上爆出一定高度的缺口，便可使整个结构获得一个重力偏心距e。

端粒酶是一种维持端粒长度的效应因子，其激活与细胞增殖和癌变关系密切，它在85%～95%的恶性肿瘤组织中有阳性表达，而在正常体细胞中不表达，可能是由于端粒酶逆转录酶(hTERT)基因高表达或调控端粒酶活性基因突变所致[1-2]。hTERT 基因表达是端粒酶激活的关键限速步骤，其丰度是端粒酶活性调控的关键因素[3-4]。研究发现，p53能够下调hTERT的转录，而hTERT过表达或被抑制则会对p53的转录发挥反馈作用，由于相关研究较少，还需要在其他肿瘤细胞系的研究中继续验证[5]。本研究旨在探索特异性沉默hTERT基因表达对卵巢癌细胞增殖凋亡及p53、p21表达的影响，为临床诊治提供参考依据。

倾覆力矩为

下面可从建筑物倾倒瞬间的杆件受力情况来计算相对爆高h（图2）。图2中NB与ND为墙（柱）的支撑反力，TB和TD为接合面剪力或推力。有力系平衡条件得

若设建筑物倾倒时两支撑反力相等，两剪切力也相等，则有

建筑物倾倒瞬间墙（柱）构件的受力分析如图2所示。对墙（柱）体CD取力矩平衡，如其倾倒时以C点为支撑点，则有

3.调整肠道菌群。为预防大肠杆菌性下痢，可以使用活菌制剂调整仔猪肠道内的菌群。主要方法有：①乳康生，仔猪出生后每天早晚各口服1次，每头仔猪每次1片（0.5 g），连服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调痢生，拌为稀糊状，用注射器筒注入仔猪口内，令其自行咽下，用量为500 mg/kg体重。

将式（6）和式（7）中的N和T值代入式（8）中，则得

图1　建筑物倾倒示意图

图2　顶梁受力分析 图2墙（柱）受力分析

式中，b为墙（柱）体厚度；P1为墙（柱）体自身荷重。

因为tana=h /L，将其代入式（9）可得爆破缺口最小相对高度

对于一般的碳素钢（A3）来讲，当

式（11）即为楼房侧向倾倒的基本条件。若上部荷载P很大时，即P》P1，式（11）可简化为

由式（12）可见，当楼房高度很高，跨度较少，承重构件厚度较薄时，在自身重量较大的情况下，爆破缺口可取小值，反之，爆破缺口应取大些。

砖结构楼房的爆破缺口最大高度还可用如下经验公式确定

式中，δ为承重砖墙（柱）的厚度。

与楼房倒向相反一侧的砖墙，若其厚度为24cm时，可不必钻孔施暴；若其厚度等于后大于37cm时，一般需在其根底爆破一定的高度，以便形成裂缝，这样有助于爆后倒塌。

钢筋混泥土框架结构楼房

抗弯强度

在有钢筋的框架结构解体中，弯矩破坏是解体的主要形式。因为当立柱被炸毁一定高度，建筑物处于失稳状态时，框架解体主要是克服联系立柱或梁的抗弯强度。这个抗弯强度与梁、柱的断面积、形状、含筋率及布筋形式有关。

对于普及推广本来说，在处理古籍中的地名、人名时，如果是单纯的繁简字问题，我们认为就应该根据简化原则进行简化；如果是异体字问题，就地名而言，该地名如果现在仍在用，就以现在用的地名为准，如果现在已经不用该地名，我们建议选用现在该字的规范字体。如果是人名中的异体字，我们同样建议直接选用该字的规范字体。如果人名中的异体字目前仍然在用或者被收入《现代汉语词典》中且单独成条，是否选用该异体字，要看具体情况，主要还要参照最新的规范字表。当然，一些具体选字，还需要参照多种古版本，如果古版本本身就有多种字体，且其中有一种是目前的正体字，我们更建议直接选用该正体字。

微风轻送，吹动着她的细纱披风，勾勒出丰腴微耸的双肩，我隐隐感到她半透明白皙的肌肤，闪着美丽的光泽，有些像法式的奶酪，但要清冷得多，也许更应说像月光下的霜露。我偷眼看去，侧影中她的睫毛很长，挑出一道优美的曲线，轻颤颤的，似乎一下子长起来，使人感觉一厘米的睫毛能无限伸展，织成一张只有竖纹的网。

在计算构建极限抗弯强度时，假定梁、柱受弯截面的拉力主要由拉伸区内钢筋承担，压力有压缩区内混泥土和钢筋共同承担，如图所示，根据力系平衡条件便可列出

式中，n1、n2分别为拉伸区和压缩区钢筋的根数；A1、A2分别为拉伸区和压缩区每根钢筋的截面积，cm2；σ1、σ2分别为钢筋的极限抗拉和抗压强度，MN/m2；B为构件的宽度，cm；x为混泥土受压区的宽度，cm；σR为混泥土极限抗压强度，MN/m2。

