Взрыв вне здания
Министерство образования и науки Украины
Кафедра: ГО и ВП
Расчетно-графическая работа
по дисциплине «Гражданская оборона»
(взрыв вне здания)
г. Симферополь-2009 г.
Задача
Вследствие влияния взрыва в середине крупноблочного жилого бескаркасного здания, произошло его разрушение. КЧС объекта, штаб ликвидации, вместе со спасательными формированиями прибыли на место аварии, определены причины и масштабы разрушения здания. Аварийно-спасательные команды приступили к разборке завалов.
Комиссия по ЧС организует всестороннее обеспечение СиДНР, используя для этого финансовые и материальные резервы объекта. При их возможном недостатке осуществляет пополнение, по заявкам, подающимся на основании расчетов членов КЧС и служб ГЗН объекта через соответствующие службы КТЭБ и ЧС города.
Выполнить:
1. Определить показатели, непосредственно характеризуя завал и его обломки: (L, Aзав, Bзав, hзав, структуру завала по весу обломков, структуру завала по составу элементов, вес основных осколков конструктивных элементов здания и наличие в них арматуры).
2. Построить расчётную схему завала, учитывая показатели завала, в масштабе (выбрать самостоятельно) с указанием исходных и расчётных размеров.
3. Сделать расчёт общего объёма завала (W).
4. Провести анализ показателей завала и его обломков, выбрать способ разбора завала.
5. Провести расчёт сил и средств, необходимых для ликвидации завала.
Провести расчёт финансовых средств необходимых для проведения работ по разборке и ликвидации завала на территории объекта.
Теоретическая часть
Взрыв - это быстро протекающий процесс физических и химических превращений веществ, сопровождающейся освобождением значительного количества энергии в ограниченном объёме, в результате которого в окружающем пространстве образуется и распространяется ударная волна, приводящая к возникновению ЧС. Взрыв - процесс выделения энергии за короткий промежуток времени, связанный с мгновенным физико-химическим изменением состояния вещества, приводящим к возникновению скачка давления или ударной волны, сопровождающийся образованием сжатых газов или паров, способных производить работу.
Основными поражающими факторами являются: воздушная ударная волна, возникающая при ядерных взрывах, взрывах инициирующих и детонирующих веществ, при взрывных превращениях облаков топливно-воздушных смесей, взрывов резервуаров с перегретой жидкостью и резервуаров под давлением - зону сильного сжатого воздуха, распространяющаяся во все стороны от центра взрыва со сверхзвуковой скоростью, осколочные поля, создаваемые летящими обломками разного рода объектов технологического оборудования, строительных деталей и т.д. Основными параметрами поражающих факторов при этом выступают: - воздушная ударная волна - избыточное давление в её фронте; скоростной напор и время действия ударной волны.
Избыточное давление это разница между максимальным давлением воздуха во фронте ударной волны и атмосферным давлением.
Под обломками. В результате взрывов могут возникнуть пожары, утечка опасных веществ из повреждённого оборудования. При взрывах люди получают термические и механические повреждения. Характерны черепно-мозговые травмы, множественные переломы и ушибы, комбинированные поражения.
Причинами взрывов служат подрывы: взрывчатых веществ; пыле воздушных смесей (происходят в ограниченном пространстве); газопыле воздушных смесей (могут происходить как в ограниченном так и в неограниченном пространстве).
Физические взрывы, - их, как правило, связывают с взрывами сосудов от давления паров и газов, причём основной причиной их образования является не химическая реакция, а физический процесс, обусловленный высвобождением внутренней энергии сжатого и сжиженного газа.
К физическим взрывам относится также явление физической детонации (возникающее при смешении горячей и холодной жидкостей, когда температура одной из них значительно превышает температуру кипения другой, например выливание расплавленного металла в воду).
При непосредственном воздействии ударной волны причиной поражения является избыточное давление. При косвенном - люди поражаются обломками зданий, осколками и другими предметами перемещающимися под действием скоростного напора Косвенное воздействие возможно в зонах с избыточным давлением 3 кпа (килопаскалей)
При взрывах происходит разрушение зданий и сооружений за счёт воздействия на них избыточного давления.
