3. Оценка устойчивости инженерно-технического комплекса завода жби и других элементов объекта в условиях чс мирного и военного времени

3.1. Оценка устойчивости инженерно - технического комплекса завода жби

а) к воздействию ударной волны РФ

Исходные данные: 1.     Тип здания – производственное. 2.     Конструктивная схема – Каркас. 3.     Вид материала – жб>0,03 4.     Учёт сейсмичности – да 5.     Высота здания (м) – 10м 6.     Грузоподъёмность кранов (т) – 10т 7.     Степень проемности % - 55% Решение: Расчётная формула ΔР = 0,14К_П*К_i где,  ΔР – величина избыточного давления при значениях К_П, соответствующих наступлению полных К_П =1, сильных К_П =0,87, средних К_П =0,56 и слабых   К_П =0,35 разрушений. К_i = К_К *К_М *К_С *К_В *К_КР *К_ПР где,        К_К – коэффициент, учитывающий тип конструкции К_К=2        К_М - коэффициент, учитывающий вид материала К_М=3        К_С - коэффициент, учитывающий выполнение противосейсмических мероприятий К_С=1,5        К_В - коэффициент, учитывающий высоту здания. К_В = = 0,85 К_КР – коэффициент, учитывающий влияние на устойчивость смонтированного на объекте кранового оборудования               К_КР = 1+4,65 10 ^-3·Q где,  Q – грузоподъемность крана в тн.               К_КР = 1+4,65 10 ^-3·10 = 1,05 К_ПР - коэффициент, учитывающий степень проемности. К_ПР =1,3 Определяем К_i – для полных, сильных и средних разрушений               К_i = 2*3*1,5*0,85*1,05*1,3=10,4 Определяем К_i – для слабых разрушений               К_i = 2*3*1,5*0,85*1,05=8,03 Определяем ΔР для полных разрушений               ΔР = 0,14*1*10,4=1,5 кгс/см² Определяем ΔР для сильных разрушений               ΔР = 0,14*0,87*10,4=1,27 кгс/см² Определяем ΔР для средних разрушений               ΔР = 0,14*0,56*10,4=0,82 кгс/см² Определяем ΔР для слабых разрушений               ΔР = 0,14*0,35*8,03=0,4 кгс/см² При избыточном давление  ΔР = 1,5 кгс/см² произойдет полное разрушение. При избыточном давление  ΔР = 1,27 кгс/см² произойдет сильное разрушение. При избыточном давление  ΔР = 0,82 кгс/см² произойдет среднее разрушение. При избыточном давление  ΔР = 0,4 кгс/см² произойдет слабое разрушение.

Наим. объекта	Наим. здания, соор.	Степень разрушения при РФ, кПа	Предел устойч. здания, соор, кПа	Предел устойч. завода ЖБИ, кПа
		10 20 30 40 50 60
завод «54 Промышленный комбинат»	1		30	20
	4		25
	5		20
	10		20
	12		30

- слабые разрушения; - средние разрушения;

- сильные разрушения

За предел устойчивости зданий, сооружений можно принять внутренние границы слабых разрушений.

За предел устойчивости ИТК объекта принимается минимальное значение устойчивости объекта (20 к Па).

От устойчивости зданий и сооружений зависит в основном устойчивость всего объекта.

Повышение устойчивости зданий и сооружений достигается устройством каркасов, рам, подкосов, контрфорсов, опор для уменьшения пролета несущих конструкций, а также применением более прочных материалов.

б) Оценить пожарную обстановку на объекте в результате АКСБ, применения ССП, (воздействие светового излучения)

Воздействие светового излучения ядерного взрыва на здания и сооружения объектов народного  хозяйства проявляется в возникновении  загорания и пожаров, вызывающих разрушение и уничтожение материальных ценностей, в ряде случаев превосходящие по масштабам разрушения от ударной волны.

На  возникновение и распространение  пожаров влияют главным образом  такие факторы:

• огнестойкость зданий и сооружений;

• пожарная опасность производства;

• плотность застройки;

• метеорологические условия и др.

  1. Категория производства по пожарной безопасности. Пожарная  опасность производства определяется технологическим процессом, используемыми в производстве материалами (веществами) и готовой продукцией. По пожарной опасности технологического процесса все объекты (цехи) делятся на пять категорий: А, Б, В, Г, Д.

