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梧州外墙瓷砖掉落维修工程

发布日期:2020-07-25 13:51 作者:扑克之星6up

  在2018年11月中旬的空间结构会议开幕式上,蓝天教授发表了演讲,分享了他近期在美国和加拿大游历期间的见闻和思考。其中,谈到具有历史意义的Georgia穹顶,于2017年11月20日爆破拆除,大家深感惋惜。

  ▲Georgia穹顶旧照1992年建成的Georgia穹顶由Levy等人设计,作为1996年亚特兰大奥运会的主场馆。由于体系创新,该类型穹顶被称为Levy穹顶。

  ▲新旧两个体育馆合影如此具有历史意义的建筑为什么要拆除?小i在网上查了一下。Georgia体育场南侧新建了一个带有可开合屋顶的新体育场,离得非常近。有团体向州长办公室申请保留Georgia穹顶,但政府认为保留一个7万人的体育场,在经济上是不可行的。所以,最终决定爆破拆除Georgia穹顶。

  ▲Georgia Dome爆破过程Georgia穹顶距离新建的体育馆只有25m,如何保证建筑爆破的碎片不影响新建的体育馆?小i不是这方面的专家,查阅了相关资料,发现建筑爆破与自己之前的想像相差很多。下面,小i简单向大家介绍一下自己的学习笔记,主要是相关的基础知识、一个高层和一个大跨混凝土穹顶的拆除案例。

  但实际上,这是爆炸,不是爆破。爆破拆除的核心理念并不是把整个建筑炸的灰飞烟灭,而是只破坏关键的承重结构,以让建筑可控制地倒塌,在重力的作用下尽可能地破碎成小块儿。

  并且尽可能地降低对周围环境的影响。比如周围有房子,周围有地铁线路,都将对爆破拆除提出更高的要求。

  定向倾倒法是在建筑下部炸出一个三角形的切口,让建筑朝着切口方向倾倒,冲击地面而解体。通常要预留出大于建筑高度 2/3 ~ 3/4 的倒塌场地。

  切口高度如果过小,有可能造成爆破后倾而不倒的尴尬局面,过大则可能酿成上层建筑倾覆翻滚的危险情况。

  1999年2月28日,上海长征医院16层病房大楼,朝同一个方向开设多个切口,按照设计方向准确倒塌在预定范围内。

  主楼高56m,最高点(电梯动力房)68.4m。爆破后,主楼向南倾出17.1m,其中电梯动力房倾出30.6m。爆堆高度11.6m。周围建筑及设施安然无恙。

  原地垂直塌落法是让建筑物底部一定高度的承重结构瞬时全部爆破,使其垂直塌落冲击地面而解体。通常只需预留 1/3 ~ 1/4 建筑高度的塌落场地即可。

  但是如果楼本身强度比较高,也有可能出现炸了下面几层,上面的完整坐下来的情况。

  内爆法则是依次破坏建筑内部的承重结构,让外围的构件向内倾倒,互相撞击碎裂从而塌落。可以让建筑几乎全塌落在自身区域内。

  内爆法非常适合拥挤的城市空间,在美国应用广泛,但方法非常复杂,国内案例较少。

  严格来说,内爆(implosion)是一种内部坍塌的事件,因为外部大气压力大于内部压力。例如,如果您从玻璃管中抽出空气,它可能会内爆。

  建筑物内爆并非真正的内爆,大气压力不会拉动或推动结构向内,是重力使其坍塌。但是,内爆这个词通常用于描述这种拆除。我们就理解为这是一个约定俗成的命名。

  对不同的材料使用不同的爆炸物,并根据材料的厚度确定所需的炸药数量。对于混凝土柱,使用传统的乳化炸药即可。炸药只是浸泡在高度易燃的化学品或化学品混合物中的吸收性填料。当化学品被点燃时,它会迅速燃烧,在短时间内产生大量的热气体。这种气体迅速膨胀,对周围的任何物质施加巨大的向外压力(约10GPa)。

  将这种爆炸性材料塞入狭窄的钻孔中。当爆炸物被点燃时,突然向外的压力会发出强大的冲击波,以超音速破坏柱子,将混凝土粉碎成微小的块状物。

  由于钢材比混凝土强度更高,对于具有钢支撑结构的建筑物,通常使用专门的爆炸性材料环三次甲基三硝胺,简称为RDX。基于RDX的爆炸性化合物以非常高的速度膨胀,高达每秒8,230米。

