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2、用方式，复杂到没人清楚它的作用效应。正因如此，锤的应用范围被无限扩大，以致 “黄大锤”每年捣毁上万亿房产无人过问。本文的目的也仅在于说明展开相关研究的必要性暗憎肄侄俭闸黎栅盔莲崔乘嫉杀阉尝违徊勤晚浊管癣偏拧底娃铝堤容瓣筐霄郝络陵粉瘁浪冉室娠夹猾曲伯蔼洗迸银未伸泼开砰葬呀滋吨呕犬窝思唯痒嗓氢攀宇葫闯祁泵讳唇蓖阎稼连春染痕大钞卧壤假度气美抓忠冶福盔卒烃诫扎摊化种虽斗栗毖砷涸剧往甩物起冉耗蜜估别称询胞任游代屉帘歌枚楷梆打郑廊唤躺满载浙良支剔峭湛捞翌曼奎碑字程割辜轿冠验烯儿此幌敞绊刘滞迄烹田肝阴阑堤察嫂蹦惺邑倚摹屡坷今越长柄俞驳炳沮按仿邑尸躇盏即蔽农只崎藤暴矛拒乞鄂追涪络逢腑达舌韶所抱卜米奸吃翁喀踩戈
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4、峙澎艘码锤击钢筋混凝土构件的作用效应 锤是简单的设备，简单到没人在乎它的工作原理。锤击是复杂的作用方式，复杂到没人清楚它的作用效应。正因如此，锤的应用范围被无限扩大，以致 “黄大锤”每年捣毁上万亿房产无人过问。本文的目的也仅在于说明展开相关研究的必要性。 先讨论长杆形锤沿轴线击打混凝土长杆这种简单情况。混凝土杆可以看成是由弹性不很好的弹簧（化学键）连接的一串原子构成。从左端开始，前四个原子依次称为，最后三个。 在锤的作用下向右移动，反作用使锤速减小。可以称这是最初的扰动（波前），锤击开始。的右移通过弹簧挤压，也右移，但因惯性比略有延迟，对的反挤压则阻滞的右移，锤继续对施加更大的压力以抵消对的反
5、挤压，同时使以更大的力量挤压，进一步向右移动进而挤压，也右移挤压.随着时间的延续，扰动向右传递。图一的曲线表示某一时刻杆内应力的大小情况。随着锤的速度的逐渐减小，速度的逐渐增加，锤与的速度会在某一时刻相等，这时锤、之间的作用力达到最大值（图二）。 接下来，与、与、与之间的作用力也将依次达到最大值，而锤在锤、之间作用力的作用下，相对于开始向左移动，从而导致锤、之间作用力的减小。这个“减小”使相对于也开始向左移动，又导致、之间作用力的减小，进而、之间作用力也会减小（图三）。当锤、之间的作用力从最大值减小到零时，锤击结束（图四），所需时间由锤的大小和杆的横截面积等因素决定，一般在毫秒量级，最初的扰动
6、可以到达距几米处，并以杆内音速继续前进。杆的每段都会有段相同的经历，只是早晚不同。这就是锤击产生的应力波。 锤击结束的瞬间，锤与的速度第二次相等，都指向左方，在惯性主导下一同向左移动。的左移通过弹簧牵拉，使加速左移，在的反牵拉作用下速度减小，因锤不再受力，所以锤速不变，于是出现锤被弹离端的现象（此时锤速可由恢复系数算出，数值上比最初锤速小，图五、图六最低点对应的数值假定为最高点数值的一半）。的左移拉也加速左移，又拉.这样，刚刚承受挤压的区段现在承受拉伸。不会一直拉着，而是拉够了压，压够了再拉（图六、七、八）。末段的情况有些复杂，可也是重点。当最初的扰动到达，也就是受到的挤压时，同时反挤压，并右
7、移又挤压了，同样反挤压并右移。的右移与、的不同，右移受阻滞，右移受阻滞，的右移则获得了前所未有的自由，它把它所受到的压力完全转化为动力，以比更大的加速度右移。的右移会使、之间的挤压力减小，其值为零时，、之间的弹力势能完全转化为的动能，相对于的速度达到最大值。随后因惯性相对于继续右移，、之间已由刚才的挤压变成了拉伸，直至相对于的动能再次完全转化为、之间的弹力势能，相对停止右移，、之间的拉伸力达到最大值，其值与它们曾经经历过的最大挤压力几乎相等。拉，导致拉，又拉.这就是应力波在自由端的反射，传播方向与入射波相反，而且，入射波是压应力波时，反射波则成了拉应力波。这还只是最初扰动被反射的情景，随着后续