Наибольшим разрушениям подвергаются здания и конструкции больших размеров с лёгкими несущими конструкциями, значительно возвышающими над землёй, а также немассивные бескаркасные сооружения с несущими стенами из кирпича и блоков.
Степень разрушения конкретного типа здания, сооружения или оборудования при воздействии ударной волны определяется главным образом избыточным давлением.
Степени разрушений, при различных избыточных давлениях, принято делить на полные, сильные, средние, слабые:
-зона слабых разрушений - от 10 кпа до 20 кпа - В зданиях и сооружениях разрушены часть внутренних перегородок, заполнения дверных и оконных проёмов. Оборудование предприятий имеет незначительные деформации второстепенных элементов. На КЭС имеется незначительные разрушения и поломки конструктивных элементов.
-зона средних разрушений - от 20 до 30 кпа - В зданиях и сооружениях разрушены главным образом не несущие, второстепенные конструкции (лёгкие стены, перегородки, крыши, окна, двери). Возможны трещины в наружных стенах и вывалы в отдельных местах. Перекрытия и подвалы не разрушены, часть помещений пригодна к эксплуатации. Деформированы отдельные узлы оборудования и техники. Техника предприятий выходит из строя и требует капитального ремонта. На КЭС деформированы и разрушены отдельные опоры воздушных линий электропередач, имеются разрывы технологических трубопроводов. Для восстановления зданий, получивших средние разрушения, требуется капитальный ремонт.
-зона сильных разрушений - от 30 до 50 кпа - В зданиях и сооружениях значительные деформации несущих конструкций, разрушена большая часть перекрытий и стен. Восстановление зданий возможно, но нецелесообразно, так как практически сводятся к новому строительству с использованием некоторых сохранившихся конструкций. Оборудование предприятий большей частью разрушается и значительно деформируется. Отдельные детали и узлы оборудования могут использоваться как запасные части. На КЭС и трубопроводах разрывы и деформации на отдельных участках подземных сетей, деформации опор воздушных линий электропередач и связи, а также разрывы технологических трубопроводов.
-зона полных разрушений - свыше 50 кпа - В зданиях разрушены все основные несущие конструкции и обрушены перекрытия. Восстановление невозможно. Оборудование предприятий восстановлению не подлежит. На КЭС и технологических трубопроводах разрывы кабелей, разрушение значительных участков трубопроводов, опор воздушных линий электропередач т.п.
Расчетная часть:
1.Взрыв газовоздушной смеси в открытом пространстве.
, где
r0- радиус действия взрыва волны
к- коэффициент учитывающий долю активн. Газа (0,05)
Q - количество газа до взрыва (120м3)
r0=33,67м
Определим избыточное давление
DР =r/r0 , где r-расстояние то емкости до здания
DР =30м/33,67м3=0,89кПа
2. Определим показатели, непосредственно характеризующие завал и его обломки:
Основными показателями завалов являются:
Дальность разлета обломков здания (L) - расстояние от контура дома к границам основной массы обломков, рассчитывается в метрах по формуле:
L = H/4
где L – дальность раздета обломков,
H - высота дома=36м
L = 9м
Длина завала(Азав) - геометрический размер завала в направлении самого большого размера дома
Для взрывов размеры длины завалы определяются по формуле:
Азав=А+2L, где
А – длина здания,
L – дальность разлета обломков
Aзав=52+2*9=74 м
Ширина завала(Взав) - геометрический размер завала в направлении второго по величине размера дома
Для взрывов размеры длины завалы определяются по формуле:
Bзав=B+2*L,
где В – ширина здания,
L – дальность разлета обломков
Взав=24+2*9=42 м
Высота завала (h) определяется по формуле:
,
где g - удельный объем, находится по таблице 1 (для жилого бескаскадного крупноблочного = 36 м3 );
H – высота здания; k – коэффициент для взрыва внутри здания = 2,5
h=36*36/100+2*36=7.5м
Объем завала определяется по формуле:
,
где g - удельный объем;
А – длина здания;
В – ширина здания;
H – высота здания;
W=36*74*42*7.5/100=8391.6м3
Объёмно-массовые характеристики завала определяются по табл. 2:
- Крупных обломков от 2 до 5 тонн- 30 %
- Средних обломков по весу от 200 кг до 2т - 60 %
- Мелких обломков по весу до 200 кг - 10 %.
