Определение степени разрушения жилого кирпичного здания. Расчет последствий разрушения хлораторной станции

переходит в кинетическую энергию, сейсмические волны в грунте вызывают колебания земной поверхности, которые носят волновой характер.

Скольжению пород вдоль разлома вначале препятствует трение. Вследствие этого, энергия, вызывающая движение, накапливается в форме упругих напряжений пород. Когда напряжение достигает критической точки, превышающей силу трения, происходит резкий разрыв пород с их взаимным смещением; накопленная энергия, освобождаясь, вызывает волновые колебания поверхности земли — землетрясения. Землетрясения могут возникать также при смятии пород в складки, когда величина упругого напряжения превосходит предел прочности пород и они раскалываются, образуя разлом.

Сейсмические волны, порождаемые землетрясениями, распространяются во все стороны от очага подобно звуковым волнам. Точка, в которой начинается подвижка пород называется фокусом, очагом или гипоцентром, а точка на земной поверхности над очагом — эпицентром землетрясения. Ударные волны распространяются во все стороны от очага, по мере удаления от него их интенсивность уменьшается.

В пределах от 6 до 9 балов интенсивность принято оценивать по параметрам колебания земной поверхности.

6 балов – 3 - 6 см

7 балов – 6,1 – 12 см

8 балов – 12,1 – 24 см

9 балов – 24,1 – 48 см

Шкала Медведева-Шпонхойера-Карника (MSK-64)

12-бальная шкала Медведева-Шпонхойера-Карника была разработана в 1964 году и получила широкое распространение в Европе и СССР. С 1996 года в странах Европейского союза применяется более современная Европейская макросейсмическая шкала (EMS). MSK-64 лежит в основе СниП-11-7-81 «Строительство в сейсмических районах» и продолжает использоваться в России и странах СНГ.

Балл	Сила землетрясения	Краткая характеристика
1	Не ощущается.	Отмечается только сейсмическими приборами.
2	Очень слабые толчки	Отмечается сейсмическими приборами. Ощущается только отдельными людьми, находящимися в состоянии полного покоя в верхних этажах зданий, и очень чуткими домашними животными.
3	Слабое	Ощущается только внутри некоторых зданий, как сотрясение от грузовика.
4	Умеренное	Распознаётся по лёгкому дребезжанию и колебанию предметов, посуды и оконных стёкол, скрипу дверей и стен. Внутри здания сотрясение ощущает большинство людей.
5	Довольно сильное	Под открытым небом ощущается многими, внутри домов — всеми. Общее сотрясение здания, колебание мебели. Маятники часов останавливаются. Трещины в оконных стёклах и штукатурке. Пробуждение спящих. Ощущается людьми и вне зданий, качаются тонкие ветки деревьев. Хлопают двери.
6	Сильное	Ощущается всеми. Многие в испуге выбегают на улицу. Картины падают со стен. Отдельные куски штукатурки откалываются.
7	Очень сильное	Повреждения (трещины) в стенах каменных домов. Антисейсмические, а также деревянные и плетневые постройки остаются невредимыми.
8	Разрушительное	Трещины на крутых склонах и на сырой почве. Памятники сдвигаются с места или опрокидываются. Дома сильно повреждаются.
9	Опустошительное	Сильное повреждение и разрушение каменных домов. Старые деревянные дома кривятся.
10	Уничтожающее	Трещины в почве иногда до метра шириной. Оползни и обвалы со склонов. Разрушение каменных построек. Искривление железнодорожных рельсов.
11	Катастрофа	Широкие трещины в поверхностных слоях земли. Многочисленные оползни и обвалы. Каменные дома почти полностью разрушаются. Сильное искривление и выпучивание железнодорожных рельсов.
12	Сильная катастрофа	Изменения в почве достигают огромных размеров. Многочисленные трещины, обвалы, оползни. Возникновение водопадов, подпруд на озёрах, отклонение течения рек. Ни одно сооружение не выдерживает.

Характеристика разрушений зданий при землетрясении согласно международной модифицированной сейсмической шкалы:

1. Степень разрушения Д-I - зона слабых повреждений ( 6.5 баллов ) :

а)  Нет повреждений в несущих конструкциях - тонкие трещины в штукатурке, в перегородках. Слабое разрушение материала и неконструктивных элементов здания .

