3. Методика определения устойчивости объектов при взрыве

Исходные данные:

Q – количество топливно-воздушных смесей (ТВС) в хранилище, в резервуаре, т;

R_зад. – расстояние от места взрыва до объекта, м.

0. Построение номограммы по оценке устойчивости объектов к воздействию ударной волны

Из Приложения 2 табл. 2.1. "Степени разрушения объектов водного транспорта" выбираются соответствующие номеру варианты объекты, элементы и строится номограмма по оценке устойчивости с малыми, средними и сильными степенями разрушения. Для каждого элемента определяется предел устойчивости к ударной волне, Р_{ф пр.}, который соответствует нижней границе диапазона средних разрушений. Предел устойчивости объекта (цеха, лаборатории и т.п.) находится по минимальному пределу устойчивости входящих в его состав элементов. Значения пределов устойчивости заносят в номограмму.

3.2. Определение ожидаемых значений радиусов зон поражения и избыточных давлений от взрыва

Соответствующие величины радиусов зон поражений и избыточных давлений ударной волны на территории от взрыва определяются следующим образом:

- находится радиус зоны бризантного действия взрыва:

(1)

где R_бр – радиус первой зоны, м;

Q – количество ТВС на заправочной станции, в резервуаре, т.

В этой зоне избыточное давление Р_{ф бр}=1700 кПа, что соответствует полному разрушению объектов.

Определяется ожидаемое избыточное давление во фронте ударной волны, создаваемое взрывом на расстоянии R_зад до объекта. Для этого находится коэффициент :

(2)

При 2 избыточное давление определяется:

(3)

При 2:

(4)

3.3. Определение устойчивости объектов

Для каждого элемента в соответствии и исходными данными варианта задания найденный предел устойчивости - Р_ф пр. сравнивается с ожидаемым избыточным давлением на территории - Р_ф.ож. Если Р_ф пр. Р_ф.ож, то соответствующий элемент неустойчив к воздействию ударной волны возможного взрыва. Это отмечается в графе "11"Номограммы для соответствующего объекта. Оценка устойчивости объекта проводится путем сравнения ожидаемого избыточного давления с пределом устойчивости объекта.

3.4. Определение степени поражение людей

В зависимости от ожидаемого избыточного давления Р_ф.ож для соответствующего варианта с учетом заданных R_зад, Q_зад по табл. 2.2 Приложения 2 определяется степень и характер поражения незащищенных людей на открытой территории.

Пример выполнения практической работы

Задание. Определить устойчивость объекта (механического цеха судоремонтного завода) к воздействию ударной волны, степень поражения людей находящихся на открытой территории и в здании, виды травм от взрыва резервуара с воздушно-топливной смесью в количестве Q_зад=50 т на расстоянии R_зад=340 м. Цех включает следующие элементы: здание промышленное с металлическим каркасом, сварочные агрегаты, сборочно-сварочные стенды, крановое оборудование, станки металлообрабатывающие средние.

Решение.

1. Заполняется номограмма по оценке устойчивости элементов, входящих в механический цех и в целом в цеха, как объекта к воздействию ударной волны, как показано на рис.1.

Для этого из Приложения 2 табл. 2.1. "Степени разрушения объектов водного транспорта" выбираются заданные элементы, входящие в механический цех: здание – позиция 4, сварочные агрегаты – 24, сборочно-сварочные стенды –25, крановое оборудование - 36 и станки металлообрабатывающие средние – 43 и вносятся в номограмму степени разрушения этих элементов.

Для каждого элемента определяется предел устойчивости к ударной волне - Р_{ф пр.} и заносится в номограмму, графа 9. Предел устойчивости цеха определяется по минимальному пределу устойчивости входящих в него элементов, следовательно, Р_ф.пр. цеха равен 30 кПа и записывается в графу 10 номограммы. Рис.1.

№	Наименование объектов и элементов	Степени разрушения						Предел устойчивости элементов Рф.пр,	Предел устойчивости объекта Рф.пр, кПа	Устойчивость к разрушениям	Мероприятия по повышению устойчивости
	0	10	20	30	40	50	60
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Механический цех									30	н/уст.
1	Здание промышленное с металлическим каркасом							30		н/уст.
2	Сварочные агрегаты							30		н/уст.
3	Сборочно-сварочные стенды							40		уст.
1	2	3	4 5	6 7 8				9	10	11	12
4	Крановое оборудование							50		уст.
5	Станки средние металлообрабатывающие							30		н/уст.

