Устойчивость к воздействию ударной волны
Ударная волна — область резкого сжатия среды, распространяющаяся во все стороны от места взрыва со сверхзвуковой скоростью.
Ударная волна создает на своем пути сложный комплекс нагрузок, достигающих значительных величин, вызывающих разрушение зданий и сооружений и поражение людей. Различают четыре степени разрушения зданий и сооружений: полные, сильные, средние и слабые (рис.2).
Полные разрушения характеризуются разрушением и обрушением всех или большей части стен, деформацией или обрушением перекрытий - восстановление невозможно, (возникают при ΔРф> 0,5 кгс/см2).
Сильные разрушения характеризуются разрушением верхних этажей, части стен и перекрытий нижних этажей, использование помещений невозможно или нецелесообразно (возникают при ΔРф= 0,5 - 0,3 кгс/см2).
Средние разрушения характеризуются разрушением, главным образом, встроенных элементов, трещинами в стенах, обрушением чердачных перекрытий, подвалы сохраняются, завалы не образуются - требуется капитальный ремонт (возникают при ΔРф = 0,3 - 0,22 кгс/см2 ).
Слабые разрушения характеризуются разрушением оконных и дверных заполнений, легких перегородок, появлением трещин в стенах верхних этажей -восстановление возможно путем капитального ремонта ( возникают при ΔРф = 0,2-0,1 кгс/см2 ).
На объектах, продолжающих свою производственную деятельность в зоне возможных сильных разрушений, предстоит решать следующие задачи:
1. Проектирование и строительство убежищ (заблаговременных и быстровозводимых) в соответствии с требованиями СНиП – II – 11 – 77* «Нормы проектирования. Защитные сооружения ГО» и «Рекомендации по проектированию и строительству быстровозводимых защитных сооружений».
2. Повышение устойчивости инженерно-технического комплекса объектов за счет выполнения при проектировании и строительстве таких требований, норм инженерно-технических мероприятий как:
Ø использование легких, несгораемых ограждающих конструкций;
Ø увеличение жесткости конструкций, уменьшение их парусности;
Ø переход на горизонтальные конструкции, вместо вертикальных;
Ø размещение части технологического оборудования на открытых площадках или под лёгкими навесами;
Ø защита уникального оборудования;
Ø разработка мероприятий по предотвращению попадания радиоактивной пыли в производственные помещения и сооружения.
3. Анализ фактической устойчивости существующих объектов для выявления наиболее слабых звеньев технологической цепи и дальнейшей разработки мероприятий по повышению общей устойчивости объекта.
Фактическая устойчивость производственных, жилых и административных зданий к воздействию резкого повышения давления (ударной волне) определяется по формулам:
ΔРф = 0,14∙КП∙Кi для производственных зданий
ΔРф = 0,23∙КП ∙ Кi для жилых, общественных, административных зданий, где
ΔРф – величина избыточного давления при значении КП, соответствующих наступлению полных КП = 1, сильных КП = 0,87, средних КП=0,56 и слабых КП = 0,35 разрушений.
Кi = КК∙КМ∙КС∙КВ∙ККР∙КПР
где, КК – коэффициент, учитывающий тип конструкций (бескаркасные КК=1; каркасные КК=2; монолитные, железобетонные КК=3,5);
КМ – коэффициент, учитывающий вид материала (деревянные КМ=1; кирпичные КМ =1,5; железобетонные армированные до 10% <0,03 КМ=2; железобетонные армированные больше 10% >0,03 и металлические КМ=3);
КС – коэффициент, учитывающий выполнение противосейсмических мероприятий (для несейсмических КС =1, для сейсмических КС=1,5);
КВ – коэффициент, учитывающий высоту здания.
где,
Нзд – высота здания;
ККР – коэффициент, учитывающий влияние на устойчивость смонтированного на объекте кранового оборудования
ККР = 1+4,65∙10 -3∙Q, где,
Q – грузоподъемность крана в т.
Дополнительно для средних, сильных и полных разрушений следует учитывать степень проемности и вводить КПР – при проемности до 10% - КПР=1; до 50% - КПР=1,1; при проемности больше 50% - КПР=1,3.
