Поражающее действие урагана

Объекты	Скорость ветра, соответствующая степени разрушения, м/с
слабой	средней	сильной
Промышленные здания	25-30	30-50	50-70
Кирпичные малоэтажные здания	20-25	25-40	40-60
Трансформаторные подстанции закрытого типа	35-45	45-70	70-100
Наземные металлические резервуары	30-40	40-55	55-70
Газгольдеры	30-35	35-45	45-55
Ректификационные колонны	25-30	30-40	40-55
Подъемно-транспортное оборудование	35-40	40-50	50-60
Трубопроводы наземные	35-45	45-60	60-80
Воздушные линии низкого напряжения	25-30	30-45	45-60
Кабельные наземные линии связи	20-25	25-35	35-50

Табл. 3.7.

Шкала магнитуд Шкала магнитуд различает землетрясения по величине магнитуды, которая является относительной энергетической характеристикой землетрясения. Существует несколько магнитуд и соответственно магнитудных шкал: локальная магнитуда (ML); магнитуда, определяемая по поверхностным волнам (Ms); магнитуда, определяемая по объемным волнам (mb); моментная магнитуда (Mw).   Наиболее популярной шкалой для оценки энергии землетрясений является локальная шкала Рихтера. По этой шкале возрастанию магнитуды на единицу соответствует 32-кратное увеличение освобождённой сейсмической энергии. Землетрясение с магнитудой 2 едва ощутимо, тогда как магнитуда 7 отвечает нижней границе разрушительных землетрясений, охватывающих большие территории. Интенсивность землетрясений (не может быть оценена магнитудой) оценивается по тем повреждениям, которые они причиняют в населённых районах.   Шкалы интенсивности Основная статья: Интенсивность землетрясения Интенсивность является качественной характеристикой землетрясения и указывает на характер и масштаб воздействия землетрясения на поверхность земли, на людей, животных, а также на естественные и искусственные сооружения в районе землетрясения. В мире используется несколько шкал интенсивности: в Европе — европейская макросейсмическая шкала (EMS), в Японии — шкала Японского метеорологического агентства (Shindo), в США и России — модифицированная шкала Меркалли (MM):   балл (незаметное) - колебания почвы, отмечаемые прибором; балла (очень слабое) - землетрясение ощущается в отдельных случаях людьми, находящимися в спокойном состоянии; балла (слабое) - колебание отмечается немногими людьми; балла (умеренное) - землетрясение отмечается многими людьми; возможно колебание окон и дверей; баллов (довольно сильное) - качание висячих предметов, скрип полов, дребезжание стекол, осыпание побелки; баллов (сильное) - легкое повреждение зданий: тонкие трещины в штукатурке, трещины в печах и т.п.; баллов (очень сильное) - значительное повреждение здании; трещины в штукатурке и отламывание отдельных кусков, тонкие трещины в стенах, повреждение дымовых труб; трещины в сырых грунтах; баллов (разрушительное) - разрушения в зданиях: большие трещины в стенах, падение карнизов, дымовых труб. Оползни и трещины шириной до нескольких сантиметров на склонах гор; баллов (опустошительное) - обвалы в некоторых зданиях, обрушение стен, перегородок, кровли. Обвалы, осыпи и оползни в горах. Скорость продвижения трещин может достигать 2 км/с; баллов (уничтожающее) - обвалы во многих зданиях; в остальных - серьезные повреждения. Трещины в грунте до 1 м шириной, обвалы, оползни. За счет завалов речных долин возникают озера; баллов (катастрофа) - многочисленные трещины на поверхности Земли, больше обвалы в горах. Общее разрушение зданий; баллов (сильная катастрофа) - изменение рельефа в больших размерах. Огромные обвалы и оползни. Общее разрушение зданий и сооружений.

Поражающее действие волны прорыва

Объекты	Степень поражения
слабая	средняя	сильная
hг,м	vm,м/с	hг,м	vm,м/с	hг,м	vm,м/с
Кирпичные здания (4 и более эт.)	2,5	1,5		2,5
Кирпичные здания (1-2 этажа)						2,5
Промышленные здания с легким металлическим каркасом и бескаркасные		1,5	3,5			2,5
Промышленные здания с тяжелым металлическим каркасом или ж/б каркасом		1,5
Бетонные и ж/б здания	4,5	1,5
Деревянные дома (1-2 этажа)			2,5	1,5	3,5
Сборные деревянные дома			2,5	1,5

