框架、框剪结构刚度强度高,爆破倒塌后不易解体,应使梁、柱、板在倾倒过程中空中解体。三要点:切口设计(横向波浪形 / 纵向楔形)、刚度处理(应力路径截断、关键梁柱破坏)、起爆顺序与时差(创造动态局部荷载与节点应力集中,形成“多米诺式”连续破坏)。
切口设计参数
| 参数 | 数值 | 单位 | 说明 |
|---|---|---|---|
| 切口形式 | — | 最后一排作为支撑区 | |
| 标准层层高 h_f | m | 银丰宾馆 3.3 m | |
| 切口排数 m | 排 | 不含支撑区 | |
| 各排爆破层数(自前向后) | 层 | 逗号分隔 | |
| 切口水平长度 L_c | m | 切口区水平投影长度 |
起爆时差设计参数
| 参数 | 数值 | 单位 | 说明 |
|---|---|---|---|
| 结构总层数 n | 层 | — | |
| 结构高度 H | m | — | |
| 混凝土弹性波速 c | m/s | — | |
| 节点塑性破坏时间 t_p | ms | 经验 10~50 ms | |
| 设计排间时差 Δt | ms | 银丰/虹锦 310 ms | |
| 预设工况 | 一键载入 | ||
公式参考(点击展开)
t_w = H/c;T_1 ≈ 0.05·n;Δt_min = t_w + T_1/4 + t_p;h_c = Σ m_j·h_f;α_close = arctan(h_c/L_c);T_Σ = (m−1)·Δt。
欧拉等直压杆 → 初弯曲压杆 → 修正的初弯曲压杆(k = 0.3~0.5)。工程算例:江天大厦 11680 t,C40,24φ25,E=200 GPa,[σ]=400 MPa。欧拉过保守(0.02~0.3),初弯曲偏不安全(~2.0),修正后 0.75~0.94,工程适用性最好。
立柱与上部荷载参数
| 参数 | 数值 | 单位 | 说明 |
|---|---|---|---|
| 单根主筋直径 d | mm | 江天大厦 24φ25 | |
| 弹性模量 E | GPa | HRB400 钢筋 | |
| 屈服强度 [σ] | MPa | HRB400 设计值 | |
| 主筋根数 n | — | 单根立柱主筋数 | |
| 上部单柱分配荷载 P_u | kN | 单根立柱承受的上部重力 | |
| 爆高 H | m | 待设计 / 已给 | |
| 压杆初挠度 a | mm | 试验典型 18~78 mm,取 50 | |
| 杆端系数 μ | — | 顶部水平约束强取 0.5,弱取 1.0 | |
| 修正系数 k | — | 推荐 0.3~0.5 | |
| 评估模型 | — | — | |
| 扫描爆高 | — | 扫描给出最小爆高 | |
| 预设工况 | 载入算例 | ||
公式参考(点击展开)
I = πd⁴/64;P_cr,E = π²EI/(μH)²;Δa = σd³(μl)²/(32πEI);P_cr,I = π²EI/[(1+a/Δa)(μH)²];P_cr,M = P_cr,I/k;失稳判据 ΣP_i > n·P_cr ⇒ 钢筋骨架失稳 ⇒ 切口上部塌落。
位移法典型方程简化为 4 未知量;引入柱梁线刚度比 s = i_c/i_b,按不同 s 下 CD 梁最大弯矩计算简式 α·qL² 给出 M_CD、M_DC,与梁端极限抵抗弯矩 M_d 比较。银丰宾馆算例:M_CD = −443.90,M_DC = +154.30,M_AB = M_EF = −430.13 kN·m。
构件几何与材料
| 参数 | 数值 | 单位 | 说明 |
|---|---|---|---|
| 梁截面 b × h | × | mm | 银丰典型梁 250×600 |
| 柱截面 b_c × h_c | × | mm | 银丰典型柱 600×600 |
| 梁跨度 L | m | 银丰 6.5 m | |
| 柱高 l_c | m | 标准层层高 | |
