影响框剪结构拆除爆破效果的要素分析

不同切口方式与延时时差对建筑物拆除爆破倒塌效果有着极大影响,尤其是对大高宽比的框架剪力墙结构的建筑物拆除爆破倒塌效果影响更大。因此,利用数值模拟对建筑物倒塌效果进行仿真分析。以17层框架剪力墙结构拆除爆破工程为例,利用ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件,采用整体式模型,对不同切口方式和延时时差的框架剪力墙结构倒塌过程进行数值模拟。对框剪结构分别采用三角形和梯形切口,以及切口处中间排立柱同时起爆和延时起爆,共选取5种组合方案进行结构倒塌的对比分析。结果表明:采用三角形切口时,中间排立柱同时起爆,最后排立柱容易被压屈,形成的偏心弯矩比第二爆破区段只爆破底层立柱偏小;采用梯形切口时,在切口全部形成后,结构倒塌过程中,梯形切口以上部分形成附加的偏心弯矩较三角形切口小,切口触地时前倾速度比三角形切口小。     

切口方式与延期时差对框架结构爆破拆除效果的影响

切口方式与延期时差对拆除爆破倒塌效果有重要影响,尤其是对小高宽比的框架结构。因此,通过数值模拟对结构倒塌效果进行分析,对于爆破方案的选取具有一定的指导意义。针对某9层框架结构拆除爆破实例,利用ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件,采用整体式模型,对不同切口形式和延期时差的框架结构倒塌过程进行数值模拟。对框架结构底层最后一排立柱拆除与否,以及最后两个爆破区段延期时差分别为0.3 s或0.5 s,这4种情况下的结构倒塌进行对比分析。结果表明:在爆破切口延期时差相同时,底层最后一排立柱拆除,框架结构的塑性铰形成位置较不拆除时下降,结构解体完全,爆堆高度也降低,倒塌效果较好;在相同切口形式时,爆破区段延期时间不同,框架结构塑性铰形成位置和倒塌效果也有所不同。     

基于数值模拟的铁四院前大楼拆除爆破方案优化

爆破拆除的铁四院前大楼为砖混外套框架的"楼包楼"特殊结构,周边环境复杂。为确定合理的爆破拆除方案和爆破参数,控制其倒塌姿态和爆堆范围,利用ANSYS/LS-DYNA有限元软件,建立分离式耦合模型,对多个拆除爆破方案进行模拟分析,确定了单向折叠爆破方案,并对折叠爆破方案中的切口起爆时差,立柱破坏部位,立柱爆高等参数进行优化,其中上下切口起爆时差调整为1020 ms,中间与两侧时差为880 ms,后排支撑区立柱实施松动爆破,同时提高上切口立柱爆破高度。采用优化方案,建筑物被成功爆破,结构折叠形态明显,爆破效果理想。实际爆破结果表明,爆破切口的形成和闭合、结构倒塌过程、塌落范围与形态等与模拟结果基本一致。     

内部结构复杂的高层楼房拆除爆破

针对待拆面粉厂主楼房为7层非对称钢筋混凝土框架全剪力墙结构,内部兼具粮食加工和生活居住功能,楼层布局错综复杂的情况,根据高跨比小不易倾倒的特点,利用有限元分析软件确定预拆除的位置、钻孔数量和试爆位置,对1～2层立柱、剪力墙和楼梯进行部分预拆除,选择三角形切口。采取定向拆除爆破的方案,倾倒方向为正南方向,在倒塌位置铺垫缓冲减振层,保护周围建筑物不受损坏;采用大炸高和支座铰链技术,使后2排立柱作为后支座铰链,增加铰链极限承载力,严格控制楼房后坐;对立柱钻孔装药位置使用密目网和密竹栅栏进行爆破飞石近体防护;使用多段毫秒延时导爆管雷管起爆网路,确保楼房按预定的倾倒方向倒塌,由此实现了内部结构复杂的高层楼房拆除爆破。     