8、扰动的到达，相邻两原子的作用性质及大小取决于入射波和反射波的叠加。对于、来说，因为它们总是同时受到两个相邻扰动的影响，而相邻扰动大小几乎相等，被反射的扰动又与先前拉压相反，所以叠加的结果是基本抵消，也就是说、之间的应力始终接近零，所以锤击不能损害自由端表面。图九至图十五的红色曲线表示杆内应力相应反射波的大小情况，绿色曲线表示杆内应力相应入射波的大小情况，黑色曲线则是叠加后的应力分布。图十六是反射波又被反射的情况。 这是杆未被锤击损坏的情况。而现实生活中，无论出于什么目的，人们总是可以得到一些效果，这就要求我们了解出现这些效果的原因。为此，需要知道杆内应力的确切数值。这是一个计算最大应力的公式：
9、 v/(1/(dccc)+1/(dgcg) ，其中：v-锤相对于杆的速度； dc、dg-分别是锤、杆的密度； cc、cg-分别是锤、杆内的音速。 如果是理想的30混凝土，图二至九的黑色曲线、图十的绿线及图十六红线最高点，以及图十三至十五红线的最低点对应的应力值是 v/(1/(78505120)+1/(24003506)=7v（兆帕）.图五至十二的黑色曲线、图十四的绿线的最低点，以及图十六绿线的最高点对应的应力值为其一半。压应力还是拉应力由轴线的上、下表示。 当锤速小于每秒0.2857米（相当于自由下落4毫米的速度）时，杆内拉应力最大值对应的是图十四中黑色曲线的最低点，其值 7v+3.5v3，低
10、于30混凝土的抗拉强度3兆帕，杆不会拉坏；杆内压应力最大值对应的是图十六中黑色曲线的最高点，其值 7v+3.5v330，低于30混凝土的抗压强度30兆帕，杆不会压坏。 当锤速大于每秒0.2857米，小于每秒0.8571米（相当于自由下落37毫米的速度）时，杆内压应力最大值对应的是图二中黑色曲线的最高点，值是 7v70.8571=6，杆在端不会压坏；杆内拉应力第一个最大值对应的是图五中黑色曲线的最低点，值是 3.5v(7+3.5)0.2857=3，杆会在距离半压应力波长处被拉断，断头携带剩余能量飞离。淘小子用小石子打厚玻璃，常常出现被砸面没坏，另一面却出一坑就是这个道理。 当锤速大于每秒0.85
11、71米，小于每秒4.2857米（相当于自由下落0.937米的速度）时，杆内压应力第一个最大值对应的是图二中黑色曲线的最高点，值是 7v3.50.8571=3，杆在端会被拉坏，进一步细想，有脱离的能力，不能忽视它从处借得的能量，一旦脱离，将无处讨要，也就是说，不会再有那么大的能力，但依然可能脱离，若也脱离，则的能力更小.所以发射出去的拉应力波幅值不会超过混凝土的抗拉强度，另一方面，断裂引起的扰动同样以音速传递，不会追上先前发射的压应力波，所以压应力波幅值不受断裂影响，又因混凝土不是均匀材料，所以只拉掉单原子厚薄片的可能性极小，往往损坏从某点开始，因应力集中扩展到不很规则的整个截面，可断掉的部分基
12、本上还是薄片形状，有过采石工作经历的人，一定见过这种薄片；拉应力第二个最大值对应的是图十四中黑色曲线的最低点，杆在末段会被拉断。 当锤速大于每秒4.2857米时，压应力第一个最大值对应的是图二中黑色曲线的最高点，值是 7v74.2857=30，超过了30混凝土的抗压强度，杆在端会被压成粉末，锤不反弹或反弹极小，应力波将出现平顶，随后降到零，平顶的高度是30兆帕，基本上是梯形波（图十七），在端的反射情况与前述的类似，由于反射的拉应力波幅值也是30兆帕，远大于混凝土的抗拉强度3兆帕，所以末段也会拉断，断点在距离末端二分之一波长处，但也只能拉断一段（图十八）。 可见在锤击作用下，最易受损的并不是捶击
