Степени разрушения зданий и сооружений, различных видов транспорта при действии нагрузок от ударной волны

Поражающие факторы источников ЧС и их основные параметры

Виды ЧС	Поражающие факторы	Параметры
Землетрясение	Обломки зданий и сооружений	Интенсивность землетрясения
Взрывы	Воздушная ударная волна	Избыточное давление во фронте ВУВ
Пожары	Тепловое излучение	Плотность теплового потока, длительность пожара
Цунами, разрушения гидродинамически опасных объектов	Волна цунами, волна прорыва	Высота волны, максимальная скорость волны, давление гидравлического потока
Радиационные аварии	Радиоактивное загрязнение	Доза облучения, мощность дозы облучения
Химические аварии	Токсичные нагрузки	Предельно допустимая концентрация, токсодоза

Существуют методики определения вероятности разрушения зда­ний и сооружений, поражения персонала, участвующего в производствен­ном процессе. Эти методики будут различными для разных видов ЧС.

Рассмотрим наиболее часто используемый при расчетах поражаю­щий фактор – воздушную ударную волну. Этот фактор характерен для ЧС, источниками которых являются взрывы конденсированных взрывчатых веществ (ВВ) газо-, паро-, пылевоздушных смесей, а также при­менение обычных ядерных средств поражения в условиях военного времени.

При воздействии ударной волны взрыва с конкретным значением давления во фронте здание или технологическое оборудо­вание может быть не разрушенным (не поврежденным) или полу­чить различную степень разрушения или повреждения (слабую, среднюю, сильную, полную). Численные значения давлений, при которых могут быть получены разрушения, получены экспе­риментальным путем и представлены в табл. 40.

Таблица 40

№ п/п	Здания, сооруже­ния и устройства различных видов транспорта	Значения Δ Р Ф(кПа), вызывающие разрушение
слабое	среднее	сильное	полное
	Здания вокзалов, депо, ТЭЦ с тяжелыми металлическим или железобетонным. каркасом и тяжелым стеновым заполнением	10–20	20–40	40–60	60–100
	Здания кирпичные (блочные) многоэтажные	8–12	12–20	20–30	30–40
	Здания кирпичные (блочные) малоэтажные	8–12	12–25	25–35	34–45
	Здания каркасного типа с легким заполнением	10–20	20–50	50–80	80–120
	Железнодорожное полотно, стрелочные переводы	100–200	200–300	300–500	Более 500
	Здания тяговых подстанций, фидерных, трансформаторных	10–30	30–60	60–70	Более 100
	Контактная сеть железных дорог воздушные ЛЭП	20–50	50–70	70–120	Более 120
	Подземные кабельные линии электроснабжения и связи	200–300	300–600	600–1000	Более 1000

Продолжение табл. 40

	Мосты железобетонные и металлические пролетом до 45 м То же с пролетом 100 м и более	100–150	150–200	200–250	Более 250
	50-100	100-150	150-200	Более 200
	Мосты железобетонные с пролетом 20-25 м	50-100	100-150	150-200	Более 200
	Мосты деревянные низководные	20-50	50-80	80-100	Более 100
	Подземные сети водопровода, канализации, газоснабжения	400-600	600-1000	1000-1500	Более 1500
	Водонапорные башни	20–40	40–60	60–70	Более 70
	Станочное оборудование депо и мастерских	25–40	40–60	60–80	Более 80
	Кузнечно-прессовое оборудование	50–100	100–150	150–200	Более 200
	Вагоны, платформы, цистерны	30–40	40–80	80–100	Более 100
	Локомотивы (тепловозы, электровозы)	50–70	70–100	100–150	Более 150
	Тоннели	150–200	200–300	300–500	Более 500
	Шоссейные дороги с твердым покрытием	100–300	300–1000	1000–2000	2000–3000
	Автомобили грузовые, цистерны	20–30	30–50	55–65	Более 65
	Автобусы и кунги	15–20	20–45	45–60	60–80
	Автозаправочные станции	20–30	30–40	40–60	–
	Заглубленные емкости (подземные резервуары)	20–50	50–100	100–200	Более 200
	Магистральные трубопроводы	200–350	350–600	600–1000	–
	Перекачивающие и компрессорные станции	15–25	25–35	34–45	Более 45
	Резервуарные парки (заполненные)	20–40	40–70	70–90	Более 90
	Частично заглубленные резервуары	30–50	50–80	80–110	Более 110
	Суда на плаву	80–100	100–130	130–180	–
	Пристани и причалы металлические	50–100	100–150	150–200	Более 200
	Крановое хозяйство портов	20–30	30–60	60–80	Более 800
	Самолеты, вертолеты на стоянке	9–10	10–15	15–25	Более 25
	Защитные пункты управления	200–300	300–500	500–700	Более 700
	Гусеничные тягачи и тракторы	30–40	40–60	60–80	Более 80
	Взлетно-посадочные полосы	300–400	400–1500	1500–3000	Более 3000
	ЛЭП воздушные высоковольтные	20-60	60-100	100-160	Более160
	Агентные устройства	10-20	20-40	40-60	Более 60

П р и м е ч а н и е:

1. Значения Δ Р _Ф, вызывающие разрушения зданий, сооружений и подвижного состава, приведены для условий расположения их длинной стороны к центру взрыва.

