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:

ΔР_ф = 0,14*К_П*К_i для производственных зданий

ΔР_ф = 0,23*К_П*К_i для жилых, общественных, административных зданий, где

ΔР_ф – величина избыточного давления при значении К_П, соответствующих наступлению полных К_П = 1, сильных К_П = 0,87, средних К_П = 0,56 и слабых К_П = 0,35 разрушений.

К_i = К_К*К_М*К_С*К_В*К_КР*К_ПР

где, К_К – коэффициент, учитывающий тип конструкций (бескаркасные К_К=1, каркасные К_К=2, монолитные, железобетонные К_К=3,5);

К_М – коэффициент, учитывающий вид материала (деревянные К_М=1, кирпичные К_М =1,5, железобетонные армированные до 10% <0,03 К_М=2, то же больше 10% >0,03 и металлические К_М=3);

К_С – коэффициент, учитывающий выполнение противосейсмических мероприятий (для несейсмических К_С =1, для сейсмических К_С=1,5);

К_В – коэффициент, учитывающий высоту здания.

где,

Н_зд – высота здания;

К_КР – коэффициент, учитывающий влияние на устойчивость смонтированного на объекте кранового оборудования

К_КР = 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 К_ПР – при проемности до 10% - К_ПР=1, до 50% - К_ПР=1,1 при проемности больше 50% - К_ПР=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 К_i

Определяем ΔР_ф для полных разрушений

Определяем ΔР_фдля сильных разрушений

Определяем ΔР_ф для средних разрушений

Определяем ΔР_ф для слабых разрушений

Этими параметрами оценивается устойчивость всех зданий объекта.