Порядок решения задачи
Пример 7.
Тип здания: «ПР»- производственное здание.
Конструктивная схема: «монол»- монолитное.
Вид материала: «ЖБ>0,03- железобетон.
Учет сейсмичности: да.
Высота здания (м): 12
Грузоподъемность кранов (т): 30
Степень проемности (%): 8
Решение:
Определяем Кi
Определяем ΔРф для полных разрушений
Определяем ΔРфдля сильных разрушений
Определяем ΔРф для средних разрушений
Определяем ΔРф для слабых разрушений
Этими параметрами оценивается устойчивость всех зданий объекта.
Приложение1
ЗАДАНИЯ К РЕШЕНИЮ ТИПОВЫХ ЗАДАЧ ОЦЕНКИ РАДИАЦИОННОЙ ОБСТАНОВКИ НА ОБЪЕКТАХ НАРОДНОГО ХОЗЯЙСТВА
Задача 1
| Наимен. исход. данных | Варианты решения задачи числовые значения исходных данных | |||||||||||||||||||||||||||||
| Уровень радиац. при первом измер. Рt р/ч | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Время первого изм. час. мин. | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Уровень радиац. при этом измер.Р2 р/ч | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Время второго измер. ч, мин | 6,15 | 6,30 | 7,45 | 7,00 | 7,30 | 8,00 | 8,30 | 9,00 | 7,15 | 7,30 | 7,45 | 8,00 | 8,30 | 9,00 | 9,30 | 10,10 | 5,15 | 5,30 | 5,45 | 6,00 | 6,30 | 7,00 | 7,30 | 8,00 | 8,30 | 8,45 | 9,00 | 9,30 | 8,15 | 8,30 |
В ... ч ....мин на территории объекта измеренные уровни радиации (Р1 )….. р/ч, а в … ч ... мин (Р2) - ... р/ч. Определить: 1. Время ядерного взрыва; 2. В какой зоне заражения находится объект
Задача 2
На объекте через …ч после ядерного взрыва замерен уровень радиации … р/ч. Определить дозы радиации, которые получают рабочие и служащие объекта и возможные радиационные потери, на открытой местности (Косл =1) и в производственных помещениях (Косл =....) за ... часов работы, если известно, что облучение началось через ... часов после взрыва
| Наименова ние исходных данных | |||||||||||||||||||||||||||||||
| Вариант | |||||||||||||||||||||||||||||||
| Время измерения уровня радиации после взрыва, ч | 2,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | |||||||||||||||||||||||||||
| Продолжительность облучения, ч | |||||||||||||||||||||||||||||||
| Начало облучения после ядерного взрыва, ч | 2,5 | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Косл. производственных помещений | |||||||||||||||||||||||||||||||
| Уровень радиации, р/ч |
Задача 3
На объекте через ... часа после взрыва замерен уровень радиации ...р/ч. Начало проведения аварийно-спасательных и других неотложных работ намечено на ... часов после взрыва, установлена доза радиации ...р.Работы должны вестись открыто (Косл.=1). Определить допустимую продолжительность работ
| Исход. данные | Варианты | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Уровень радиации р/ч | |||||||||||||||||||||||||||||||
| Время измерен. уровня радиации после взрыва, ч | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | |||||||||||||||||||||||
| Время начала работ, ч после взрыва | |||||||||||||||||||||||||||||||
| Установ. доза радиации, р |
Приложение 2
ЗАДАНИЯ К РЕШЕНИЮ ТИПОВЫХ ЗАДАЧ ОЦЕНКИ ХИМИЧЕСКОЙ ОБСТАНОВКИ НА ОБЪЕКТАХ НАРОДНОГО ХОЗЯЙСТВА
Задача 1
Силами разведки установлено, что противник средствами авиации нанёс химический удар по городу N........ применительно.......... Метеоусловия: скорость ветра ... м/с, температурный градиент .... , температура почвы ...°С.