Рис.1 Номограмма по оценке устойчивости объектов и элементов к воздействию ударной волны

Условные обозначения степеней разрушения:

	Слабые
	Средние
	Сильные

2. Определяется ожидаемое избыточное давление во фронте ударной волны Р_{ф.пр.ож.,} создаваемое взрывом ТВС на расстоянии R_зад=340 м при Q_зад=50 т.

Для этого находим:

3. Определяется устойчивость элементов и объекта механического цеха. Пределы устойчивости элементов сравниваем с полученным ожидаемым давлением от взрыва Р_фпр.ож=34 кПа. Если Р_фпр.. Р_ф.пр.ож, то соответствующий элемент не устойчив, что и отмечается в номограмме графа 11.

Из анализа следует, что из пяти элементов три неустойчивы к возможному избыточному давлению во фронте ударной волны, следовательно, необходимо проводить инженерные мероприятия для повышения их устойчивости.

4. Ожидаемое избыточное давление во фронте ударной волны Р_ф.пр.ож 34 кПа на заданном расстоянии R_зад=340 м приведет незащищенных людей (как следует из табл. 2.2 Приложения 2) к поражениям легкой степени: временное повреждение слуха, ушибы и вывихи конечностей.

Приложение 1

Задание

на практическую работу студенту

факультета группы №

по теме "Определение устойчивости объектов

водного транспорта от ударной волны взрыва"

Варианты исходных данных для практической работы в табл. 1.1.

Порт города Светогорска, расположенного на берегу моря, обеспечивает обработку грузовых, пассажирских судов. На территории порта и города на расстоянии "R_зад" м от хранилища с топливом (ТВС) для судовых заправочных станций в количестве "Q" т располагаются административные, жилые здания, гостиница, судоремонтный завод, различное оборудование, транспорт и т.д. В здании находится N человек.

В случае возможной аварии с взрывом топлива от ударной волны будут разрушены некоторые здания, оборудование, транспорт, коммуникации, пострадают люди.

Требуется:

1. Построить Номограмму степеней разрушения объекта и элементов от избыточного давления во фронте ударной волны и определить предел устойчивости каждого объекта, элемента в соответствии с исходными данными варианта задания;

2. По заданному значению количества топлива ''Q_зад" в хранилищах и расстояния до объекта "R_зад" рассчитать ожидаемое избыточное давление во фронте ударной волны от взрыва на территории Р_фпр.ож и определить устойчивость каждого объекта, элемента.

3. Определить характер поражения незащищенных людей на заданном расстоянии R_зад в зависимости от избыточного давления Р_ф при взрыве топлива Q_зад.

Таблица 1.1.

Исходные данные для практической работы по " Определению устойчивости объектов водного транспорта от ударной волны"

№ варианта	Наименование объекта	Номера элементов	Qзад	Rзад	N, чел.
1	Слесарный цех	4,18,35,42,44	100	500	120
2	Монтажный участок	2,17,23,36,41	50	300	150
3	Автопарк	4,12,13,40,46	80	420	200
4	Телефонная станция	2,17,19,26,32	60	320	180
5	Деревообрабатывающий цех	4,20,36,45,47	100	480	220
6	Металлообрабатывающий участок	4,17,42,43а,47	70	320	120
7	Исследовательская лаборатория	2,7,18,32,45	60	350	200
8	Электромонтажный участок	4,7,19,23,41	100	430	200
9	Механический цех	4,7,36,42,43б	50	280	120
10	Ремонтный цех	4,20,24,36,42	80	320	150
11	Сварочный цех	4,22,24,25,36	100	520	100
12	Железнодорожное депо	4,15,16,17,23	60	300	130
13	Модельный цех	4,20,41,45,47	50	250	120
14	Строительная площадка	4,22,36,37,40	70	320	90
15	Сборочный цех	4,7,12,25,36	100	400	120
16	Перегрузочный участок	4,11,12,15,35	80	360	180
17	Торговый комплекс	2,7,12,32,45	70	400	220
18	Гостиничный комплекс	2,7,17,31,45	50	240	540
19	Радиосвязной цех	2,18,20,32,33	40	220	70
20	Кузнечный цех	4,25,42,44,45	100	380	80

Приложение 2

Таблица 2.1.

