Разработка мероприятий по повышению устойчивости функционирования объектов экономики железнодорожного транспорта, страница 4

                                                     ΔР_фlim = 12 кПа.

При максимальном ожидаемом избыточном давлении 50 кПа (на расстоянии 4,0 км от центра взрыва) делаем вывод, что станция к действию избыточного давления не устойчива, т.к.  ΔР_фlim< Р_фmax.

Оценка устойчивости здания локомотивного депо к воздействию ударной (сейсмической) волны

Избыточное давление Р_ф, при котором здания не могут получать различные степени разрушений, можно определить по формуле:

Р_ф=,

где К_п – степень разрушений зданий (К_п = 1-полное, 0,87-сильное, 0,58-среднее, 0,35 –слабое­);

К_к = 2,0 – тип конструкций каркасная;

К_м =2,0 – вид строительного материала (железобетон);

К_в – учет высоты здания; К_в определяется по формуле:

К_в = (H_зд – 2)/[3 ^. (1+0,43 ^. (Н_зд-5))],

Где H_зд – высота здания от карниза 11 м.

К_в = (11 – 2)/[3 ^. (1+0,43 ^. (11 – 5))] = 0.84.

К_кр – наличие кранового оборудования:

К_кр = 1+ 4,65 ^. 0,001Qт,

где Qт-грузоподъемность крана 10 т;

К_кр = 1+ 4,65 ^. 0,001*10 = 1,05.

К_с = 1,5 – сейсмостойкость.

Р_{ф полное} = кгс/см²=74кПа.

Р_{ф сильное} =  кгс/см²=64кПа.

Р_{ф среднее} =  кгс/см²=43 кПа.

Р_{ф слабое} =  кгс/см²=26 кПа.

Оценка устойчивости оборудования к воздействию ударной волны

Определим продольное значение избыточного давления, не вызывающее смещение незакрепленного станка в локомотивном депо. Размеры станка: длина l=1000мм; ширина b=900мм; высота h=1800мм; масса m=800кг.

Предельное значение скоростного напора, не приводящего к смещению станка, определяется по формуле:

Р_ск=.            

f – коэффициент трения чугунного основания станка по бетону f=0,35; С_х –  коэффициент аэроди­на­ми­ческого сопротивления Сх=1,3, тогда

Р_ск= Па = 1,3 кПа.                       

По зависимости скоростного напора от избыточного давления ударной волны находим, что смещение станка, соответствующее слабым разрушениям, возникает при избыточном давлении  Рфlim=20кПа.

Оценка устойчивости приборов к инерционному разрушению

В локомотивном депо имеется ценное оборудование, для которого будут опасными большие ускорения, приобретенные при действии ударной волны. Расчет производится для прибора длиной l = 400 мм, шириной b = 420 мм, высотой h = 720 мм, массой m = 60 кг, допустимое ускорение при удар для прибора составляет  a_доп = 100 м/с².

Для оценки устойчивости прибора к инерционным разрушения при действии избыточного давления и скоростного напора определяется лобовая сила, которая не приводит к ударной перегрузке::

 Н.

Определяется избыточное лобовое давление, которое может выдержать прибор:                           кПа.

По графику зависимости избыточного лобового давления от избыточного давления ударной волны определяем величину избыточного давления, которая составляет  кПа. При  кПа произойдет сильное разрушение прибора из-за воздействия инерционных перегрузок.

Выводы:

В результате ядерного взрыва станция может оказаться в зонах полных и сильных разрушений с вероятным максимальным избыточным давлением 50кПа, а предел устойчивости станции, определяемый как минимальный предел устойчивости сооружения из числа основных, составляет 12кПа, что меньше максимального избыточного давления, следовательно, станция к воздействию ударной волны не устойчива.

Наименее слабыми элементами станции являются станционное здание, товарная контора и складские помещения, получающие полные разрушения.

Возможный ущерб при воздействии избыточного давления на элементы станции, ожидаемый на станции, может привести к сокращению пропускной способности на 100% в зоне полных разрушений и на 30% в зоне сильных разрушений.

Так как ожидаемое на станции избыточное давление 50кПа, а предел устойчивости составляет 12кПа, то целесообразно предел устойчивости довести до 28кПа. При таком пределе устойчивости восстановление движения и переработки вагонов возможно в кратчайшие сроки.

Основные направления по повышению надежности зданий и сооружений приведены в таблице 3.

Таблица 3. – Направления повышения устойчивости зданий и сооружений