Определить: 1) глубину распространения зараженного воздуха; 2) стойкость отравляющего вещества на местности
| Наименование исходных данных | ВАРИАНТ | ||||||||||||||||||||||||
| Тип отравляющих веществ | За-рин | Ви-икс | Ип-рит | За-рин | Ви-икс | Иприт | За-рин | Ви-икс | Иприт | За-рин | Ви-икс | Ип-рит | За-рин | Ви-икс | Ип-рит | За-рин | Ви-икс | Ип-рит | За-рин | Ви-икс | Ип- рит | За-рин | Ви-икс | Ип- рит | За-рин |
| Скорость ветра, м/с | |||||||||||||||||||||||||
| Температурный градиент | + 1,5 | -0,2 | -1,4 | + 0,3 | + 0,7 | - 1,5 | + 1,1 | 0,0 | - 0,5 | + 1,3 | - 1,0 | + 1,2 | -0,1 | + 0,5 | -0,7 | + 1,6 | + 0,6 | -1,2 | + 1,4 | + 1,0 | + 1,0 | - 0,1 | -0,7 | 0,0 | + 0,7 |
| Температура почвы, °С | 10 |
Задача 2
На объекте в результате взрыва произошло разрушение обвалованной емкости, содержащей.....т.
Метеоусловия: скорость ветра…...м/с, температурный градиент.....; рабочие и служащие объекта обеспечены противогазами на…...%. Определить: 1) размеры и площадь зоны химического заражения; 2) возможные потери людей на объекте и их структура; 3) время поражающего действия АХОВ
| Наименование исходных данных | ||||||||||||||||
| Вариант | ||||||||||||||||
| Наименование АХОВ | Х Л О Р | Циа-нис- тый водород | Ам-миак | Сер-нис-тый ангидрид | Сер водород | Х Л О Р | Циа-нис-тый водород | Ам-миак | Сер-нис-тый ангидрид | Сер водород | Х Л О Р | Циа- нис- тый водо род | Ам- миак | Сер- нис-тый анги дрид | Сер водо род | |
| Количество АХОВ в емкости (на объекте), т | ||||||||||||||||
| Температурный градиент | + 1,1 | - 0,1 | - 0,7 | + 0,2 | - 0,5 | + 0,3 | - 1,3 | + 1,5 | - 0,6 | + 0,2 | - 0,4 | + 0,8 | - 1,2 | + 1,0 | - 0,7 | |
| Скорость ветра, м/с | 2,0 | 2,5 | 1,0 | 0,5 | 3,0 | 3,0 | 2,5 | 1,0 | 2,0 | 0,5 | 1,0 | 4,0 | 1,5 | 2,5 | 2,0 | |
| Обеспеченность противогазами, % | ||||||||||||||||
| Наименование исходных данных | ||||||||||||||||
| Вариант | ||||||||||||||||
| Наименование АХОВ | Х Л О Р | Циа-нис- тый водород | Ам-миак | Сер-нис-тый ан-гид-рид | Сер водород | Х Л О Р | Циа-нис-тый водород | Ам-миак | Сер-нис-тый ангидрид | Сер водород | Х Л О Р | Циа- нис- тый водо род | Ам- миак | Сер- нис-тый анги дрид | Сер водо род | |
| Количество АХОВ в емкости (на объекте), т | ||||||||||||||||
| Температурный градиент | + 0,5 | - 0,3 | 0,0 | + 1,0 | - 1,5 | - 1,2 | + 0,4 | - 0,6 | + 1,1 | + 0,9 | 0,0 | - 0,3 | - 1,2 | + 1,3 | - 0,1 | |
| Скорость ветра, м/с | 1,5 | 4,0 | 3,0 | 4,0 | 2,5 | 2,0 | 3,5 | 1,0 | 2,5 | 4,0 | 3,0 | 2,0 | 1,0 | 4,0 | 3,0 | |
| Обеспеченность противогазами, % |
Приложение3
Задания по выполнению раздела курсовой работы