Завод «54 Промышленный комбинат» относится к категории Г.

2. Степень огнестойкости зданий.

Огнестойкость зданий и сооружений определяется возгораемостью их элементов и пределами огнестойкости  основных конструкций (частей) зданий и сооружений. Возгораемость того или иного элемента здания определяется возгораемостью строительных материалов, из которых он выполнен. Все строительные материалы по возгораемости делятся на три группы: несгораемые, трудносгораемые, сгораемые. Предел огнестойкости строительной конструкции — это время в часах от начала воздействия огня на конструкцию до образования в ней, сквозных трещин или до достижения температуры 200°С на поверхности, противоположной воздействию огня, или до потери конструкцией несущей способности (до обрушения).

Различают пять степеней огнестойкости зданий и сооружений: I, II, III, IV, V.

Завод «54 Промышленный комбинат» относится ко II степени. I и II степени — здания и сооружения, у которых все основные конструкции выполнены из несгораемых материалов, причем аналогичные конструкции у зданий I степени имеют больший предел огнестойкости.

3. Плотность производственной  застройки.

Плотность застройки в значительной степени  влияет на распространение пожара. Под плотностью застройки П понимают отношение суммарной площади S_n, занимаемой всеми зданиями, к площади территории объекта S_т.

Sзд

Кз =--------- 100%,

Sтер

где : - Sзд – общая площадь застроенной территории в пределах ограждения;

- Sтер – общая площадь территории завода в пределах ограждения.

Кз = 100% = 56,6%

Свыше 20 % вероятно возникновение сплошных пожаров,поэтому заводу необходимо усовершенствовать противопожарные мероприятия:

• ситуационный план организации земельного участка, предоставленного для размещения объекта капитального строительства, с указанием въезда (выезда) на территорию и путей подъезда к объектам пожарной техники, мест размещения и емкости пожарных резервуаров (при их наличии), схем прокладки наружного противопожарного водопровода, мест размещения пожарных гидрантов и мест размещения насосных станций;

• схемы эвакуации людей и материальных средств из зданий (сооружений) и с прилегающей к зданиям (сооружениям) территории в случае возникновения пожара;

• структурные схемы технических систем (средств) противопожарной защиты (автоматических установок пожаротушения, автоматической пожарной сигнализации, внутреннего противопожарного водопровода).

в) К воздействию радиоактивного загрязнения местности

1. Оценка радиационной обстановки по данным разведки на объектах экономики.

Выявление радиационной обстановки включает сбор и отработку данных о радиоактивном заражении и нанесение по этим данным зон заражения на карту (схему, план).

Принято выделять 4 зоны радиоактивного заражения: умеренного (зона А), сильного (зона Б), опасного (зона В) и чрезвычайно опасного заражения (зона Г). Внешние границы зон обозначаются плавными линиями соответствующего цвета: А – синего, Б – зеленого, В – коричневого, Г – черного.

Границы зон характеризуются дозой до полного распада (Д_∞) и уровнем радиации на 1 час после взрыва (Р₁). Эти данные приведены в табл.1.

Таблица 1

Зона	Внешняя граница, Д∞/Р1	Середина зоны, Д∞/Р1	Внутренняя граница, Д∞/Р1
А	40/8	125/25	400/80
Б	400/80	700/140	1200/240
В	1200/240	2200/450	4000/800
Г	4000/800	10000/2000	Более 10000/ более 2000

Исходными данными для оценки радиационной обстановки являются: время ядерного взрыва, от которого произошло заражение, уровни радиации и время их измерения, коэффициенты ослабления радиации (условия расположения людей), допустимые (установленные) дозы облучения, поставленная задача и срок ее выполнения.

Задача 1.

В 5.00 час. на территории объекта уровень радиации (Р₁) составил 100 р/ч, а в 5.15 – (Р₂) – 85 р/ч. Определить время ядерного удара и зону, в которой находится объект.

Решение.

1. Определяем интервал времени между измерениями

t₂ – t₁ = 5.15 – 5.00 = 15 мин.