由上式可得

若将弯矩中心取在受压区钢筋位置，则梁柱截面的极限抗弯强度为

式中，h’为受拉区钢筋中心到受压区钢筋中心的距离，cm；a为保护层厚度，cm。

临界荷载

首先计算柔度λ，其次判断压杆属于哪种类型。然后根据柔度定义

麻糍说，如果你嫁给我，你这个儿子必须姓周。常爱兰起初是不答应的，如果随父姓，那么应该姓寿，如果跟母姓，则应该姓常。怎么着也轮不到姓周的。但麻糍说，花我的钱，吃我的饭，住我的房，就必须随我的姓。

若n1A1σ1≤n2A2σ2，则x=0，于是有

设单层建筑物的高度为H、墙（柱）间的跨度为L、其上部荷载为P、墙AB与DC的相对爆高为h=h2-h1，并假定建筑物向DC一侧倒塌，其倾倒瞬间的状况如图2-1（b）所示。由几何分析可得偏心距

使钢筋混泥土框架结构定向倒塌的爆破方法，就是把一定高度的混凝土从钢筋立柱中炸疏，使之脱离钢筋。当暴露出一定高度的钢筋，其上部承受的荷载达到或超过钢筋的极限抗压强度时，则钢筋必将发生塑性变形并使承重立柱失稳，从而导致整个框架的倒塌。欲计算临界炸高，必须首先判别钢筋在建筑物自重作用下是属于哪一类型的压杆，接下来才能应用相应的公式来进行计算。本文是依据受压杆件的柔度值λ，将压杆分为三种类型：小柔度杆、中柔度杆和大柔度杆。

此君的三张脸，每张都要具有优秀的表演才能。表演时，不需要演员那样需要一定的时间酝酿感情，只要在瞬间就能完成。寻踪影、看蛛丝、找马迹，剥伪装，就会让他们“麒麟皮下露出马脚”，让其“真面目”暴露于“光天化日之下”。

假定立杆破坏的最小高度为Hmin，即爆破后裸露出钢筋骨架的长度（cm）；钢筋骨架顶部作用的纵向荷载为P（kg） ；钢筋立柱钢筋直径为；立柱截面积为；截面惯性矩为，截面惯性半径为弹性模量为主筋根数为n 。

“因为你的羊儿叫得很好听，你的歌儿很动听，你的这种生活让人向往，你的人很憨厚，这是那些什么都有的人没有的。”草儿很认真地望着牧儿说，脸也不禁泛上了红晕。

式中，u为长度系数；立柱混凝土被炸疏后露出钢筋，钢筋虽然两端都插入混凝土中，恰似两端固定，其实不然，因为此时上端是可以侧向弯曲移动，下端不能弯曲移动，因此下端属于固定、上端自由，则u=2。

虽然六月是艳阳天，搁在石屏上的衣服直到晌午才干透。白雪穿上衣服，脸上有了淡淡的无奈，因为她虽然非常努力，可白色罗衫的污秽痕迹仍然若隐若现。见白雪彷徨地瞧着石屏上的宝蓝色长衫柳含烟黯然道：“把身体放进一个陌生人的罩袍，比有人认为我们违拗挑起难以预料的后果要好得多。”看到白雪轻咬贝齿她苦涩地道：“别以为我们被擒没有受到搔扰是黑旗会忌讳少林，事情也许不像你哥说的那样少林获悉劫难就会消之无形，唯一获救之途是小心引起有人对我们垂怜制造逃逸的机会。”

由此可得

λ≤60时，为小柔度杆----粗短杆；

λ≥100时，为中柔度杆----细长杆；

60〈λ〉100时，为中度柔杆----中长杆。

近似逼近是在直接获得待求解问题精确值较困难的情况下，在一定精确度的要求下，通过对相关数据变量进行动态分析从而间接找出最佳逼近真值的一种方法，受中学生认识储备的限制，初中数学教材中一些课题学习问题常采用近似逼近法来解决.下面用近似逼近法对北师大版教材中的上述问题之解答进行讨论.