| 混凝土等级 | — | E:30 / 32.5 / 34.5 GPa | |
| 楼面恒载 g_s | kN/m² | 板厚 100 mm 综合取值 | |
| 板传宽度 m | m | 单向板传荷半宽 | |
| 钢筋混凝土容重 ρ | kN/m³ | — | |
| 梁端极限抵抗弯矩 M_d | kN·m | 由梁承载力模块计算并回传,可手填 | |
| 预设工况 | 典型算例 | ||
公式参考(点击展开)
I_b = b·h³/12,I_c = b_c·h_c³/12;i_b = E·I_b/l_b,i_c = E·I_c/l_c;s = i_c/i_b;q_l = ρ·g·A_b;q = g_s·m + q_l;M_f = α(s)·q·L²(α 由 s 查表插值,覆盖 s∈[1.0,3.0]);判据 M_f > M_d ⇒ 梁端弯剪破坏。
由保护层与配筋计算有效高度与受压区高度,按 x 与 2a′_s 关系判别受压钢筋是否屈服,与单跨解体判别模块的 M_f 比较。
截面与配筋参数
| 参数 | 数值 | 单位 | 说明 |
|---|---|---|---|
| 环境类别 / 保护层 c | mm | 最小保护层厚度 | |
| 箍筋直径 d_v | mm | 常用 8 mm | |
| 纵筋直径 d_bar | mm | HRB400 | |
| 梁宽 b × 梁高 h | × | mm | 同单跨解体模块 |
| 受拉纵筋 A_s | mm² | 5φ25 ≈ 2454 | |
| 受压纵筋 A′_s | mm² | 2φ25 ≈ 982 | |
| f_c | MPa | 同单跨解体模块 | |
| f_y = f′_y | MPa | HRB400 设计值 | |
| α₁ | — | C50 及以下取 1.0 | |
| 预设 | 5φ25 / 2φ25,C30 | ||
公式参考(点击展开)
a_s = c + d_v + d_bar/2;h_0 = h − a_s;x = (f_yA_s − f′_yA′_s)/(α₁f_cb);分支① x ≤ 2a′_s:M_d = f_yA_s(h_0 − a′_s);分支② x > 2a′_s:M_d = α₁f_cbx(h_0 − x/2) + f′_yA′_s(h_0 − a′_s)。
整体失稳采用力学 + 几何双判据,并与单跨解体判别组合成综合判别模型。银丰宾馆算例:F/C 轴爆后钢筋骨架极限承载 657.16 / 1513.24 kN。
结构总重与重心
| 参数 | 数值 | 单位 | 说明 |
|---|---|---|---|
| 结构总重 G | kN | — | |
| 重心到转动轴水平距 R | m | 楼长一半(保守) | |
| 结构重心高度 H | m | ≈ 楼高一半 | |
| 重心连线倾角 θ | ° | 未起爆时 = 0 | |
| 切口水平长度 L_c | m | 支撑区水平长度 | |
| 切口前后高差 h_c | m | 切口高度差 |
爆破立柱残余承载力(按行填入)
| 立柱编号 | P_i (kN) | b_i (m) |
|---|---|---|
| 1 | ||
| 2 | ||
| 3 |
未爆支撑立柱抗力
| 编号 | σ_c (MPa) | σ_s (MPa) | W_ci (mm³) | W_si (mm³) |
|---|---|---|---|---|
| 1 | ||||
| 2 | ||||
| η | 1.1~1.5,保守取 1.3 | |||
| 预设 | ||||
公式参考(点击展开)
M_drive = GRcosθ;ΔM = M_drive − ΣP_ib_i − ηΣ(σ_cW_ci + σ_sW_si) > 0 ⇒ 力学判据满足;几何判据:Rcos[arctan(H/L) − arctan(h/L)] − √(L²+h²) > 0。