Задачі для самостійної роботи

8-1.1. Місто К із населенням N = 20 тис. осіб має площу S = 105 км². Внаслідок стихійного лиха 16% будівель повністю завалені із руйнуванням усіх несучих конструкцій і ураженням людей, котрі знаходилися у будинках, включаючи підвальні приміщення, а 3% будівель мають зруйновані частини стін і перекриттів верхніх поверхів, перекриття нижніх поверхів у них деформовані, причому значна кількість людей, що знаходилася у цих будинках, отримала ураження різного ступеня. Визначте: 1) ступінь ураження населеного пункту; 2) загальну кількість і структуру ураженого міського населення.

8-1.2. Місто К із населенням N = 30 тис. осіб має площу S = 178 км². Внаслідок стихійного лиха 20% будівель повністю завалені із руйнуванням усіх несучих конструкцій і ураженням людей, котрі знаходилися у будинках, включаючи підвальні приміщення, а 5% будівель мають зруйновані частини стін і перекриттів верхніх поверхів, перекриття нижніх поверхів у них деформовані, причому значна кількість людей, що знаходилася у цих будинках, отримала ураження різного ступеня. Визначте: 1) ступінь ураження населеного пункту; 2) загальну кількість і структуру ураженого міського населення.

8-1.3. Місто К із населенням N = 40 тис. осіб має площу S = 242 км². Внаслідок стихійного лиха 30% будівель повністю завалені із руйнуванням усіх несучих конструкцій і ураженням людей, котрі знаходилися у будинках, включаючи підвальні приміщення, а 8% будівель мають зруйновані частини стін і перекриттів верхніх поверхів, перекриття нижніх поверхів у них деформовані, причому значна кількість людей, що знаходилася у цих будинках, отримала ураження різного ступеня. Визначте: 1) ступінь ураження населеного пункту; 2) загальну кількість і структуру ураженого міського населення.

8-1.4. Місто К із населенням N = 50 тис. осіб має площу S = 210 км². Внаслідок стихійного лиха 40% будівель повністю завалені із руйнуванням усіх несучих конструкцій і ураженням людей, котрі знаходилися у будинках, включаючи підвальні приміщення, а 10% будівель мають зруйновані частини стін і перекриттів верхніх поверхів, перекриття нижніх поверхів у них деформовані, причому значна кількість людей, що знаходилася у цих будинках, отримала ураження різного ступеня. Визначте: 1) ступінь ураження населеного пункту; 2) загальну кількість і структуру ураженого міського населення.

8-1.5. Місто К із населенням N = 60 тис. осіб має площу S = 400 км². Внаслідок стихійного лиха 50% будівель повністю завалені із руйнуванням усіх несучих конструкцій і ураженням людей, котрі знаходилися у будинках, включаючи підвальні приміщення, а 12% будівель мають зруйновані частини стін і перекриттів верхніх поверхів, перекриття нижніх поверхів у них деформовані, причому значна кількість людей, що знаходилася у цих будинках, отримала ураження різного ступеня. Визначте: 1) ступінь ураження населеного пункту; 2) загальну кількість і структуру ураженого міського населення.

8-1.6. Місто К із населенням N = 70 тис. осіб має площу S = 560 км². Внаслідок стихійного лиха 70% будівель повністю завалені із руйнуванням усіх несучих конструкцій і ураженням людей, котрі знаходилися у будинках, включаючи підвальні приміщення, а 18% будівель мають зруйновані частини стін і перекриттів верхніх поверхів, перекриття нижніх поверхів у них деформовані, причому значна кількість людей, що знаходилася у цих будинках, отримала ураження різного ступеня. Визначте: 1) ступінь ураження населеного пункту; 2) загальну кількість і структуру ураженого міського населення.

8-1.7. Місто К із населенням N= 25 тис. осіб має площу S= 230 км². Внаслідок стихійного лиха 85% будівель повністю завалені із руйнуванням усіх несучих конструкцій і ураженням людей, котрі знаходилися у будинках, включаючи підвальні приміщення, а 15% будівель мають зруйновані частини стін і перекриттів верхніх поверхів, перекриття нижніх поверхів у них деформовані, причому значна кількість людей, що знаходилася у цих будинках, отримала ураження різного ступеня. Визначте: 1) ступінь ураження населеного пункту; 2) загальну кількість і структуру ураженого міського населення.

8-1.8. Місто К із населенням N = 45 тис. осіб має площу S = 270 км². Внаслідок стихійного лиха 90% будівель повністю завалені із руйнуванням усіх несучих конструкцій і ураженням людей, котрі знаходилися у будинках, включаючи підвальні приміщення, а 10% будівель мають зруйновані частини стін і перекриттів верхніх поверхів, перекриття нижніх поверхів у них деформовані, причому значна кількість людей, що знаходилася у цих будинках, отримала ураження різного ступеня. Визначте: 1) ступінь ураження населеного пункту; 2) загальну кількість і структуру ураженого міського населення.

8-1.9. Місто К із населенням N= 65 тис. осіб має площу S= 310 км². Внаслідок стихійного лиха 60% будівель повністю завалені із руйнуванням усіх несучих конструкцій і ураженням людей, котрі знаходилися у будинках, включаючи підвальні приміщення, а 15% будівель мають зруйновані частини стін і перекриттів верхніх поверхів, перекриття нижніх поверхів у них деформовані, причому значна кількість людей, що знаходилася у цих будинках, отримала ураження різного ступеня. Визначте: 1) ступінь ураження населеного пункту; 2) загальну кількість і структуру ураженого міського населення.