2. Определяем отношение уровней радиации

3. Определяем время взрыва на пересечении вычисленных величин, по прил. 2 отсчитываем время взрыва до второго измерения, оно равно 2 час. Взрыв осуществлен в 5.15 – 2.00 = 3 час. 15 мин.

4. Уровень радиации на 1 час после взрыва по прил. №1

Р₀=85 х = 85 х 2,3 = 195,5 р/ч (или 100 х 1,96 = 196 р/ч).

5. Определяем зону по табл. 1 – зона Б (80 – 240 р/ч) между серединой (140 р/ч) и внутренней границей (240 р/ч).

Задача 2. На объекте через 3 часа после взрыва уровень радиации составил 80 р/ч. Определить дозу, которую получают рабочие и служащие на открытой местности (К_осл = 1) и в производственных помещениях (К_осл = 10) за 6 часа работы, если облучение началось через 3 часов после взрыва.

Решение:

1. Производим пересчет уровня радиации на 1 час после взрыва р/ч (прил. 1).

2. По прил. 4 для времени t_н=3 ч и продолжительности Т=6 ч, находим табличную дозу Д_т=79,2 р.

3. Находим фактическую дозу р. (при нахождении людей открыто).

4. Находим дозу, получаемую при нахождении в цехе (Д_ц)

р.

Ориентировочные данные выходе личного состава из строя при внешнем обучении на местности, зараженной РВ, в зависимости от величины дозы и времени воздействия (по прил. 6) составляют 77,2% ко всем облученным. Длительность облучения до 4 суток.

250 – 85 25 – 15 Х= = 7,18

225 –70 11,97 – х 70+7,18=77,2%

Выход из строя в %	77,2
В том числе в первые сутки	39,6
В последующие 1-2 недели разными долями	37,4

Задача 3.

На объекте через 2 ч после взрыва замерен уровень радиации 70 р/ч Начало проведения СНАВР (АС и ДНР) намечено на 5 часа после взрыва, установлена доза радиации 25 р. Работы должны вестись открыто. Определить допустимую продолжительность работ. К_осл = 1.

Решение:

1) Рассчитываем отношение

.

Рвх = Ризм • t^1,2_изм\ t^1,2_{вх = = 23,3}

2) По прил. 5 на пересечении с вертикальной колонкой t_вх = 5 ч находим допустимую продолжительность пребывания на зараженной местности (Т), Т=23 мин.

1,0 – 1,10 0,25 – 0,20 Х= = 0,08

1,25 –1,30 0,1 – х 1,10+0,08=1 час 18 мин.

2. Расчет коэффициента защиты (Кз) ПРУ, зданий, сооружений при радиоактивном загрязнении местности.

Защита рабочих, служащих и неработающего населения от радиоактивных воздействий при радиоактивном заражении местности обеспечивается укрытием их в ПРУ или простейших укрытиях, имеющих достаточную величину.

Коэффициент защиты – это число, показывающее, во сколько раз меньшую дозу радиации получит человек, укрывающийся в защитном сооружении, по сравнению с дозой, которую он получил бы, находясь на открытой местности.

Методика расчета защитных свойств убежищ, различных зданий и сооружений дана в главе 6 СНиП II-11-77* «Нормы проектирования. Защитные сооружения ГО». [2]

Для ПРУ коэффициент защиты нормируется и задается в задании на проектирование.

ПРУ, кроме защиты от радиационных воздействий, должны обеспечивать условия для дальнейшего пребывания укрываемых в пределах расчетного срока укрытия.

Простейшие укрытия обеспечивают только ослабление радиационных воздействий в пределах фактического К_з.

Увеличение К_з обеспечивается за счет осуществления мероприятий по увеличению веса площадей ограждающих конструкций. Эффективность некоторых из них рассматривается в примерах расчета.

Расчетная формула:

.

Решение:

а) определяем приведенные веса стен:

стена (1) кгс/м²

стена (2) кгс/м²

стена (3) кгс/м²

стена (4) кгс/м²

б) определяем внутренние плоские углы и К₁:

Плоский угол α₃ не учитываем (суммарный приведенный вес приходящихся против него стен больше 1000 кгс/м²).

в) определяем К_ст, учитываются стены 1 и 2.

Разница в весах меньше 200 кгс/м². К_ст определяется по среднему приведенному весу стен.

