Прогнозирование и оценка последствий завалов (стр. 3 из 4)
| № | Степень поражения (разрушения) | Пробит-функция |
| Поражение человека | ||
| 1 | Разрыв барабанных перепонок |  |
| 2 | Контузия |  , где m – масса тела, кг |
| 3 | Летальный исход |  |
| Разрушение зданий | ||
| 4 | Слабые разрушения |  |
| 5 | Средние разрушения |  |
| 6 | Cильные разрушения |  |
Таблица 6. Зависимость степени поражения (разрушения) от пробит-функции.
| Рпор,% | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
| 0 | 2,67 | 2,95 | 3,12 | 3,25 | 3,38 | 3,45 | 3,52 | 3,59 | 3,66 | |
| 10 | 3,72 | 3,77 | 3,82 | 3,87 | 3,92 | 3,96 | 4,01 | 4,05 | 4,08 | 4,12 |
| 20 | 4,16 | 4,19 | 4,23 | 4,26 | 4,29 | 4,33 | 4,36 | 4,39 | 4,42 | 4,45 |
| 30 | 4,48 | 4,50 | 4,53 | 4,56 | 4,59 | 4,61 | 4,64 | 4,67 | 4,69 | 4,72 |
| 40 | 4.75 | 4.77 | 4.80 | 4.82 | 4.85 | 4.87 | 4.90 | 4.92 | 4.95 | 4.97 |
| 50 | 5,00 | 5,03 | 5,05 | 5,08 | 5,10 | 5,13 | 5,15 | 5,18 | 5,20 | 5,23 |
| 60 | 5,25 | 5,28 | 5,31 | 5,33 | 5,36 | 5,39 | 5,41 | 5,44 | 5,47 | 5,50 |
| 70 | 5,52 | 5,55 | 5,58 | 5,61 | 5,64 | 5,67 | 5,71 | 5,74 | 5,77 | 5,82 |
| 80 | 5,84 | 5,88 | 5,92 | 5,95 | 5,99 | 6,04 | 6,08 | 6,13 | 6,18 | 6,23 |
| 90 | 6,28 | 6,34 | 6,41 | 6,48 | 6,55 | 6,64 | 6,75 | 6,88 | 7,05 | 7,33 |
| 99 | 7,33 | 7,37 | 7,41 | 7,46 | 7,51 | 7,58 | 7,65 | 7,75 | 7,88 | 8,09 |
Структура и объемно-массовые характеристики завалов
Структура завалов влияет как на способы выполнения спасательных работ, так и на состав сил и средств, привлекаемых для ликвидации последствий землетрясения. Основными показателями, характеризующими структуру завала, являются распределение обломков по весу, составу элементов (материала) и содержанию арматуры.
Таблица 7. Структура завала по весу обломков, (%).
| Тип здания | Тип обломков по весу | |||
| Очень крупные, больше 5 т. | Крупные, от 2 до 5 т. | Средние, от 0,2 до 2 т. | Мелкие до 0,2 т. | |
| Производственное одноэтажное | 60 | 10 | 20/5 | 10/25 |
| Производственное многоэтажное и смешанного типа | 10 | 40 | 40/10 | 10/40 |
| Жилое здание бескаркасное | 0 | 30 | 60/10 | 10/60 |
| Жилое здание каркасное | 0 | 50 | 40/10 | 10/40 |
Примечание: в числителе – значения для стен из крупных панелей, в знаменателе – значения для стен из каменных материалов (кирпича, мелких обломков).
Структура завала по весу обломков – процентное содержание в завалах различных типов обломков – определяется по табл. 7. Эти показатели получены на основе анализа информации о завалах зданий, разрушенных при авариях и катастрофах, а также при проведении ряда натурных испытаний. При определении состава сил и средств следует иметь в виду, что очень крупные и крупные обломки весом более 2-х т, перемещаются с использованием инженерной техники, средние – весом до 2-х т, могут быть перемещены с помощью ручных лебедок, а мелкие – весом до 0,2 т, могут быть перемещены спасателями вручную.
Структура завала по составу элементов – процентное содержание в завалах обломков из различного материала – определяется по табл. 8. Эти показатели могут быть использованы при оценке объемов и видов работ.
Таблица 8. Структура завала по составу элементов (%) при разрушении зданий.
| Состав элементов | Здания жилые со стенами | Здания производственные со стенами | ||
| из кирпича (каменных материалов) | из крупных панелей | из кирпича | из крупных панелей | |
| Кирпичные глыбы, битый кирпич | 50 | – | 25 | – |
| Обломки железобетонных и бетонных конструкций | 15 | 75 | 55 | 80 |
| Деревянные конструкции | 15 | 8 | 3 | 3 |
| Металлические конструкции (включая станочное оборудование) | 5 | 2 | 10 | 10 |
| Строительный мусор | 15 | 15 | 7 | 7 |
Структура завала по составу арматуры – содержание арматуры в различных сечениях завала.