Степени разрушений объектов, элементов водного транспорта от избыточных давлений ударной волны

№ п/п	Наименование объектов, элементов	Степени разрушений при различных Рф, кПа
		слабые	средние	сильные
1	2	3	4	5
Здания, сооружения
1	Административное многоэтажное, кирпичное	8-10	10-20	20-30
2	Административное многоэтажное, блочное (ж-б)	20-30	30-40	40-50
3	Кирпичное одно- и двухэтажное	8-15	15-25	25-35
4	Промышленное с металлическим каркасом	20-30	30-40	40-50
5	Жилые дома многоэтажные, блочные, гостиница	8-15	15-25	25-35
6	Жилые деревянные дома	6-8	8-12	12-20
7	Здание трансформаторной подстанции	10-20	20-40	40-60
Защитное сооружение
8	Убежище отдельно стоящее на Рф=350 к Па	400-600	600-750	 750
9	Убежище подвальное на Рф=100 к Па	70-100	100-150	 150
10	Подвальное ПРУ	20-30	30-50	50-70
Транспорт
11	Транспортное судно	30-60	60-80	80-100
12	Грузовые автомашины, автоцистерны	20-40	40-50	50-80
13	Гусеничный тягач, трактор	30-40	40-60	60-90
14	Сухой док	10-13	13-15	15-25
15	Ж/д вагоны, цистерны	20-40	40-60	60-90
16	Тепловозы, электровозы	50-70	70-100	100-150
Электрооборудование
17	Здание фидерной подстанции	10-20	20-40	40-60
18	Воздушные высоковольтные линии электропередач	20-50	50-80	80-120
19	Низковольтные линии передач	20-60	60-100	100-160
20	Кабель наземный	10-30	30-50	70-100
21	Кабель подземный	до 800	800-1000	1000-1500
22	Трансформаторы	30-40	40-60	60-80
23	Электрогенераторы и двигатели	20-30	30-50	50-70
24	Сварочные агрегаты	20-30	30-40	40-50
25	Сборочно-сварочные стенды	30-40	40-60	60-80
26	Монтажные электро и радиостенды	10-20	20-30	30-40
27	Контрольно-измерительные приборы	10-20	20-40	40-60
28	Испытательные электростенды	20-30	30-40	40-50
29	Элементы ЭВМ	10-20	20-30	30-40
Продолжение табл. 2.1
1	2	3	4	5
30	Пульты сигнализации и управления	5-10	10-20	20-30
31	АТС	5-10	10-20	20-30
32	Воздушные линии связи	20-50	50-70	70-100
33	Антенные устройства	10-20	20-40	 40
Крановое оборудование
34	Конвейерное оборудование	20-30	30-40	50-80
35	Металлические подъемные краны	30-60	60-80	80-100
Трубопроводы, резервуары
36	Крановое оборудование	30-50	50-70	70-100
37	Трубопроводы на металлических эстакадах	20-30	30-40	40-50
38	Подземные водо- и газо-канализационные сети	400-600	600-1000	1000-1500
39	Резервуары ТСМ наземные	10-20	20-30	30-40
Производственное оборудование
40	Автоматические, полуавтоматические сборочные линии	10-20	20-30	30-40
41	Монтажные стенды механических конструкций	20-30	30-40	40-50
42	Станки металлообрабатывающие: а) тяжелые б) средние в) легкие	25-40 20-30 15-20	40-65 30-50 20-30	65-40 50-60 30-40
43	Стенды, прессы гидравлические	30-40	40-60	60-80
44	Вентиляционные установки	10-20	20-30	30-40
45	Гидрораспределительная аппаратура	20-30	30-50	50-70
46	Камеры сварные для окраски и сушки	30-40	40-50	50-60

Таблица 2.2

Степень поражения незащищенных людей ударной волной

№ п/п	 Рф, кПа	Поражения, травмы	Характер поражения
1	2	3	4
1	20-40	Легкие	Легкая общая контузия, временное повреждение слуха, ушибы и вывихи конечностей
2	40-60	Средние	Серьезные контузии, повреждение органов слуха, кровотечение из носа и ушей, сильные вывихи и переломы
3	60-100	Тяжелые	Сильная контузия всего организма, повреждение внутренних органов и мозга, тяжелые переломы конечностей, возможен смертельный исход
4	 100	Крайне тяжелые	Травмы приводят к смертельному исходу