кгс/м²

К_ст = 29,8 табл. 28 [2], интерполяция;

г) Вес 1 м покрытия цеха = 300+132 кгс/м². К_пер = 13,2 , табл. 28, интерполяция.

д) V₁ = 0,08 , табл. 29 [2], интерполяция для высоты 7 м.

е) К_ш = 0,24 , табл. 29 [2], первая строка

ж) К₀ = 0,15а (высота низа проемов 1,5 м)

з) К_м = 0,65, табл. 30 [2]

Определим защитные свойства и возможности приспособления первого этажа под ПРУ.

а) определяем приведенные массы стен:

         К_з =  Стена(1) Q_пр1=568,6 кгс/м²

_{б) определяем внутренние плоские углы.}

в) определяем К_ст:       кгс/     К_ст = 57 д) К_ш = 0,24

е) К_о = 0,8a; 

К_о = 0,12

з) К_м = 0,65

         К_з = 

Коэффициент защиты недостаточен, необходимы мероприятия по усилению защитных свойств подвала.

Наиболее простым и эффективным мероприятием является закладка проемов.

Заложим окна по стене 4 на высоту 2 м от пола, сохраняя 0,3 м в верхней части окон. В стене 5 окно сохраняем для организации второго входа (аварийного выхода) в соответствии с п. 2.51*. Тогда

<1000,

Поэтому учитываем стены 4 и 5

Q_пр5 = 614,25 кгс/м²

Кст для 635=82,5

К₀ = 0,8а для стены 5 и К₀ = 0,09а для стены 4.

Коэффициент защиты недостаточен, необходимы мероприятия по усилению защитных свойств подвала.

Заложим окна по стене 4. В стене 5 оставим отверстие для организации второго входа (аварийного выхода) в соответствии с п. 2.51*. Тогда

Qпр4 = 702 кгс/

_Кст для 680,5=108,3

К₀ = 0,09а для стены 5

Коэффициент защиты достаточен, необходимы мероприятия по герметизации смежных помещений во избежание снижающих поправок согласно п. 6.10*

Проверяем соблюдение условия , п. 2.53* [2].

Площадь сохраняемых проемов (двери, окна)

Объем помещения м³.

условие не выдерживается и не может быть выдержано, так как во всех случаях необходимо иметь 2 входа шириной не менее 0,8 м и высотой 1,8 м, площадь их составит .

Именно поэтому выполнено ж.б. усиление покрытия, учтенное в составе его веса.

12

12

4

2,5

3. Расчет режимов защиты Сз и Сбз при радиоактивном загрязнении территории завода.

Обеспечение защиты рабочих и служащих на радиационно-загрязненной территории осуществляется путем выбора оптимального режима защиты, своевременного применения и строго соблюдения.

4 типа режима:

1. t1( )+t2(10)+t3=24 ч

2. t1( )+t2(6)+t3(3)+t4(6)+t5=24

3. t1( )+t2(4)+t3(1)+t4(12)+t5=24

4. t4(24)

t1-время с работы и на работу

t2-время работы в цехе

t3-время нахождения дома

t4-время укрытия в ПРУ цеха

t5-время укрытия в ПРУ дома

Дано:

k2=7

k4=280

k3=12

k5=120

kз =2

t1=1,5 ч

tизм=4,5 ч

Дуст=25 р

Решение:

1. 1,5+10+t3=24, t3=12,5

2. 1,5+6+3+6+t5=24, t5=7,5

3. 1,5+4+1+12+t5=24, t5=5,5

4. t4(24)

, р/ч

, р/ч

, р

=174,8 р

=6,9

1. =7,45

2. =9,56

3. =16,1

4. =279,1

Оптимальным режимом является - 1.

Поражающее  действие радиоактивного заражения  связанное с заражением и облучением людей. Находясь на зараженной местности, люди подвергаются облучению так же, как и при действии проникающей радиации (внешнее облучение), вызывающей радиационное поражение людей.

В отличие от проникающей радиации ядерного взрыва, действующей течение  нескольких секунд, гамма-излучение на местности, зараженной радиоактивными веществами, действует на организм более продолжительное время — практически до тех пор, пока люди не будут выведены из зараженного района или укрыты в защитных сооружениях.