В настоящее время, в литературе отсутствуют какие-либо сведения по содержанию арматуры в сечениях завала. Эти показатели получены на основе анализа проектов производственных и жилых зданий. Результаты обобщения материалов приведены в табл. 6. Содержание арматуры в завале за пределами контура здания определяется по формуле
, см2,где Fa– содержание арматуры в пределах контура здания (табл. 4);
х – рассматриваемое расстояние от контура здания;
l– дальность разлета обломков.
Показатели по содержанию арматуры в завале могут быть использованы при планировании распределения технических средств, используемых для резки металла.
Показатели обломков
К показателям, характеризующим крупные обломки завалов, отнесены максимальный вес, размеры и структура обломка по составу арматуры. Максимальный вес обломков необходимо знать, для подбора грузоподъемности крана, а их размеры – для подбора транспортных средств. Эти показатели получены на основе анализа проектом производственных и жилых зданий и могут быть приняты для производственных зданий по табл. 9, для жилых – по табл. 10.
Как видно из таблиц, для выполнения спасательных работ при разборке завалов производственных зданий может возникнуть потребность в кранах грузоподъемностью свыше 30-ти т. При ведении работ в районах размещения жилых зданий достаточно иметь грузоподъемные средства до 4-х тонн.
Таблица 9. Вес основных конструктивных элементов производственных зданий и содержание арматуры.
| Тип здания | Конструктивные элементы и их размеры, м | Вес, т | Содержание арматуры, кг |
| Одноэтажное легкого типа | Н = 3,6Н = 7,2Балки покрытия:l = 6l= 12l= 18Плиты покрытия:6 х 1,56 х 312 х 1,512 х 3Полосовые панели наружных стен:6 х 1,26 х 1,8 | 143512123,5723 | 80300200300120013025020040060100 |
| Одноэтажное среднего типа | Колонны:Н = 8,4Н = 10,8Фермы покрытия:l = 18l = 24 | 512820 | 3006005001500 |
| Одноэтажное тяжелого типа | Колонны:Н = 10,8Н = 18Фермы покрытия:l = 24l = 36Плиты покрытия:12 х 3 | 102020357 | 600150012002500300 |
| Многоэтажное | Колонны:Н = 6,2Н = 10Н = 14,8Балки перекрытий:l = 5l = 9Плиты перекрытий:6 х 0,756 х 2,5 | 3510470,51 | 660120015040070065130 |
| Смешанного типа | Строительная система включает элементы многоэтажного здания и одноэтажного среднего типа |
Таблица 10. Вес основных конструктивных элементов жилых зданий и содержание арматуры.
| Тип здания | Конструктивные элементы | Вес, т | Содержание арматуры, кг |
| Бескаркасное | |||
| КирпичноеМелкоблочноеКрупноблочноеКрупнопанельное | Максимальный вес обломков стенМаксимальный вес обломков стенМаксимальный вес обломков стенПанели наружных стен | 1,5124 | ———140 |
| Каркасное | |||
| Со стенами из навесных панелей | Панели наружных стен | 3 | 100 |
| Со стенами из каменных материалов | Максимальный вес обломков стенКолонны:Н = 8 м сечением 30 х 30 см(до 5 этажей)Н = 8 м сечением 40 х 40 см(5 – 12 этажей)Ригели каркаса 40 х 45 смПлиты перекрытий 6 х 1 м | 122,522,5 | —150200150150 |
Расчетная часть
Пример задания
Исходные данные. На складе взрывчатых веществ произошел взрыв 40 т нитроглицерина. На расстоянии R1 = 250 м от склада находится производственный объект – одноэтажное здание среднего типа механических мастерских размеров 20х20х5 м3, на расстоянии R2 = 700 м – поселок с многоэтажными кирпичными зданиями. В здании мастерских во время взрыва находились n = 20 человек, плотность персонала на территории объекта экономики Р = 1200 чел./км2.
Определить степень разрушения зданий на объекте экономики и в населенном пункте, потери людей, размеры завалов от разрушенных зданий. Найти радиусы зон летального поражения, контузии и безопасной для человека. Сделать выводы.
Решение.
1. С использованием данных табл. 4 по формуле 23 находим величину тротилового эквивалента Gтнт
Gтнт = (6700 / 4520) 40000 = 59292 кг
2. Избыточные давления на фронте ударной волны DРф на расстояниях R = 250 м и R = 700 м найдем по формуле 21
DРф250 = 95 х 592921/3 / 250 + 390 х 592922/3 /2502 + 1300 х 59292/ 2503 = 29,24 кПа
DРф700 = 95 х 592921/3 / 700 + 390 х 592922/3 / 7002 + 1300 х 59292/ 7003 = 6,73 кПа
3. Как следует из табл. 3 при избыточном давлении на фронте ударной волны DРф = 29,24 кПа здание механической мастерской получит средние разрушения, а многоэтажные кирпичные здания в населенном пункте (DРф = 6,73 кПа) получат слабые разрушения.