б)  Достаточно текущего ремонта. Инженерные сети сохраняются, возможное повреждение раструбных сетей.

2. Степень разрушения Д-II – зона умеренных повреждений ( 7.5 баллов ) :

а)  Нет повреждений в несущих конструкциях – падение пластов штукатурки, сквозные трещины в перегородках, глубокие трещины в карнизах, выпадение кирпичей из дымовых труб.

б)  В несущих конструкциях – тонкие трещины, небольшие отколы бетона.

Для устранения повреждений требуется капитальный ремонт. Подземные коммуникации не страдают.

3. Степень разрушения Д- III – тяжелые повреждения (8 баллов ) :

а)  Разрушение всех не несущих конструкций;

б)  Сквозные трещины в несущих стенах, обрушение отдельных панелей перекрытий, значительные деформации каркаса

Возможен восстановительный ремонт здания.

4. Степень разрушения Д- IV –  здания подлежащие сносу ( 8.5 баллов ):

а)  Частичные разрушения несущих конструкций, нарушение связи между частями здания, обрушение крупных частей;

б)  Проломы в несущих стенах, обрушение всех панелей перекрытия.

Насосные станции, ЦТП , водозаборы, отдельно стоящие котельни – сильно разрушены .

Здания не подлежат ремонту.

5.Степень разрушения Д - V – зона обвалов. Полное разрушение всех элементов здания ( 9 баллов ). 

3.Расчетная часть :

1.Определение степени разрушения зданий

Жилое здание, легкого типа кирпичное, оказалось в очаге со степенью разрушения D-5. Произошло полное разрушение здания. Здание не подлежит восстановлению.

2.Определение  параметров завала :

1)  Длина разлета обломков:

L = Н/3 = 40/3 = 13,33 м

2)  Длина завала:

А_зав = А + 2L = 68+2*13,33 = 94,66 м

3)  Ширина завала:

В_зав = В+2L = 30+2*13,33 = 56,66 м

4)  Высота завала:

h_зав = γ*H/(100+кН)

к = 0,5 – при землетрясении

γ = 42 м³ – удельный объем (определяем по таблице )

h_зав = 42 * 40 / ( 100 + 0,5 * 40) =  14 м

5)  Объем завала:

W = γ * В * А * h_зав / 100  =  42 * 56,66 * 94,66 * 14 / 100 = 31537 м³

Структура завала по весу обломков:

Тип обломков по весу	%
Очень крупные (более 5т), %/м3	0
Крупные (от 2 до 5 т), %/м3	50
Средние (0,2-2 т), %/м3	10
Мелкие (до 0,2 т), %/м3	40

Определив объём завала, его высоту и другие параметры, наиболее удачным будет использование галереи, чем лаза так как этот способ быстрее по сравнению с послойным разбором завала сверху, а также лаз опасен при землетрясении, т.к. возможны повторные толчки, что может привести к  разрушению.

3. Расчет сил и средств, необходимых для ликвидации завала.

Разборку завала наиболее целесообразно проводить звеньями ручной разборки и спасательными механизированными группами:

Количество спасательных механизированных групп:

N_смг = W/(Р*T)     ,где

Р – производительность одной группы за час, Р = 15 м³/час

Т – время в часах, за которое планируется разобрать завал

Задаемся Т = 96 час.,  тогда

N_смг = 31537 / (15*96) = 22 группы

Принимаем 22 механизированные группы.

Количество групп ручной разборки:

N_ррз =  N_смг*K*n,           ,где

n – количество смен ; принимаем n=3

к – коэффициент, учитывающий количество звеньев ручной разборки в смену на 1 механизированную группу. к = 8 для жилых зданий выполненных из кирпича.

N_ррз = 8*22*3 = 528 групп.

Количество людей вошедших в СМГ: 20*22 =440 чел.*3 смены = 1320 чел.

Количество людей вошедших в группы РРЗ: 5*528 = 2640  чел.   ∑=3960 чел.

Для устройства работ по разборке завала необходимо:

Люди  -  3960 чел;

Кран  — 22 шт.;

Гидравлический подъемный кран на базе шасси "КамАЗ" 53213 или "КамАЗ" 53212, обладает максимальной грузоподъемностью 16 тонн