«РАСЧЁТ УСТОЙЧИВОСТИ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ, ЖИЛЫХ, И АДМИНИСТРАТИВНЫХ ЗДАНИЙ К ВОЗДЕЙСТВИЮ РЕЗКОГО ПОВЫШЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ (УДАРНОЙ ВОЛНЫ)»
| № вари- анта | Тип здания | Конструк- тивная схема | Вид ма- териала | Учет сейс- мичности | Высота здания (м) | Грузоп. кранов (т) | Степень проем- ности % |
| ПР | КАРК | ЖБ<0,03 | ДА | ||||
| Ж | Б/К | ДЕРЕВО | НЕТ | - | |||
| ПР | КАРК | ЖБ>0,03 | НЕТ | ||||
| ПР | МОНОЛ | ЖБ>0,03 | ДА | ||||
| Ж | Б/К | КИРПИЧ | НЕТ | - | |||
| ПР | КАРК | МЕТАЛ | ДА | ||||
| Ж | Б/К | ЖБ<0,03 | ДА | - | |||
| ПР | МОНОЛ | ЖБ>0,03 | ДА | ||||
| ПР | КАРК | МЕТАЛ | НЕТ | ||||
| ПР | Б/К | КИРПИЧ | НЕТ | ||||
| Ж | Б/К | КИРПИЧ | ДА | - | |||
| ПР | КАРК | ЖБ<0,03 | НЕТ | ||||
| ПР | МОНОЛ | ЖБ>0,03 | ДА | ||||
| ПР | КАРК | ЖБ<0,03 | НЕТ | ||||
| Ж | Б/К | ДЕРЕВО | НЕТ | - | |||
| ПР | КАРК | ЖБ<0,03 | НЕТ | ||||
| ПР | КАРК | ЖБ>0,03 | ДА | ||||
| Ж | Б/К | КИРПИЧ | ДА | - | |||
| ПР | Б/К | КИРПИЧ | НЕТ | ||||
| ПР | МОНОЛ | ЖБ<0,03 | ДА | ||||
| ПР | КАРК | ЖБ<0,03 | ДА | ||||
| Ж | КАРК | ЖБ<0,03 | НЕТ | - | |||
| ПР | КАРК | МЕТАЛ | ДА | ||||
| ПР | КАРК | ЖБ<0,03 | НЕТ | ||||
| ПР | МОНОЛ | ЖБ>0,03 | НЕТ | ||||
| Ж | Б/К | ДЕРЕВО | НЕТ | - | |||
| ПР | Б/К | КИРПИЧ | ДА | ||||
| ПР | КАРК | ЖБ>0,03 | ДА | ||||
| ПР | КАРК | МЕТАЛ | НЕТ | ||||
| ПР | МОНОЛ | ЖБ>0,03 | ДА |
Примечания:
1. Графа 2: пр – производственное здание;
ж – жилые, административные здания.
2. Графа 3: «карк» –каркасное;
«б/к» – бескаркасное;
«монол» - монолитное.
3. Графа 4: «жб» –железобетон;
жб < 0,03 – слабоармированный;
жб > 0,03 – сильноармированный.
Приложение 4
Задания по выполнению практической работы
«ОПРЕДЕЛЕНИЕ РЕЖИМОВ РАДИАЦИОННОЙ ЗАЩИТЫ НАСЕЛЕНИЯ, РАБОЧИХ И СЛУЖАЩИХ ОБЪЕКТОВ И ОРГАНИЗАЦИЙ В УСЛОВИЯХ РАДИАКТИВНОГО ЗАРАЖЕНИЯ МЕСТНОСТИ»
| № ва-риан-та | Коэффициент защиты К | Условия движения на работу и с работы | Время следования на работу и с работы, ч | Установленная доза радиации на 1 сутки, ДУ, р | Время измерения заражения, t, ч | Уровень радиации на время измерения заражения, Р0, р/ч | Доза радиации табличная ДТ, р | |||||
| транс порта К1 | цеха К2 | дома К3 | ПРУ в цехе К4 | ПРУ дома К5 | ||||||||
| 2,0 | а | 1,0 | 30,0 | 2,0 | ||||||||
| 1,0 | п | 0,5 | 25,0 | 2,5 | ||||||||
| 2,0 | а | 2,0 | 20,0 | 2,0 | ||||||||
| 1,0 | п | 1,0 | 30,0 | 3,0 | ||||||||
| 2,0 | а | 2,5 | 25,0 | 4,0 | ||||||||
| 1,0 | п | 0,5 | 20,0 | 4,5 | ||||||||
| 2,0 | а | 3,0 | 30,0 | 5,0 | ||||||||
| 1,0 | п | 1,0 | 25,0 | 4,0 | ||||||||
| 2,0 | а | 3,0 | 30,0 | 4,5 | ||||||||
| 1,0 | п | 1,0 | 20,0 | 5,0 | ||||||||
