Реферати українською » Безопасность жизнедеятельности » Прогнозування і оцінка наслідків завалів


Реферат Прогнозування і оцінка наслідків завалів

Страница 1 из 3 | Следующая страница
>Оглавление

Мета роботи

Завали, які утворюються при руйнуванні будинків

Розрахунок завалів

Дальність розльоту уламків

Висота завалів

Втрати населення

Вибух конденсованих ВР

Структура іобъемно-массовие характеристики завалів

Структура завалів

Показники уламків

Розрахункова частина

Приклад завдання

Варіанти завдань

Результати підрахунків

Мета роботи

Розробити методику прогнозування з оцінкою наслідків завалів.

Щороку до світі йде чимало надзвичайних ситуацій різного характеру і походження: урагани, землетрусу, цунамі, повені, зсуви, вибухи, обвали та інших. Вони призводять до руйнування житлових і виробничих споруджень, ступінь руйнації яких залежить від сили впливу, від типу будівлі і риси будівлі. Руйнування завдають як шкода економіці, вимагаючи витрат за розчищення і відновлення, а й викликають втрати серед населення.

Саме тому важлива проблема стає вміння протистояти різним надзвичайних ситуацій. Першим кроком є прогнозування. Необхідно з'ясувати коли, який сили станеться землетрус, які райони можуть постраждати від повені тощо. Далі йде попередження надзвичайної ситуації. Необхідно наскільки можна запобігти чи навіть мінімізувати їх руйнівне дійство. І, нарешті, третій крок – ліквідація наслідків надзвичайних ситуацій. Потрібно наскільки можна оперативно ліквідувати небезпека, врятувати уцілілих й відновити стабільне існування цього регіону.

Тому треба вміти розраховувати можливі розміри завалів і серед населення за різних надзвичайні ситуації, щодо різноманітних будинків та споруд.

 

Завали, які утворюються при руйнуванні будинків

При вплив вражаючих чинників вибухів, землетрусів, цунамі і руйнувань гребель будинку можуть одержати той чи інший ступінь руйнації. Аналіз характеру руйнацій будинків при надзвичайні ситуації показав, що будинки за повної руйнуванні практично цілком перетворюються на уламки, створюючи завали. При руйнуванні будинків на щабель нижче повної під час розрахунків можна взяти, що міра завалів становить приблизно 50% від обсягу завалів будинків на разі їх руйнації.

Завали різних типів будинків характеризуються показниками. Показники завалів будинків визначальні параметрами під час виборів технології рятувальних робіт. Показники можна зводити до двох груп:

– показники, які характеризують завал;

– показники, що характеризують уламки завалу.

Показника, безпосередньо що характеризує завал, можна віднести:

– дальність розльоту уламків;

– висоту завалу;

–объемно-массовие характеристики завалів;

– структуру завалів на вагу уламків, складу будівельних елементів і арматури.

До показників, що характеризує уламки завалу, відносять.

– вагу уламків;

– геометричні розміри;

– структуру і змістом арматури.

 

Розрахунок завалів

З аналізу матеріалів натурних завалів будинків встановлено, що завали будинків можна спрощено уявити, як обеліски – геометричні фігури з прямокутними підставами, розташованими в паралельних площинах (мал.1). Протилежні бічні межі обеліска нахилені до підставі. Основними для побудови цієї фігури є розміри підстави будинку Проте й У, висота завалу h і дальність розльоту уламків L. Характерними геометричними показниками завалу також є довжина і ширина завалу.

Довжина завалу – геометричний розмір завалу у бік найбільшого розміру А будинку:

A>ЗАВ =2L + A (1)

>Ширина завалу – геометричний розмір завалу у бік найменшого розміру У будинку

B>ЗАВ =2L + B (2)

де L - дальність розльоту уламків, L =Н/2 … М.

Розрахункові схеми завалів залежить від впливу який уражує чинника. Приймається, що з аварії з вибухом усередині приміщення, уламки розлітаються убік рівномірно, а вибухом поза будинком уламки зміщуються в напрямі дії повітряної ударної хвилі.

>Рис. 1. Розрахункові схеми завалів: а – вибухом усередині приміщення; б – вибухом поза будинком; в – під час землетрусу.

h – висота завалу;

l – дальність розльоту уламків;

А, У, М – довжина, ширина, висота будинку;

А>ЗАВ, У>ЗАВ – довжина, ширина завалу;

------ 1 - контур будинку до руйнації;

—— 2 - контур завалу.

Характерний розмір завалу в напрямі дії повітряної ударної хвилі щодо останнього дорівнює

B>ЗАВ = B + L чи A>ЗАВ = A + L (3)

Верхня грань розрахункового обеліска при аваріях з вибухом приймається рівної площі підстави будинку. При землетрусах площа верхньої межі обеліска за величиною менше площі підстави будинку. Довжина і ширина верхньої межі обеліска, на цей випадок, відповідно дорівнює:

A1 = A –2L; B1 = B –2L. (4)

 

Дальність розльоту уламків

завал руйнація уламок вибух

Дальність розльоту уламків при вибухи:

Розглянемо методику визначення дальності розльоту уламків при вибухи, прийнявши такі передумови:

– хвиля миттєво обтікає уламки унаслідок їх невеликих розмірів;

– обертання уламків при розльоті та рахунок цього лобовій площі FЛ (>миделя) немає.