Широкое распространение нашли также методики расчёта, основанные на использовании эмпирических данных, полученных в ходе модельных и полигонных испытаний объектов. Одна из таких методик в качестве примера приводится ниже [7]. Методика предлагает для определения величины избыточного давления на фронте воздушной ударной волны, при котором наступают те или иные степени повреждения промышленных, административных и жилых зданий, использовать следующие эмпирические зависимости:

- для промышленных зданий

DР_ф = 14 К_п К_i [кПа], (3.3)

- для административных и жилых зданий

DР_ф = 23 К_п К_i [кПа]. (3.4)

В формулах (3.3) и (3.4) К_п – коэффициент, характеризующий степень разрушения здания, равный 1 – для полных разрушений; 0,87 – для сильных разрушений; 0,56 – для средних разрушений и 0,35 для слабых разрушений,

где К_к – коэффициент, учитывающий влияние типа конструкции на устойчивость здания и соответственно равный 1 – для бескаркасных конструкций, 2 – для каркасной конструкции, 3,5 – для монолитной конструкции из железобетона;

К_м ‑ коэффициент, учитывающий влияние на устойчивость вида использованного строительного материала. Коэффициент К_м равен 1 – для дерева, 1,5 – для кирпича, 2 – для слабо армированного железобетона (m< 0,3) и 3 – для нормально армированного железобетона (m>0,3), где m коэффициент армирования железобетона

М_С и М_б – масса стальной арматуры и бетона в строительном материале;

‑ коэффициент, учитывающий высоту здания, где Н_зд высота здания в метрах;

К_с ‑ коэффициент, учитывающий сейсмостойкость конструкции здания. К_с равен 1 – для несейсмостойких конструкций, 1,5 – для сейсмостойких конструкций;

К_кр ‑ коэффициент, учитывающий грузоподъемность кранового оборудования промышленного здания.

К_кр=1+4,65·10^-3Q,

где Q – грузоподъемность крана в тоннах.

Пример.

Определить величины избыточного давления во фронте воздушной ударной волны, при которых промышленное здание получит различные степени разрушения. Здание каркасной конструкции, несейсмостойкое, стены кирпичные, высота здания 10 м, грузоподъемность мостового крана Q – 5 т.

Решение.

Пользуясь исходными данными, определяем величины коэффициентов и величину избыточного давления для различных степеней разрушения здания:

‑ для полных разрушений:

К_п=1; К_к=2; К_m=1,5; К_в= =0,846; К_с=1;

К_кр=1+4,65·10^-3·5=1,023

DР_ф=14·1·2·1,5·0,846·1·1,023=36,4 кПа

- для сильных разрушений

К_п=0,87; DР_ф=14·0,87·2·1,5·0,846·1·1,023=31,6 кПа

- для средних разрушений

К_п=0,56 DР_ф=36,4·0,56=20,4 кПа

- для слабых разрушений

К_п=0,35 DР_ф=36,4·0,35=12,7 кПа

Для объектов, имеющих небольшие размеры и быстро обтекаемых ударной волной основная нагрузка так же, как и при ураганах, создается скоростным напором. Действие скоростного напора может привести к смещению объектов относительно основания, их отбрасыванию, опрокидыванию или ударной перегрузке. При смещении объектов, например станков, будет иметь место обрыв кабелей, трубопроводов, повреждение кожухов, измерительных приборов, нарушение горизонтальности, центровки и других параметров, что в целом соответствует по своему характеру слабым и средним повреждениям. При отбрасывании объекта, что происходит при значительном превышении действующей силой F силы трения F_тр, он будет подвергаться ударам. При этом возможны сильные повреждения, а иногда и полное разрушение объекта, в результате деформации опорных устройств, появление в них трещин, деформирования и заклинивания движущихся частей и т.п. Те же последствия характерны и при опрокидывании объектов. Величина действующей при этом нагрузки на объект равна:

F=DP_ск·S, (3.5)

где , (3.6)

S и С_х – соответственно площадь лобовой поверхности (миделя) и коэффициент аэродинамического сопротивления объекта.

Значения С_х для тел различной формы приводятся в справочниках. Для некоторых из них они приведены в таблице 3.8. Для тел, имеющих сложную форму, могут быть приблизительно рассчитаны по формуле:

,

где С_xi и S_i – соответственно коэффициент аэродинамического сопротивления и площадь миделя i‑ й части сложного тела.

Табл. 3.8.

Дата добавления: 2015-11-30