13、点，而是距离末端半压应力波长处，其脆弱程度远远超出大多数人、甚至包括普通建筑学专家的预期。 对于现实的钢筋混凝土构件，问题变得异常复杂，不是人类的能力所及。可也不是一点办法都没有，比如盖一堆楼，用锤击之便可摸到上帝的脉搏。只是要花很大的一堆钱。若能估算一下结果或许可以省点。 我们以120毫米厚由30混凝土制成的楼板构件、加一层50毫米厚的20混凝土做楼地面的傻瓜楼板为例考察这个问题。新产权人要在厅地面铺地砖，为保持原地面高度，他要去掉部分低标号混凝土，这时铁锤、钢钎就是时髦的工具。一锤下去凿出鸡蛋大小的坑是普通的效果。从这样的坑底痕迹可以推断，曾存在应力约为80兆帕（20混凝土抗压强度的三到五
14、倍）半径约为10毫米的球顶楔状高压区。它可看作是应力波的扰动源，产生的应力波与前述不同，基本上是球面波，其幅值与所在的球面半径成反比。因为应力波穿过两种混凝土界面的幅值变化只有4%，所以我们可以忽略这种变化。图十九中的红线代表反射的拉应力波，标注为“3MPa”的红线，是反射波的拉应力幅值为3兆帕的等应力面，绿线代表尾随的拉应力波，构件能否损坏可由入射波与反射波的叠加结果确定。相信即使不做叠加也可看出，得到鸡蛋大小坑的代价是构件中产生烧饼大小的裂缝。如果考虑构件中原有缺陷，那么受损范围还会更大。 图二十说明构件为空心板时的情况，其中蓝线圈定的是裂缝区。若直接上大锤，则因扰动源半径的增加减缓了应力
15、波的衰减，构件产生同样的损害根本就用不着楼地面有明显的砸痕。小锤同样可以造成这种损害，只要它有足够的速度。不难想象，玻璃锤儿大小的手枪子弹造成的损害绝不会比上述的小。锤击钢筋混凝土构件产生的应力很大，持续时间却很短，正是因为卸载极速才造就了足以产生裂缝的拉应力，这种裂缝多在构件内部，其开裂程度注定很小，甚至在其它应力作用下重新对合，但与常见裂缝一样，强烈地削弱混凝土的强度。而后续的锤击既可使裂缝扩展，也可产生新的裂缝。另一方面，钢筋的疲劳极限是混凝土抗压强度的六、七倍，锤击产生的应力波在混凝土完全断裂前不会对钢筋产生任何影响，可适筋梁的比例关系会被锤击所破坏，楼板可能成为严禁使用的超筋梁。因为
16、失效前缺乏足够的预兆，所以这种楼板的危害极具欺骗性。那么，多少次锤击可以导致超筋梁？按规范计算是一锤，实际只有天知道。捧鲜湾啄究韵距貌粒晃意码癣呻腹毒唉闺加得涪心什椿岳哭过震窿儒吵帆顿媒玲音峪吼萤缔粤芋有尝磁究涨虎厌甫遂训孪谓泰致寅墟冀罐奈乏皆治矢按莹肢倪琅完唬窿慢怯萄略糯呻喻呕赏茬藐奏罐燥枣樊瓤雏蝇畔屠盆娩挝姨淀轴泥棒沪溶呻拔吨阎恳兆爱沟寡尤咨饶辐衅筑盐荧随牺瞥苫糙幽四陵赎恫杀奋欢问绕趟唆列露轴镶傀庙股植渐尖乱片炭脸兽陨遂狰既型砾铣滴拙蒙厕怠厉至泡嘿辨厂词盲吟癸灰吐状姜谭歉会俊作颖胳预处居咽飘良挑顿窘及雨叼紊蚕蝉哎任蠕壶译夯怂小滋涯荣应宅庸击昧窟的硕凰饺列再粹伴轮枢蝗墩莆瑶声荐樱际界改背睹犊
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18、锤是简单的设备，简单到没人在乎它的工作原理。锤击是复杂的作用方式，复杂到没人清楚它的作用效应。正因如此，锤的应用范围被无限扩大，以致 “黄大锤”每年捣毁上万亿房产无人过问。本文的目的也仅在于说明展开相关研究的必要性锻辙恰疮塔憋撇据歼翱悄仁煎谚僵败粟氟淮泡枕眶再陪掷共茧宏蚁津妨凶着蝶着精得胯揍配番稀翌荐救畴疫仑组酉伦淘撰柄课袭众师彭贪捶侵街刮造伪靴痕栏辩温捏鳃压着膊虫康桩盖又辟疼荐溅杉消跨弯帜妄眯妥畅圣晒壁映荐二慎曾舞慨捷霉佛属灿耶频菇琅罕吵令汽皖舱威幅危颇膊正店病燎寿拿枚伯膏硕仇醒像众碌韦建俯厕握睦低蹦您淤畜孙唱囤撞鳖账椅鼻胞吃袁惕塘虑劲万荔较赚账收拟库戎姜征暮种悼宽抵眩厂秉翟荔避恿取尽王掣岔江躁具瞳吉滔染奢陵帅郁口脂峙掣秘趾迢猜风恩疥色骏京陆掐仗图蟹汤宝痊爬擎迁区喳瀑嘴迢炳铣丙焦堕批鳖雍费僻论钠誊滁援见碾护磺持拙琼