2. При воздействии волны Δ Р _Фсо стороны торцовых стен давления, вызывающие сильные и полные разрушения, могут быть в 1,5–2 раза больше.

В табл. 40 значения величины давления во фронте ударной волны, вызывающей определенную степень разрушения, приве­дены для ядерного взрыва. Считается, что одинаковая степень разрушения ударной вол

ной взрыва ВВ или газовоздушной сме­си (ГВС) имеет место, если давление во фронте ударной волны взрыва ВВ или ГВС в 1,5–1,7 раза выше давления во фронте удар­ной волны ядерного взрыва.

Возможная степень разрушения здания (оборудования) зави­сит от величины избыточного давления во фронте воздействую­щей ударной волны взрыва ( Δ Р _Ф ,), а также от вида и конструк­ции здания (оборудования). Определяется она путем сравнения величины избыточного давления во фронте воздействующей ударной волны Δ Р _Фи справочных данных величин давления удар­ной волны, вызывающих различную степень разрушения (повреж­дения) рассматриваемого здания или оборудования. Так как по­лучаемые значения степени разрушения зданий и сооружений (в зависимости от величины избыточного давления) носят вероят­ностный характер, возникает необходимость выразить состояние сооружения одним обобщенным показателем устойчивости. По­казатель, с помощью которого стало возможным определить со­стояние сооружения при воздействии ударной волны взрыва в зависимости от соотношения Δ Р _Ф/Δ Р ’_Ф, называется обобщенным показателем устойчивости здания (сооружения) и обозна­чается ξ_ЗД.

Для зданий и сооружений величину ξ_ЗДопределяют из со­отношения

ξ_ЗД = 1,25 × (Δ Р _Ф/Δ Р’ _ФЗД) (9.7)

где Δ Р _Ф – давление во фронте воздействующей ударной волны; Δ Р _ФЗД’ – давление во фронте ударной волны, вызывающее выход из строя здания, сооружения. Для производственных зданий и сооружений – это давление, вызывающее сильные разрушения; для жилых и административных зданий – давление, вызыва­ющее средние разрушения. Величины Δ Р’ _ФЗД определяются по справочникам (табл. 40); 1,25 – коэффициент запаса, учитывающий неточности в определении Δ Р ’_ФЗД.

Для технологического оборудования, размещенного в производственных зданиях,

где Δ Р* _ФТО – давление во фронте ударной волны, вызывающее выход из строя технологического оборудования (определяется по справочникам);

К ₁ – коэффициент, учитывающий воздействие на оборудование обломков строительных конструкций здания

где К_Т –коэффициент, учитывающий тип ограждающих конструкций здания; К_Т = 1,2 – для зданий с легкими ограждающими конструкциями (из асбестоцементных и металлических профилированных элементов); К_Т = 1,6 – для зданий с облегченными ограждающими конструкциями (из ребристых плит, панелей); К_Т = 2 – для зданий с тяжелыми ограждающими конструкциями (сплошных железобетонных плит, кирпичной и блочной кладки);

К ₂ – коэффициент, учитывающий снижение давления в зате­кающей внутрь здания волне по сравнению с давлением во фрон­те проходящей ударной волны, К ₂ = 0,67 + 0,27×x_ЗД, если x_ЗД < 1,25, К ₂ = 1, если x_ЗД ³ 1,25.

Указанные рекомендации по определению величины ξ_ТО пра­вомерны для ударной волны ядерного взрыва. При воздействии ударной волны взрыва ВВ или ГВС величину ξ_ТО определяют по формуле

где К ₁ – коэффициент, учитывающий повреждения техноло­гического оборудования обломками конструкций разрушивше­гося здания; К ₁ = 1, если x_ЗД < 0,5; К ₁ = 1,15, если x_ЗД = 0,5–1,25; К ₁ = К _Т, если x_ЗД > 1,25.

Вычислив значения обобщенного показателя состояния зданий и оборудования, по графику (рис. 51) определяют в зависимости от величины ξ вероятности получения разрушений различной степени, если речь идет о зданиях и сооружениях, или поврежде­ний различной степени, если оценивается состояние оборудова­ния. Далее на основе полученных данных вычисляют вероятность выхода из строя здания или оборудования:

где Р_i – вероятность получения разрушений (повреждений), приводящих к выходу из строя здания или оборудования; i – степень разрушения (повреждения) здания или оборудова­ния. Всего принято рассматривать 5 степеней разрушения зданий: i = 0 – отсутствие разрушения (повреждения); i = 1 – слабое разрушение (повреждение); i = 2 – среднее разрушение (повреждение); i = 3 – сильное разрушение (повреждение); i = 4 – полное разрушение (повреждение). Характеристика степеней разрушения зданий приведена в табл. 41.

Таблица 41

Дата добавления: 2014-01-15