从上述分析可知，机械臂的承重性能与弹簧刚度、弹簧固定位置以及连杆的初始角度有关。为研究验证机械臂的静力学性能，利用ADAMS软件对机械臂进行仿真试验。将机械臂三维模型进行相应简化，导入ADAMS软件进行仿真研究。弹簧连杆机械臂仿真模型如图5所示。

下面分三种情况来进行计算：

1首先进行钢筋压缩强度的校核，若实际作用在每根立筋上的荷载P/n超过立筋允许的屈服极限（许用应力）［σP］时，则钢筋一定发生压缩破环，从而导致结构失稳。上式可写成

这类情况属于粗短杆的压缩破坏，一般比较少见。一旦出现这种情况，也不需要求临界炸高的问题，因为缺口刚一炸开，裸露出来的钢筋便立即被压坏，立柱就随之失稳下坐。

据统计，目前获得生产许可的保健食品生产企业为2365家，婴幼儿配方乳粉生产企业为113家，完成了婴幼儿配方乳粉生产企业体系检查3年全覆盖目标。

2当P/n＜［σP］F时，为方便计算，作为压杆的单根主筋可视为一端自由，一端固定。此时裸露钢筋处于细长杆受压状态，要计算失稳长度可以用欧拉公式计算其临界荷载

因为λ=8Hmin/d 、λ≥100，即Hmin≥12.5d。若先取λ=100，即取12.5d为最小破坏高度，代入式（20）可得

若p/n ＞pm，则承重立柱一定失稳，此处最小破坏高度可取Hmin=12.5d即可。

在该隧道突泥地段施工时，首先，要依靠超前地质预报作出判断，根据断层或溶洞规模及填充物的性质，提前采用超前帷幕注浆或超前小导管预注浆进行封堵，以加固地层并堵水。其次，当在瞬时出水量达到40m3/h（φ42mm探孔）、压力在0.06MPa以上的突水情况时和初期支护变形、开裂明显，可能出现突泥时应启动应急响应措施。最后，出现突泥时，必须尽快将口堵住。堵塞的材料以钢筋、钢管和型钢为骨架，填塞草袋，劈柴和木板。堵口后，用喷射混凝土将其封闭，并将周围洞身加固；然后沿开挖面周边设超前钢管支护，采用直径φ40mm、φ50mm或φ80mm、长6～8m的无缝钢管。

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

5种不同混合比例青贮饲料青贮过程中pH的变化见图1。由图1可知，随着青贮发酵时间的延长，5个处理组的pH值在青贮初期下降较快，中期较平稳，在青贮第45 d时，基本都下降到了4. 5以下，最后趋于4. 2，达到了良好青贮的标准[22]。甜高粱所占比例中50%和75%的混合青贮pH最接近优质青贮pH值。

3至于中柔度的压杆，采用雅兴斯基公式来计算临界应力

实践经验表明，为确保钢筋混凝土框架结构爆破时顺利倒塌，承重立柱的破坏高度通常用如下公式确定

式中，K为经验系数，K=1.5-2.0；B为立柱截面的最大边长。

此外，也有用爆高比来确定破坏高度的。所谓爆高比，是指爆破破坏高度H和承重立柱高度h之比，即Eb=H/h ；一般Eb=0.25-0.50，过于低矮的柱子宜选大值。

倾倒背向立柱形成铰链部位的破坏高度H＇可按下式确定

综上所述，在拆除爆破设计中，爆破缺口高度对于建筑物的能否倾倒具有举足轻重的作用。在以往的工作实践中，通常由于忽略爆高这一基本条件，以致出现三层变二层、二层变一层的架立局面，或者出现倾而不倒的险情，因此，需引起足够重视。

烟囱和水塔的爆破缺口高度理论分析

烟囱和水塔的特点是重心高，支撑面积小，用自上而下的浅孔爆破拆除法，需要高空作业，费时费钱。目前只要条件合适，国内外均用定向爆破方法拆除。定向爆破拆除原理是在下部炸开一个缺口，使建筑物失稳倾倒，当开口合壁时，建筑物重心投影应偏出支撑面，使之在重力作用下加速倾倒。而炸高是使高耸建筑物倒塌的拆除爆破设计中一个重要参数。

烟囱、水塔拆除爆破设计的砖砌体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。实践证明，若缺口高度过小，水塔或烟囱必定会在倾倒的过程中出现偏转，使其达不到正确倾倒的方向； 若高耸建筑物的爆破缺口高度大一点，虽然在一定程度上可以防止水塔或烟囱在倾倒过程中所发生的偏转， 但过大后，必定会增加钻眼的工作量，所以爆破缺口适当高一些，可防止其在倾倒过程中出现偏转，因此要合理确定。钢筋混泥土结构物的缺口高度，可用前述的求临界炸毁高度的计算方法确定，但按此法计算的H值一般偏小，这样在倾倒的初始阶段，缺口的上下沿将相撞，有可能在倾倒过程中发生偏转，为此可采用如下公式

式中，D为铜壁底部直径。

结语

通过建筑物结构设计原理分析， 得到了高耸建筑物的控制爆破切口高度计算公式 ，公式的分析过程容易理解记忆。本文只是根据在自重作用下建筑物重心投影偏离出支撑面，从而使立柱丧失了承重能力来计算爆破缺口高度以及从几何上分析砖混结构倾倒的最小爆破缺口，这对工程实践，尤其对没有设计或施工图的高耸建筑物控制爆破，有其重要的理论指导意义。

10.3969/j.issn.1001-8972.2015.21.005