Дальність розльоту уламків (L) – відстань від контуру будинку до основної маси уламків.

Зміщення уламків можна описати рівняннями руху на горизонтальному і вертикальному напрямах. Розглянемо спочатку горизонтальне рух уламків з урахуванням опору повітря.

Силу, створювану швидкісним напором повітряної ударної хвилі чинним на уламок, обчислюють за такою формулою

,               (5)

де ЗХ – коефіцієнт лобового опору, який уламків приймають рівним 1,5;

>rФ(>t) і UФ(>t) – щільність і швидкість повітряного потоку в останній момент часуt;

FЛ – площа лобового перерізу уламків.

У міру збільшення швидкості уламків зростає опір повітряного потоку горизонтальному руху уламка

,              (6)

де x (>t) - горизонтальна швидкість уламка в останній момент часуt.

Тепер на вертикальне рух уламків з урахуванням опору повітря. Навантаження, створювана силою тяжкості, становитиме

>P = FЛ*>d*r*g, (7)

деd – товщина стіни будинку;

>r – щільність матеріалу;

g – прискорення вільного падіння.

Опір повітряного потоку вертикальному руху можна описати залежністю


,               (8)

де Зу – коефіцієнт опору (Зу = ЗХ);

FH – площа горизонтального перерізу уламка;

y2(>t) – вертикальна швидкість уламка в останній момент часуt.

Тоді рух уламка можна описати системою рівнянь

,                  (.9)

деm = FЛ *d *r – маса уламка.

Розрахунки за такою формулою (9) і такі натурних завалів показують, що дальність розльоту уламків за мінімальної тиску, яскравому повна руйнація стін будинків, наближено становить

, (М - висота будинку).

 

Дальність розльоту уламків при землетрусах

При землетрусах дальність розльоту уламків розраховується з умови, що кут нахилу бічних сторін обеліска дорівнює розі природного укосу. Виходячи з цього умови, дальність розльоту уламків становить

, м (М- висота будинків).


Підвівши підсумки, можна рекомендувати, при оперативному прогнозуваннізаваливаемости вулиць та під'їзних шляхів, дальність розльоту уламків приймати рівної (м):

при аваріях з вибухом – L = H; (10)

при землетрусах – L =H/3. (11)

Висота завалів

 

Висота завалів при вибухи.

Висота завалу (h) - відстань від рівня землі до за максимальний рівень уламків не більше контуру будинку.

Основними чинниками, визначальними висоту завалу, є поверховість будівлі і величина чинного тиску у фронті повітряної ударної хвилі. Чим більший тиск, то більше розлітаються уламки, що зумовлює зменшенню висоти завалу (мал.2). Максимальної за величиною висота завалу буде зацікавлений у тому випадку, якби будинок діє мінімальне тиск, що викликає руйнація стін будинку. За мінімальне тиск зазвичай приймаютьDРФ = 0,05МПа.

>Висоту завалу можна висунути зі умови рівності обсягу що утворився завалу

,             (12)

і обсягу обеліска

,                   (13)

де А, У, М – довжина, завширшки висота будинку;

у – обсяг завалу на 100 м3 обсягу будинку;

h – висота завалу;

L – дальність розльоту уламків;

А>ЗАВ, У>ЗАВ – довжина і ширина завалу

А>ЗАВ = A +2L; B>ЗАВ = B +2L (вибухом всередині будинку)

A>ЗАВ = A + L; B>ЗАВ = B + L (вибухом поза будинком) (14)

При розрахунку висоти завалу за такою формулою (2.13) дальність розльоту уламків для аварій з вибухом рекомендують вживати рівної половині висоти будинку (L =Н/2).

>Рис. 2. Розрахункова схема освіти завалу що за різних тисках у фронті повітряної ударної хвилі

М1, hn, 11, 1n – відповідно висота й довжину завалу;

>DP1,DPі,DPn – значення тисків (>DP1 <DPі <DPn);

У – розмір будинку.

Висота завалу в різних відстанях x: від будинку залежить від висоти завалу не більше контуру будівлі і дальності l розльоту уламків

Показник g у формулі (12) при орієнтованих розрахунках рекомендують вживати рівним:

– для промислових будинків g = 20 м3;

– для житлових будинків g = 40 м3.

Точніші значення показників g, з урахуванням різних типів і конструктивних рішень будинків, наведені у табл. 1. Ці дані отримані з урахуванням статистичної обробки відповідних показників натурних завалів.

Таблиця 1.Объемно-массовие характеристики завалу.

