Зміст
Мета роботи
Завали, що утворюються прируйнуванні будинків
Розрахунокзавалів
Дальністьрозльоту уламків
Висота завалів
Втратинаселення
Вибух конденсованих ВВ
Структура та об'ємно-масовіхарактеристики завалів
Структура завалів
Показникиуламків
Розрахунковачастина
Прикладзавдання
Варіанти завдань
Результатирозрахунків
Мета роботи
Розробити методикупрогнозування та оцінки наслідків завалів.
Щорічно в світі відбувається безліч надзвичайних ситуаційрізного характеру і походження: урагани, землетруси, цунамі,повені, зсуви, вибухи, обвали та ін Вони призводять до руйнування житлових івиробничих будівель, ступінь руйнування яких залежить від сили впливу,від типу будівлі і якості його споруди. Руйнування наносять не тільки шкодуекономіці, вимагаючи витрат на розчищення і на відновлення, але і викликають втратисеред населення.
Ось чому важливою проблемою стає вміння протистоятирізним надзвичайних ситуацій. Першим кроком є ​​прогнозування.Необхідно з'ясувати коли, де і якої сили відбудеться землетрус, якірайони можуть постраждати від повені і т.д. Далі йде попередженнянадзвичайної ситуації. Необхідно по можливості запобігти або хоча бмінімізувати їх руйнівну дію. І, нарешті, третій крок - ліквідаціянаслідків надзвичайних ситуацій. Потрібно по можливості оперативно ліквідуватинебезпека, врятувати вцілілих та відновити стабільне існування даногорегіону.
А для цього необхідно вміти розраховувати можливі розміризавалів та втрати серед населення при різних надзвичайних ситуаціях, длярізних будівель і споруд.
Завали, що утворюються при руйнуваннібудівель
При впливі вражаючих факторів вибухів, землетрусів,цунамі та руйнування гребель будівлі можуть отримати ту чи іншу ступінь руйнування.Аналіз характеру руйнувань будівель при надзвичайних ситуаціях показав, що будівліпри повному руйнуванні практично повністю перетворюються на уламки, утворюючизавали. При руйнуванні будинків на щабель нижче повної в розрахунках можна прийняти,що обсяг завалів становить приблизно 50% від обсягів завалів будівель в разі їхповного руйнування.
Завали різних типів будівель характеризуються показниками.Показники завалів будівель є визначальними параметрами при виборітехнології рятувальних робіт. Показники можна звести до двох груп:
- показники, які безпосередньо характеризують завал;
- показники, що характеризують уламки завалу.
До показників, безпосередньо характеризують завал, можна віднести:
- дальність розльоту уламків;
- висоту завалу;
- об'ємно-масові характеристики завалів;
- структуру завалів по вазі уламків, складом будівельнихелементів і арматури.
До показників, що характеризує уламки завалу, відносять.
- вагауламків;
- геометричні розміри;
- структуру і зміст арматури.
Розрахунокзавалів
На підставі аналізу матеріалів натурних завалів будівельвстановлено, що завали будівель можна спрощено уявити як обеліски - геометричніфігури з прямокутними підставами, розташованими в паралельних площинах(Рис.1). Протилежні бічні грані обеліска нахилені до основи. Основнимиданими для побудови цієї фігури є розміри підстави будівлі А і В,висота завалу h і дальність розльоту уламків L. Характерними геометричнимипоказниками завалу також є довжина і ширина завалу.
Довжина завалу - геометричний розмір завалу в напрямку найбільшогорозміру А будівлі:
A ЗАВ = 2L + A (1)
Ширина завалу - геометричний розмір завалу в напрямку найменшого розміруУ будівлі
B ЗАВ = 2L + B (2)
де L - дальність розльоту уламків, L = Н/2 ... Н.
Розрахункові схеми завалів залежать від впливу вражаючогофактора. Приймається, що при аварії з вибухом всередині будівлі, уламкирозлітаються в сторони рівномірно, а при вибуху поза будівлею уламки зміщуються понапрямку дії повітряної ударної хвилі.
Рис. 1. Розрахункові схеми завалів: а - при вибуху всерединібудівлі; б - при вибуху поза будівлею, в - при землетрусі.
h - висота завалу;
l - дальність розльоту уламків;
А, В, Н - довжина, ширина, висота будівлі;
А ЗАВ , В ЗАВ - довжина, ширина завалу;
------ 1 - контур будівлі до руйнування;
- 2 - контур завалу.
Характерний розмір завалу за напрямом дії повітряноїударної хвилі в останньому випадку дорівнює
B ЗАВ = B + L або A ЗАВ = A + L (3)
Верхня грань розрахункового обеліска при аваріях з вибухомприймається рівною площі підстави будівлі. При землетрусах площа верхньоїграні обеліска по розмірах менше площі основи будівлі. Довжина і ширинаверхньої грані обеліска, для цього випадку, відповідно дорівнює:
A 1 = A - 2L; B 1 = B - 2L. (4)
Дальністьрозльоту уламків
завал руйнування уламок вибух
Дальність розльоту уламків при вибухах:
Розглянемо методику визначення дальності розлітання уламківпри вибухах, прийнявши наступні передумови:
- хвиля миттєво обтікає уламки внаслідок їхніх невеликихрозмірів;
- обертання уламків при розльоті і зміни за рахунок цьоголобовою площі F Л (міделю) не відбувається.
Дальність розльоту уламків (L) - відстань від контуру будівлі до основної маси уламків.
Зсув уламків можна описати рівняннями руху вгоризонтальному і вертикальному напрямках. Розглянемо спочатку горизонтальнерух уламків з урахуванням опору повітря.
Силу, створювану швидкісним напором повітряної ударної хвилічинним на уламок, обчислюють за формулою
, (5)
де С Х - коефіцієнт лобового опору,який для уламків приймають рівним 1,5;
r Ф (t) і U Ф (t) - щільність ішвидкість повітряного потоку в момент часу t;
F Л - площа лобового перетину уламків.
У міру збільшення швидкості уламків зростає опірповітряного потоку горизонтальному руху уламка
, (6)
де х (t) -горизонтальна швидкість уламка в момент часу t.
Тепер розглянемо вертикальний рух уламків з урахуваннямопору повітря. Навантаження, створювана силою тяжіння, складе
P = F Л * d * r * g, (7)
де d - товщина стінибудівлі;
r -щільність матеріалу;
g -прискорення вільного падіння.
Опір повітряного потоку вертикальному руху можнаописати залежністю
, (8)
де С у - коефіцієнт опору (С у = С Х );
F H - площа горизонтального перерізу уламка;
y 2 (t) - вертикальна швидкість уламка вмомент часу t.
Тоді рух уламка можна описати системою рівнянь
, (.9)
де m = F Л * d * r - маса уламку.
Розрахунки за формулою (9) і дані натурних завалів показують,що дальність розльоту уламків при мінімальному тиску, викликає повнеруйнування стін будівель, наближено складає
, (Н - висота будівлі).
Дальність розльоту уламків приземлетрусах
При землетрусах дальність розльоту уламків розраховуєтьсяз умови, що кут нахилу бічних сторін обеліска дорівнює куту природногоукосу. Виходячи з цієї умови, дальність розльоту уламків складає
![]()