  实际上,也不是将整个钢柱粉碎,而是利用爆炸形成的切片直接穿过钢板,将其切成两半。或是将燃炸药在柱的一侧引爆,以将其推向特定方向。

  ▲拆除前全景▲爆破设计,确定倾倒方向▲确定爆破楼层▲确定爆破构件确定哪些构件是事先破除的,哪些是要被爆破拆除,哪些位置要先切断钢筋等等。并且设定好爆破时间,0.3s延迟~1.75s延迟。靠近倾倒方向的构件延迟少,远离倾倒方向的构件延迟多。

  ▲爆破前准备工作移除软装,预先削弱隔墙。隔墙并不承重,但是也会阻碍结构的倒塌。

  ▲试验爆破使用多少炸药是可以根据原结构的图纸计算出来的。但大多数时候,爆破时不会仅仅依赖这些数据。为了确保柱子不会过载或欠载,爆破前会对一些柱子进行试验爆破,

  爆破工程师根据试爆的情况,确定拆除柱子所需的最小爆炸装药量。通过尽可能地减少炸药的用量,最大限度地减少飞溅碎片,减少损坏附近建筑的可能性。

  ▲围栏和织物保护为了进一步减少飞行碎片,在每根柱子周围缠绕围栏和土工织物。围栏使大块混凝土不会飞出,织物则捕获大部分较小的碎片。

  对于大跨空间结构,爆破拆除的案例并不多,Georgia穹顶可能由于爆破实施时间不长,网上没有相关资料。下面以西雅图国王穹顶(Kingdome)为例,介绍大跨空间结构的爆破拆除方式。

  Kingkome是第一个在美国被拆除的大型圆顶体育场,为混凝土薄壳结构。1976年3月27日建成,2000年3月26日,爆破拆除。

  Controlled Demolition Inc. 负责此项目的拆除,经过一年半的结构分析,并考虑周围环境的影响,最终内爆方案被采用,爆破Kingdome的两个重要挑战在于:1. 穹顶的拱肋为向外的推力,若把柱底爆破成铰,柱子很有可能向外倾倒。而在柱子的倾倒半径内有房屋和铁路轨道。2. 爆破将产生125000吨混凝土碎片,这些碎片从高处坠落的能量,将对埋设在地下的管线、周围的铁轨和建筑产生非常不利的影响。

  为了控制震动,CDI设计了一个程序,可以引爆小型炸药,以解体屋面结构,使其在空中解体,而不是整个地坠落到地面。同时,预先压碎混凝土看台和座椅,作为混凝土屋面落下的缓冲装置,以进一步控制屋面下落产生的震动。为了,达到预期的爆破效果,爆破单位共钻了5905个孔,分布在柱、环梁、屋盖梁上。共装填了2.1t炸药。并且,将爆炸顺序共分为900次延迟,以精确控制结构的坠落,并减少因空气超压而形成的碎片。

  第1步。分析结构,结构柱、环梁、屋顶混凝土拱肋。显然,这些是结构的传力构件。

  第4步。第一阶段,引爆三个等分的扇形区域。每个扇形的区域,引爆柱脚和拱肋的1/3高度位置。这样形成一个机构,使柱子外内倾斜倒塌,

  第5步。由于环梁仍保持完整,第一阶段引爆后,其余未爆破的柱子被环梁带着往内倾斜。因此,几秒钟后,其余区域也引爆柱脚和拱肋1/3高的位置,这样,支撑柱均往内倾斜倒塌。

  第6步。最后,一些小的炸药在空中引爆,使得穹顶解体更加彻底。约20s后,整个结构倒塌。呈现完美地向内倒塌的形状。对周围的影响做到了最小。

  爆破可以认为是结构工程的逆向工程。结构上强调的是防连续倒塌,而爆破其实注重的就是连续倒塌。倒塌过程的控制是爆破的关键,但实际倒塌的过程是强非线性的过程,一般很难预测,所以经验性很重要。

  正是因为其强非线性,所以很难被预先在计算机里面模拟。在Georga穹顶爆破前,业主委托原设计方TT进行了爆破的计算机模拟分析,模型分析的结果很好,但是实际上仍有部分结构在当天的爆破中未被解体,后面通过又一次爆破实现解体。

  我们很高兴与结构同行探讨,也很愿意为建筑师提供结构方案、咨询建议、找形分析等。如有需求,请联系小i 微信号,或者在公众号首页留言。欢迎交流讨论!欢迎投稿!

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