Завал по составу определяется по табл. 3:
- Обломки железобетонных конструкций - 75 %
- Деревянные конструкции - 8 %
- Металлических конструкций -2 %
- Строительный мусор - 15 %
Вывод: в результате взрыва середине крупноблочного жилого бескаскадного здания образовался завал длиной (А) 74 метра, шириной (В) 42 метров и высотой (h) 7.5 метра. Общий объем завала (W) составляет 8391.6м3
Расчетная схема завала
Вид сбоку:
Вид сверху:
Азав = 74м
Взав = 42м
А = 56м
В = 24м
Н = 36м
h = 7.5м
L = 9м
Масштаб 3 см – 1 м
Проанализировав полученные данные, можно сделать вывод, что для разбора завалов необходимо использовать механизированный способ разборки завалов.
Количество механизированных групп:
,
где nм.р.- количество механизированных групп;
W – объем завала в м3;
Т – время разбора завала (5cуток=120 часов)
n mp= 8391.6/15*120=4.6 (округляем до 5-ти групп)
В одной механизированной группе 17 человек Необходима следующая техника на 5 групп: 10 грузовых автомобиля (Камаз), 5 бульдозер, 5 экскаватор, 5 осветительная станция, 5 компрессор и 3 кран.
Количество групп ручной разборки завалов:
,
где nр.р.- количество групп ручной разборки завалов;
n – количество смен (работы будут проводиться в 3 смены);
к – коэффициент, учитывающий тип здания (равен 3)
45*5=225 человек ручной разборки
Рассчитаем материальные затраты на наем рабочей силы:
ЗП рабочих=30грн
Питание =20грн
Следовательно:
Механизированная разборка = 17*3*(30+20)*5= 12750 грн
Ручная разборка = 225*(30+20)*5 = 56250грн
Итого материальных затрат: 12750+56250=69000 грн.
Расход топлива на технику.
Солярка 8 грн литр.
Камаз, расход топлива: Wм3/8=1049 рейсов*2=2098 рейсов необходимых для разборки завала
Составим пропорцию: 100км-44,5л, 20км-Х, следовательно
Х=44,5*20/100=8,9 л, необходимо для одного рейса до полигона ТБО
Рассчитаем затраты на топливо для 10 грузовых камазов= 2098рейсов*8,9л*8грн=149377,6 грн
Рассчитаем общие денежные затраты на топливо для 5 бульдозеров=120ч*35л/ч*8грн*5шт=16800грн
Рассчитаем общие денежные затраты на топливо для 5 экскаваторов=120ч*14л/ч*8грн*5шт=67200грн
Рассчитаем общие денежные затраты на топливо для 5 осветительных станций =9ч*5суток*2л/ч*8грн*5шт=3600грн
Рассчитаем общие денежные затраты на топливо для 5 компрессоров=120ч*6л.\ч*8грн*5шт=28800грн
Рассчитаем общие денежные затраты на топливо для 3 кранов=120ч*0,9*8,2л/ч*8грн*3шт=21254,4грн
Итого денежных затрат на топливо для техники=16800грн+149377,6 грн+67200грн+3600грн+28800грн+21254,4грн=287032грн
Общая сумма финансовых расходов составляет = 287032 + 69000 =356032грн
Поскольку размер резервного фонда (196 тыс грн) меньше чем требуемая сумма средств на разбор завала, то мы обращаемся в письменной форме с просьбой оказать материальную помощью в такие государственные учреждения, как Министерство Финансов АРК, Министерство Экономики и МЧС.