Доза  излучений, полученная людьми на зараженной радиоактивными веществами местности  в результате внешнего облучения, зависит  от уровня радиации и времени пребывания в зоне заражения.

Для защиты от радиоактивного заражения  используются убежища и укрытия, здания и сооружения, ослабляющие  гамма-излучение и защищающие от зараженного воздуха. Защита от радиационного поражения людей через органы дыхания может быть обеспечена с помощью средств индивидуальной защиты (противогазы, респираторы и пр.). 

г) к воздействию вторичных поражающих факторов (к воздействию ОВ и аварийных выбросов АХОВ , взрывов , пожаров, обрушений, затоплений местности и др.)

Химическая обстановка – это обстановка, которая складывается на территории административного района, населенного пункта или объекта экономического хозяйства (ОНХ) в результате применения противником химического оружия, т.е. различных отравляющих веществ (ОВ) или при разрушении (повреждении) емкостей и технологических коммуникаций, содержащих сильно действующие ядовитые вещества (СДЯВ).

При возникновении определенной химической обстановки потребуется ее выявление и оценка для принятия мер защиты, исключающих потери среди населения или способствующих их уменьшению.

При применении химического оружия (ОВ) возникает зона химического заражения, включающая район зараженного воздуха (ЗВ).

При разливе СДЯВ так же возникает зона химического заражения, включающая участок разлива СДЯВ и территорию, над которой распространились пары ядовитых веществ в поражающих концентрациях.

В зонах химического заражения (ОВ и СДЯВ) возникают очаги химического поражения; территории, в пределах которых в результате воздействия ОВ и СДЯВ произошли массовые поражения людей и сельскохозяйственных животных.

Принципиальные схемы зон химического заражения даны на рис. 1 (ОВ) и на рис. 2 (СДЯВ).

Порядок определения параметров зон заражения излагается в разделе2.

Выявление химической обстановки включает сбор и обработку данных о химическом заражении (тип ОВ и СДЯВ, время и место обнаружения) и нанесение по этим данным зон заражения на карту (схему, план).

Под оценкой химической обстановки понимается определение масштаба и характера заражения ОВ и СДЯВ, анализ их влияния на деятельность объектов, сил ГО и населения.

Задача 4.

Силами разведки установлено, что противник средствами авиации нанес химический удар, а по городу N применено ОВ Ви-икс. Метеоусловия: скорость ветра 3 м/с, температурный градиент +0,6, температура почвы 0 ⁰С. Определить: 1) глубину распространения зараженного воздуха; 2) стойкость ОВ на местности.

1. Степень вертикальной устойчивости воздуха – изотермия.

2. Глубина распространения облака зараженного воздуха на открытой местности при применении ОВ авиацией 10 км, в городе 2,9 км.

3. Стойкость отравляющих веществ на местности 16-22 суток (на местности без растительности 12,8-17,6; в лесу 160-220)

Задача 5.

На объекте в результате взрыва произошло разрушение обвалованной емкости, содержащей 50 т. Метеоусловия: скорость ветра 4,0 м/с, температурный градиент -0,3, рабочие и служащие объекта обеспечены противогазами на 90 %. Определить: 1) размеры и площадь зоны химического заражения; 2) возможные потери людей на объекте и их структура; 3) время поражающего действия СДЯВ.

1. Степень вертикальной устойчивости воздуха – изотермия.

2. Глубина распространения облака зараженного воздуха на открытой местности при применении ОВ авиацией (3,43:1,5)*0,5=1,15 км.

3. Ширина распространения облака зараженного воздуха на открытой местности при применении ОВ авиацией 1,15*0,15=0,17 км.

4. Площадь зоны химического заражения СДЯВ в зависимости от глубины распространения ЗВ 0,11 км²

5. Время испарения некоторых СДЯВ, 57*0,43=24,51 ч.

6. Учитывая условия нахождения людей (открытая местность), количество рабочих (800 чел.) и обеспеченности противогазами на 90%, потери рабочих составили 18%,т.е. 144 чел. Из них легкой степени - 36 чел.(25%),средней и тяжелой степени (из выходом из строя не менее, чем на 2-3 недели и нуждающихся в госпитализации) - 58 чел.(40%),со смертельным исходом – 50 чел.(35%).