3.2. Методика определения физической устойчивости элементов I группы

Сооружения этой группу разрушаются, главным образом, при воздействии на них избыточного давления во фронте ударной волны . Устойчивость этих сооружений достаточно хорошо исследована экспериментальным путем и представлена в различных справочниках. При отсутствии, какого либо элемента ИТК в справочнике, анализ его физической устойчивости сводится к определению предела устойчивости данного элемента. Для этого нет необходимости выполнять дополнительные расчеты. Достаточно воспользоваться табличными данными, приведенными в прил. 1

Определив предел устойчивости рассматриваемого элемента и возможную степень его разрушения (рассматривается в главе 4), разрабатываются мероприятия по повышению его физической устойчивости. Если по конструктивным характеристикам повысить физическую устойчивость сооружения невозможно, решается вопрос об увеличении расстояния между сооружением и предполагаемым местом взрыва, либо намечаются мероприятия по дублированию данного сооружения, либо создаются ресурсы для быстрого восстановления, либо решается вопрос о приобретении нового аналогичного элемента.

3.3. Методика определения физической устойчивости элементов II группы

Для сооружений второй группы наибольшую опасность представляет не , а скоростной напор воздуха, способный сдвигать, опрокидывать и отбрасывать их. Поэтому элементы второй группы необходимо рассчиты­вать на смещение, опрокидывание и отброс скоростным напором ударной волны.

Принято считать, что смещения вызывают слабые разрушения, выво­дя из строя наиболее уязвимые части элементов ИТК (подводящие питаю­щие кабели, части пультов управления и т.п.). Опрокидывание вызывает среднее разрушение элементов в связи с деформацией конструкций. При отбросе происходят сильные разрушения - деформируются несущие кон­струкции (рамы, станины, базовые детали).

Расчет на смещение и опрокидывание целесообразно производить для станков и аппаратуры, а на опрокидывание (отброс) - для машин, под­вижного состава и других технических средств, имеющих ходовую часть.

3.3.1. Расчет на смещение

Цель расчета на смещение состоит в определении предельного значения скоростного напора , Па, при превышении которого происходит смещение элемента.

Для смещения необходимо, чтобы сме­щающая сила Р_см превосходила силу трения F_mp: Р_см > F_mp (рис. 3.3).

Смещающая сила является результирующей силой скоростного напора и определяется по формуле:

(3.2)

где С_Х - коэффициент аэродинамического сопротивления элемента, определяется опытным путем и зави­сит от его обтекаемости ударной волной), представлен в прил. 3;

S_M - площадь Миделева сечения обтекаемого элемента (площадь проекции элемента на поверхность, нормальную к направлению ударной волны), м². Для упрощения расчетов при определении S_M применяется самое неблагоприятное условие - направлении движения фронта ударной волны перпендикулярно наибольшей площади S_M элемента, (рис. 3.4).

Сила трения смещаемого элемента зависит от соотношения материалов самого элемента и поверхности, на которой он находится и определяется по формуле:

(3.3)

где - коэффициент трения (прил.2);

G - вес элемента, Н;

m - масса элемента, кг;

g - ускорение свободного падения, 9,8 м/с².

Предельное значение скоростного напора определяется, исходя из условия динамического равновесия, когда

Рсм = Fтр ( ),

отсюда:

(3.4)

Рис. 3.3. Силы, действующие на элемент при смещении

Рис. 3.4 Схема действия скоростного напора ударной волны

По величине , используя формулу 1.1 или график рис. 1.5 рассчитывается предельное из­быточное давление, при превышении которого происходит смещение элемента. Сравнивая это значение с фактическим в районе элемента, определяется, смещен элемент или нет.