Лекции по "Металлическим конструкциям"

Под выявлением обстановки понимается сбор и обработка исходных данных о чрезвычайных ситуациях, определение размеров зон чрезвычайных ситуаций и нанесение их на карту (план).

Под оценкой обстановки понимается решение основных задач:

- по определению количества  зданий (сооружений), получившие различные степени разрушения;

- по разработке технических  и организационных задач по  обеспечению устойчивого функционирования ПВОО при аварии;

- по определению состава  сил по ликвидации последствий  аварий и порядок их действий.

 Выявление и оценка обстановки осуществляется в 3 этапа:

I этап - заблаговременное выявление и оценка обстановки по прогнозу, по оценочным параметрам взрыва ТВС.

Основанием для заблаговременного  выявления и оценки обстановки являются сведения, полученные от муниципальных, региональных и федеральных органов ГО и ЧС,  а также соответствующих министерств и ведомств. Полученные результаты необходимы для планирования мероприятий по защите населениями и территорий.

II этап - выявление (уточнение) и оценка обстановки  после аварии.

Основанием для уточнения  инженерной обстановки являются данные, поступившие от органов наблюдения и контроля за состоянием опасного производства к НГО и в муниципальные и региональные органы управления РСЧС для  организации взаимодействия по ликвидации последствий аварии.

Полученные результаты необходимы для принятия решения  НГО для ликвидации последствий аварии, а также для уточнения задач органам разведки и проведения неотложных мероприятий по защите.

III этап - выявление и оценка фактической обстановки (по данным разведки). Основанием для этого являются данные, полученные от органов разведки, наблюдения и контроля.

Полученные данные необходимы для уточнения ранее принятых решений по защите населения и проведения работ по ликвидации чрезвычайных ситуаций.

 

 

 

Обстановку в зоне производственной аварии принято оценивать показателями, которые могут быть разделены на две группы:

- показатели, характеризующие инженерную обстановку;

- показатели, определяющие объем  аварийно-спасательных работ и  жизнеобеспечения населения.

К основным показателям  инженерной обстановки относят:

- количество зданий, получивших  полные, сильные, средние и слабые разрушения;

- объем завала;

- количество участков, требующих укрепления (обрушения)  поврежденных или разрушенных конструкций;

- количество аварий  на коммунально-энеретических сетях  (КЭС);

- протяженность заваленных  проездов.

Кроме основных показателей, при оценке инженерной обстановки могут определяться вспомогательные показатели, к которым относятся:

- дальность разлета  обломков от контура здания;

- высота завала;

- максимальный вес  обломков;

- максимальный размер  обломков.

К основным показателям, влияющим на объемы АСР и жизнеобеспечения населения относятся:

- число пострадавших  людей, оказавшихся в завале;

- пожарная, радиационная  и химическая обстановка в  районе аварии.

Рассмотрим содержание показателей инженерной обстановки.

1) количество зданий и сооружений, получивших различные степени разрушения, определяют путем сопоставления давлений, характеризующих прочность зданий и давлений, характеризующих воздействие взрыва.

Интервалы давлений, вызывающих ту или  иную степень разрушения зданий при взрывах ВВ и  ГВС приведены в табл. 3.1 [3, 4, 5].

Оценку характера разрушения зданий в этом случае можно провести в следующей последовательности:

1 Определить расстояние  от предполагаемого места взрыва до основных несущих и ограждающих элементов здания.

2 Определить радиусы  зон разрушения или радиус  зоны детонации  .

3 Определить значение  избыточного давления во фронте  ударной волны в местах размещения  элементов конструкций.

4. Если DР_ф ³ ½DР_ф½, то элемент считается вышедшим из строя. Значения ½DР_ф½ определяются по табл. 3.2..

Затем по характеру разрушения отдельных элементов здания судят  о степени разрушения здания в целом. При этом используются известные описания степеней разрушения здания.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

      Таблица 3.1 - Степени разрушения зданий от избыточного давления

                              при взрывах  горючих смесей

Типы зданий	Степени разрушения и  избыточные давления, кПа
	слабые	средние	сильные	полные
1 Кирпичные и каменные:   - малоэтажные;   - многоэтажные	8 - 20 8 - 15	20 - 35 15 - 30	35 - 50 30 - 45	50 - 70 45 - 60
2 Железобетонные крупнопанельные:    - малоэтажные;    - многоэтажные	10 - 30 8 - 25	30 - 45 25 - 40	45 - 70 40 - 60	70 - 90 60 - 80
3 Железобетонные монолитные:    - многоэтажные;    - повышенной этажности	25 - 50 25 - 45	50 - 115 45 - 105	115 - 180 105 - 170	180 - 250 170 - 215
4 Железобетонные крупнопанельные    с железобетонным  и металлическим    каркасом и  крановым оборудованием    грузоподъемностью,  в тоннах:    - до 50;    - от 50 до 100	5 - 30 15 - 45	30 - 45 45 - 60	45 - 75 60 - 90	75 - 120 90 - 135
5 Здания со стенами  типа «Сэндвич»    и крановым  оборудованием     грузоподъемностью  до 20 тонн	10 - 30	30 - 50	50 - 65	65 - 105
6 Складские помещения    с металлическим  каркасом    и стенами из  листового металла	5 - 10	10 - 20	20 - 35	35 - 45

 

    Таблица 3.2 - Предельные значения давлений ½DР_ф½, вызывающих

                           различные    степени разрушений отдельных элементов зданий

Элементы здания	Значение давления ½DРф½, кПа
1 Частичное разрушение  остекления	0,5 - 3,0
2 Полное разрушение  остекления	3,0 - 7,0
3 Перегородки, оконные  и дверные рамы	12
4 Перекрытия	15
5 Кирпичные и блочные  стены	30
6 Металлические колонны	70
7 Железобетонные колонны	90

 

 

2) объем завала (V, м³ ) полностью разрушенного здания определяют по формуле [3]:

                                         V = (γ · A · B · H) / 100,                                        (3.1)

 

где  A, B, H - длина, ширина и высота здания, м;

        g - объем завала на 100 м³ строительного объема здания, принимаемый:

        - для промышленных зданий - g = 20 м³;

        - для жилых зданий - g = 40 м³.