| 2,0 | а | 3,5 | 25,0 | 4,0 | ||||||||
| 1,0 | п | 1,0 | 30,0 | 3,0 | ||||||||
| 2,0 | а | 2,5 | 35,0 | 2,0 | ||||||||
| Окончание прил.4 | ||||||||||||
| 1,0 | п | 0,5 | 30,0 | 3,0 | ||||||||
| 2,0 | а | 2,0 | 25,0 | 4,0 | ||||||||
| 1,0 | п | 1,0 | 20,0 | 5,0 | ||||||||
| 2,0 | а | 1,5 | 25,0 | 4,5 | ||||||||
| 1,0 | п | 0,5 | 25,0 | 4,0 | ||||||||
| 2,0 | а | 1,0 | 30,0 | 3,5 | ||||||||
| 1,0 | п | 1,0 | 35,0 | 3,0 | ||||||||
| а | 0,5 | 25,0 | 2,5 | |||||||||
| 1,0 | п | |||||||||||
| 2,0 | а | 1.5 | 205,5 | |||||||||
| 1,0 | п | |||||||||||
| 2,0 | а | 1.5 | ||||||||||
| 1,0 | п | 1.5 | 205,5 | |||||||||
| 2,0 | а | |||||||||||
| 1,0 | п | 1.5 | 2.5 | |||||||||
| 2,0 | а | |||||||||||
| 1,0 | п | 0.5 | 3.5 |
Примечания:
1. Графа 7 – “а” автотранспорт, “п” – пешее движение.
2. При определении режимов защиты принять следующие обозначения:
t1 – время в пути;
t2 – время пребывания на работе в цехе;
t3 – время пребывания дома;
t4 – время укрытия в ПРУ цеха;
t5 – время укрытия в доме (в подвале).
3. Коэффициенты защиты рассчитать для следующих вариантов режимов пребывания в условиях радиационного заражения местности:
1. t 2 (10 ч) + t 1 +t 3 = 24 ч.
2. t 4 (6 ч) + t1 + t 2 (6 ч) + t 3 (3 ч) + t 5 = 24 ч.
3. t 4 (12 ч) + t1 + t 2 (4 ч) + t 3 (1 ч) + t 5 = 24 ч.
4. t 4 = 24 ч.
Примечание. См. методические указания по определению режимов радиационной защиты
Литература
1. Вишняков, Я. Д., Вагин, В. И. Безопасность жизнедеятельности. Защита населения и территорий в чрезвычайных ситуациях: Учеб.пособие для студентов вузов по спец. « Менеджмент организации» М.: Академия, 2008
2. Евстропов В.М. Защита населения в чрезвычайных ситуациях: Учебное пособие для студентов по спец. «Безопасность жизнедеятельности» и «Безопасность жизнедеятельности в ЧС». Ростов н/Д: Ростовский государственный строительный университет, 2011
3. Евстропов В.М. Предупреждение ЧС. Учебное пособие для студентов по спец. Пожарная безопасность .Ростов н/Д: Ростовский государственный строительный университет, 2014
4. Методические указания к решению типовых задач по оценке радиационной и химической обстановки по данным разведки на объектах народного хозяйства. Ростов-на-Дону: Рост. гос. строит. ун−т, 2006.
5. Методические указания по определению режимов радиационной защиты населения, рабочих и служащих объектов и организаций в условиях радиоактивного заражения местности. Ростов-на-Дону: РГСУ, 2003.
6. Методические указания по расчёту устойчивости производственных, жилых и административных зданий к воздействию резкого повышения давления (ударной волны). Ростов-на-Дону: РГСУ, 2010.