关于烟囱倾倒时折断问题的探究

张佳怡

摘 要：随着经济的发展，人们的需求不仅是“吃饱穿暖”，对环保的要求也不断提高。面对日益严重的大气环境质量问题，下达“控制总量、限制排量”的政策和不少老旧烟囱出现断裂都导致和体现了烟囱倾倒拆除及相关问题的重要性！于是，我查找了相关资料，发现对于拆除烟囱人们通常采取埋药爆破或人工拆除等方法，甚至还出现了大量“专业烟囱拆除公司”，足可见其危险性和重要性。那么怎么样才能在爆破或者人工拆除前，做好完备的准备工作，清楚烟囱倾倒折断运动的断裂大概位置呢？由此困惑，我开始着手分析。为了便于分析烟囱的运动，分析过程中将烟囱的形状简化为均匀的圆柱体（细长杆），且将该倾倒过程视作固定铰支座的定轴转动运动。运用刚体动力学求解出烟囱横截面的剪力表达式， 运用工程力学对其进行内力分析求解出烟囱横截面上的弯矩表达式。发现影响其运动形态的最主要原因是弯矩的大小，剪力影响甚微。分析得出：烟囱爆破最易在距离底端三分之一或三分之二的位置断裂。

关键词：刚体力学；工程力学；剪力；弯矩

中图分类号：TU746.5 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）22-0087-03

虽然出现了大批“专业烟囱拆除公司”，但在我出生长大十余载的北京，仍有很多烟囱未被拆除。目前烟囱拆除分为人工拆除、机械拆除和爆破拆除。但由于北京常年居住人口密度高，而烟囱又因其用途本身而离居住区较近，可以安全让其倾倒后落地的范围就极小，为避免破坏建筑和伤害居民的人身安全，目前存在的烟囱拆除的问题也便尤为凸显出来了。……