框架剪力墙筒状结构大厦爆破拆除

采用非电多回路网格式起爆网路,一次点火、分段延时起爆,对钢筋混凝土框架-剪力墙筒状结构大厦实现了同向双切口定向爆破拆除。楼体后坐距离小,爆堆高度低,塌落振动小,飞石和粉尘得到有效控制。实践证明,拆除低层承重柱较少的建筑物时,采用同向双切口爆破方式,拆除效果很好,可为类似工程的爆破拆除提供参考。     

小高宽比多跨承重立柱楼房定向爆破拆除

针对待拆除楼房结构上高宽比接近1的特点,以及属于违建楼房和所处环境比较复杂(不允许有后座发生)的情况,选择向西定向倒塌的爆破拆除方案.为使待拆建筑物无后座顺利倒塌且解体充分,在待拆楼房1～3层设计爆破切口,并通过试爆,确定出各不同截面承重立柱的合理爆破参数.同时对爆破前对建筑物的非承重结构——楼梯间进行必要的预拆除.采用长延时起爆等技术,确保待拆楼房的倒塌方向和坍塌解体效果.对楼内爆破立柱进行安全防护、外围搭设安全防护屏障等措施,有效地控制了爆破飞散物及落地飞溅的危害.三角形切口、降低局部强度、长延时起爆技术和开挖减震沟、铺设缓冲层等防振措施有效地降低了爆破振动和落地振动对周围建筑物的影响,最终取得了理想的爆破效果.     

全剪力墙结构楼房的定向爆破拆除

介绍了全剪力墙结构楼房的定向爆破拆除。根据楼房剪力墙特点和周围环境,选择向北部空地定向倒塌的爆破方案,对1~4层剪力墙、楼梯进行局部预拆除;选择三角形爆破切口,采用四通与“大把抓”相结合的复式起爆网路,整体对角式延时起爆技术,实现大楼剪切解体;采用主动防护与被动防护相结合的安全防护技术,有效地控制爆破振动、塌落振动和爆破飞散物,取得了良好的爆破效果。     

剪力墙结构大楼双向交错折叠爆破

以青岛远洋宾馆爆破拆除工程为例,分析了剪力墙结构定向爆破切口设计的关键因素,包括切口形状、切口高度、纵向跨度和支撑翻转轴位置等。提出当设计爆破切口高度较低时,梯形爆破切口较三角形爆破切口利于定向倒塌;当定向爆破的纵向跨度较大时,宜采用梯形爆破切口,并前移定向倒塌时的支撑翻转轴。另外,预制楼板的剪力墙结构在嵌入楼板的部位形成薄弱环节,结构的整体性较差,冲击塌落过程中易解体破碎,类似结构爆破设计时要充分考虑此特性。     

复杂环境下3座塔形框架结构景观房的控制爆破拆除?

对复杂环境下3座塔形框架结构景观房进行一次控制爆破拆除。鉴于塔形(六角形)框架结构高宽比小、稳定性高、倒塌难度大的特点,重点采取增加倒塌方向长轴上支撑立柱的爆破高度的方法,整体形成梯形爆破切口。通过确定爆破拆除方案和预拆除处理方案,选择合理的爆破参数和切口高度,采用可靠的防护措施,使它们沿着倒塌方向分段延时倒塌落地,降低了爆破振动,控制了飞石,爆破效果良好,达到了预期效果。     

框剪结构高楼纵向倾倒拆除爆破研究

我国目前用爆破法拆除的高层楼房主要是框剪结构。根据同一楼房中框架部分与剪力墙部分的相对位置、倒塌方向选择、前后段起爆时差,对框剪结构楼房爆破效果的影响等进行了分析,给出了楼房爆破切口倾角(闭合角)的经验数据、理论计算方法及确保楼房倒塌的判据,指出了楼房沿其纵向倒塌的难度远大于横向倒塌,并以靖江金都大厦的爆破为例,详细介绍了楼房沿其纵向倾倒时的爆破方案确定、预处理方法、爆破切口要素、立柱的爆破破坏高度、药孔参数、爆破参数、起爆网路等。靖江金都大厦为框剪结构的11层高楼,因环境限制,需要沿其不利于倒塌的纵向倾倒,而剪力墙结构却位于高楼的纵向两端,对该大楼的倒塌带来极大难度,通过精心设计其爆破方案,优化爆破参数,并采取严格的安全技术措施,完全达到了预期的爆破效果。