Тип будинку

>Пустотность (a), м3

Питома обсяг (g), м3

Об'ємний вагу (b),т/м3

Виробничі будинку:
одноповерховий легкого типу 40 14 1,5
одноповерховий середнього типу 50 16 1,2
одноповерховий важкого типу 60 20 1
Багатоповерхова 40 21 1,5
>Смешанного типу 45 22 1,4
Житлові вдомабескаркасние:
>Кирпичное 30 36 1,2
>Мелкоблочное 30 36 1,2
>Крупноблочное 30 36 1,2
>Крупнопанельное 40 42 1,1
Житлові будинку каркасні:
із стінами з навісних панелей 40 42 1,1
із стінами з кам'яних матеріалів 40 42 1,1

Примітки:

1.Пустотность завалу (a) – обсяг порожнин на 100 м3 завалу, використовується для підготовки пропозицій з технології рятувальних робіт, зокрема, при проходці галерей в завалах. Аналіз інформації з руйнації будинків показав, що порожнинність завалів промислових будинків то, можливо майже майже удвічі більше житлових.

2. Питома обсяг завалу (g) – обсяг завалу на 100 м3 будівельного обсягу. Це використовується щодо висоти завалу (4) і обсягу завалу (1).

3. Об'ємний вагу завалу (b) – вагу в т 1 м3 завалу.

З узагальнення розрахунків отримана формула визначення висоти завалу при оперативному прогнозуванні

, м (15)

де М – висота будівлі у м;

g – обсяг завалу на 100 м3 обсягу будинку;

>k – показник, який приймає рівним:

для вибуху поза будинкомk = 2; для вибуху усередині приміщенняk = 2,5.

 

Висота завалів при землетрусах

При землетрусах висота завалу розраховується за тим самим формулам, але з урахуванням поправки на розрахункову схему завалу (рис. 2.1). Обсяг обеліска у разі дорівнює

                (16)

де А>ЗАВ, У>ЗАВ – розміри нижніх граней обеліска (довжина і ширина завалу);

A>ЗАВ = A +2L; B>ЗАВ = B +2L;

А1 і У1 – розміри верхніх граней обеліска;

A1 = A –2L; B1 = B –2L.


При оперативному прогнозуванні висоту завалу для землетрусу рекомендується визначати за такою формулою (15), у якій показник До приймається рівнимК=0,5.

 

Втрати населення

Для орієнтовного визначення безповоротних втрат населення (персоналу) поза будинків та притулків можна використовувати формулу:

                (17)

де Р – щільність населення (персоналу), тис.чел./км2;

G>тнт – тротиловий еквівалент, т.

Санітарні втрати приймають рівними:

             (18)

Загальні втрати від:

           (19)

Таблиця 2. Втрати персоналу на об'єкті, Зі (%).

Ступінь  Ступінь захищеності персоналу
Руйнування Не захищений У будинках У захиснихсооруж.
>Зданий Загальні >Безвозвр. Загальні >Безвозвр Загальні >Безвозвр

Слабка

Середня

Сильна

Повна

8

12

80

100

3

9

25

30

 1,2

 3,5

30

40

 0,4

 1,0

10

15

 0,3

1,0

2,5

7,0

0,1

0,3

0,8

2,5

При визначенні втрат серед персоналу об'єкта економіки необхідно враховувати ступінь його захищеності в будинках і спорудах і рівень руйнації останніх:


, чол, (20)

де Nі – кількість персоналу на об'єкті , чол;

n – число будинків (споруд) на об'єкті;

Зі – відсоток втрат, % (табл. 2)

 

Вибух конденсованих ВР

Для визначення залежності надлишкового тиску фронті ударної хвиліDPф,кПа, від відстані R, м, до епіцентру вибуху конденсованого вибухової речовини найчастіше використовують формулу М.А. Садовського, застосовну для наземного вибуху, і навіть для повітряного вибуху на R >8h (h – висота вибуху)

,            (21)

Таблиця3.Степень руйнації об'єктів залежно від надлишкового тискуDРф,кПа

 Об'єкт

ТискDРф ,>кПа, відповідне ступеня руйнації

Повне Сильне Середнє Слабка*

Будівлі

Житлові

цегельні багатоповерхові 30…40 20…30 10…20 8…10
цегельнімалоетажние 35…45 25…35 15…25 8…15
Дерев'яні 20…30 12…20 8…12 6…8

Промислові

зі складним метав. чиж/б каркасом 60…100 40…60 20…40 10…20
з незначною метав. каркасом чибескаркасние 80…120 50…80 20…50 10…20

Промислові об'єкти

ТЕС 25…40 20…25 15…220 10…15
>Котельние 35…45 25…35 15…25 10…15
трубопроводи наземні 20 50 130
трубопроводи на естакаді 20…30 30…40 40…50
трансформаторні підстанції 100 40…60 20…40 10…20
ЛЕП
Страница 1 из 3 | Следующая страница

Схожі реферати:

Навігація