3) объем завала здания, получившего сильную степень разрушения, принимают равным половине от объема завала полностью разрушенного здания.

4) количество участков, требующих укрепления (обрушения)  поврежденных или разрушенных конструкций, принимают из расчета один участок на здание, получившее сильное разрушение.

5) количество аварий  на КЭС принимают равным числу  разрушенных вводов коммуникаций в здание (электро-, газо-, тепло- и водоснабжения). Кроме того, проверяется возможность разрушения головных элементов коммуникаций и линий снабжения. Ввод коммуникации считается разрушенным, если здание получило полную или сильную степень разрушения. При отсутствии исходных данных можно принять, что каждое здание имеет четыре ввода коммуникации.

6) протяженность заваленных  проездов оценивается с учетом  ширины улиц и дальности разлета обломков. При отсутствии данных ширина улиц принимается равной:

- 30 м - для магистральных; 18 м - районных; 10…12 м - проездов  и переулков.

7) дальность разлета  обломков разрушенных зданий  определяется для оценки заваливаемости подъездов. Дальность разлета обломков принимают равным половине высоты здания.

8) высота завала вычисляется  для выбора способа проведения  спасательных работ. Расчеты высоты завала проводят по зависимости (3.2):

                                           h = (g · H) / (100 + 5 ·H),                                       (3.2)

где   H - высота здания, м.

9) максимальный вес  и размер обломков, определяющих  грузоподъемность и вылет стрелы  кранов может быть принят в  соответствии с табл. 3.3 [3].

Таблица 3.3 - Максимальный вес и размеры обломков зданий

Тип здания	Пролет  здания, м	Максимальный вес, т	Максимальный размер, м
1 Производственное    одноэтажное легкого  типа	6 12 18	3 5 12	Колонны до 7,2 т
2 Среднего типа	18 24	8 20	Колонны до 10,8 т
3 Тяжелого типа	24 36	20 35	Колонны до 18 т
4 Производственное     многоэтажное	6 - 9	10	Колонны до 14,8 т
5 Жилое	6	2,5	Колонны до 8 т Плиты - 6

 

 

Чтобы определить основные показатели инженерной обстановки необходимо определить зоны разрушений при взрыве ТВС. Рассмотрим пример расчёта зон разрушений в случае аварии на городкой сети газоснабжения.

       Рисунок.3.1- Расчётная схема аварийного участка  газопровода

 

Произошла авария на газопроводе  с пропаном (рис.3.1). Система автоматики включилась, и газопровод был перекрыт заслонками на аварийном участке, протяженность которого составила 1км, с диаметром трубы 0,7м и количеством пропана, участвующего во взрыве 1 000 кг.

Исходные данные: Q = 1000 кг; К = 0,6; m_k = 44; С = 4,03%.

Ход проведения расчётов.

Обычное давление в городской сети на выходе из газораспределительной станции (ГРС) на 2 кг/см² больше нормального давления газгольдера, равное       11 кг/см² . Исходя из этого принимаем давление в газопроводе 1 300 кПа.

Зоны разрушения можно  определить через начальный радиус детонации  для ГВО стехиометрического состава. В расчетах принимают, что зона  действия детонационной волны пропана ограничена радиусом , который определяется из допущения, что ГВО пропана после разрушения емкости образует в открытом пространстве полусферическое облако.

1 Рассчитаем радиус  r₀  зоны действия детонационной волны по формуле:

 

м.

Радиус зоны детонационной  волны сжиженного пропана равен 15 м.

2 Определим радиусы  зон разрушения, используя данные  табл. 3.4 и значения давлений 50, 30, 20 и 10, которые соответствуют полному, сильному, среднему и слабому разрушению инженерно-технического комплекса ПВОО.

 

 

 

 

Таблица 3.4 - Давление во фронте ударной волны в зависимости

                              от отношения   r / r₀         

r/r0	0 - 1	1,01	1,04	1,08	1,2	1,4	1,8	2,7
DРф,кПа	1700	1232	814	568	400	300	200	100
r/r0	3	4	5	6	8	12	20	-
DРф,кПа	80	50	40	30	20	10	5	-

 

Полное разрушение будет  при радиусе 60 м (r / r₀ = 4, то r = 4 · 15 = 60 м).                  

Сильное разрушение будет  при радиусе 90 м (r / r₀ = 6, то r = 6 · 15 = 90 м)

Среднее разрушение будет  при радиусе 120 м (r / r₀ = 8, то r = 8 · 15 = 120 м)

Слабое разрушение будет  при радиусе 180 м (r / r₀ = 12, то r = 12 · 15 = 180 м)

Определенные таким образом зоны разрушения следует нанести на генеральный план ПВОО и приступить к расчету:

- показателей инженерной  обстановки;

- показателей, определяющие  объем аварийно-спасательных работ  и жизнеобеспечения населения.

Последовательность расчета показателям инженерной обстановки:

- количество зданий, получивших  полные, сильные, средние и слабые  разрушения;

- объем завала;

- количество участков, требующих укрепления (обрушения)  поврежденных или разрушенных  конструкций;

- количество аварий  на коммунально-энеретических сетях (КЭС);

- протяженность заваленных  проездов;

- дальность разлета  обломков от контура здания;