8-1.10. Місто К із населенням N = 80 тис. осіб має площу S = 420 км². Внаслідок стихійного лиха 40% будівель повністю завалені із руйнуванням усіх несучих конструкцій і ураженням людей, котрі знаходилися у будинках, включаючи підвальні приміщення, а 10% будівель мають зруйновані частини стін і перекриттів верхніх поверхів, перекриття нижніх поверхів у них деформовані, причому значна кількість людей, що знаходилася у цих будинках, отримала ураження різного ступеня. Визначте: 1) ступінь ураження населеного пункту; 2) загальну кількість і структуру ураженого міського населення.

II. ІНЖЕНЕРНІ РОБОТИ

НА ОБ'ЄКТАХ, ЩО ЗАЗНАЛИ УРАЖЕННЯ

ВНАСЛІДОК ДІЇ УДАРНОЇ ХВИЛІ

Теоретичні відомості

Наслідком уражаючої дії ударної хвилі (УХ) є руйнування будівель, споруд, обладнання, комунально-енергетичних мереж та інших об'єктів: повні (означені як А), сильні (В), середні (С), слабкі (D) та легкі (E). Як кількісний показник стійкості об'єктів впливу УХ беруть значення надлишкового тиску, при якому вони не зазнають руйнувань або зазнають руйнувань, класифікованих як слабкі (D) чи середні (С). Відповідні значення надлишкового тиску називають межею стійкості об'єкта до ударної хвилі. Наприклад, для одноповерхової цегляної будівлі межею стійкості щодо дії УХ є надлишковий тиск (Табл. 8-2.1).

Табл. 8-2.1

Надлишковий тиск Δр (кПа) і спричинені ним руйнування

№ пп.	Об'єкт впливу надлишкового тиску ударної хвилі	Ступені руйнування об'єкта, спричинені дією ударної хвилі
		слабкі	середні	сильні
1.	Одноповерхова цегляна будівля	8...15	15...25	25...35
2.	Двоповерхова цегляна будівля	8...12	12...20	20...30
3.	Триповерхова цегляна будівля	8...10	10...20	20...30
4.	Цегляна будівля з дерев'яним поштукатуреним перекриттям	7...12	12...22	22...30

При повних руйнуваннях, коли має місце завалення споруди із руйнуванням усіх її елементів (включаючи підвальні приміщення) об'єм утвореного завалу (у м³) розраховують за формулою

,

де γ — коефіцієнт (γ= 40 для житлових будинків; γ= 20 для будівель виробничого призначення, А — довжина будівлі, записана у метрах, В — ширина будівлі, записана у метрах, Н — висота будівлі, записана у метрах). При сильних руйнуваннях, означених як В, об'єм утвореного завалу вважають рівним

(м³).

Час Т (у годинах), необхідний для розчищення (ліквідації) завалу розраховують за емпіричною формулою

,

у якій В₁ — емпіричний коефіцієнт, яким враховують задимленість і загазованість повітря на місці аварії (В₁= 1,4...2,0), В₂ — емпіричний коефіцієнт, яким враховують час доби (нічна робота, робота у темний, вечірній час) при виконанні інженерних робіт (В₂= 1,3...1,4).

Для робіт з ліквідації завалів, як правило, використовують потужну (понад 150 к.с.) техніку: бульдозери, екскаватори, автокрани, шляхопрокладачі типу БАТ-М та інженерні машини розгородження ІМР. Основною характеристикою залученої техніки є обсяг робіт, виконаних за 1 годину (продуктивність інженерних робіт П). Для екскаватора П_ЕКСК= 100 м³/год, для бульдозера П_БУЛЬД= 150 м³/год, для шляхопрокладача БАТ-М П_БАТ= 300 м³/год.

ЗАДАЧА-ЗРАЗОК. Під час землетрусу внаслідок дії сейсмічної ударної хвилі сильних руйнувань (за ступенем В) зазнав окремо розташований житловий будинок (дерев'яний із дерев'яними оштукатуреними перекриттями, для якого межа стійкості становить ). Будинок має довжину А= 9 м, ширину В= 6 м, висоту Н=4 м. Оцініть інженерну обстановку на місці руйнувань, спрогнозувавши час, необхідний для розбору завалу із використанням одного екскаватора. Вважайте, що інженерні роботи виконуються в умовах обмеженої видимості (задимленість і загазованість) лише у світлу частину доби.

РОЗВ'ЯЗАННЯ:

1) Розраховуємо об'єм завалу при повному руйнуванні житлового будинку за формулою

,

де γ= 40. Отже,

.

2) Об'єм завалу при сильному руйнуванні будинку дорівнює . Отже, для даної задачі

.

3) Час, потрібний для розбору (ліквідації) завалу із використанням одного екскаватора, становить

.

Тут В₁ = 1,4...2,0 — коефіцієнт, що враховує умови, за яких виконуються рятувальні роботи (задимленість, загазованість тощо); В₂= 1,0, оскільки робота виконується у світлу частину доби; П_ЕКСК= 100 м³/год — продуктивність інженерних робіт із використанням одного екскаватора.

Тож, шукана величина часу, потрібного для розбору завалу дорівнює

.

Відповідь. .