Разрушающие нагрузки и периоды собственных колебаний для некоторых конструкций

Конструкция	Период собственных колебаний T0, с	Импульсная нагрузка J+, кПа с
Кирпичная стенка: два кирпича полтора кирпича	0,01 0,015	2,2 1,9

Следует отметить неполноту критериальных значений J₊.

Один из приближенных способов оценки воздействия волны на сооружения в последнем случае (при G <10т.) рассматривается в § 5.10.

Поражение людей. Поражение незащищенных людей может быть непосредственным и косвенным.

К непосредственному поражению относят травмы, получаемые в результате воздействия избыточного давления и скоростного напора воздуха. Избыточное давление приводит к мгновенному ударному обжатию, которое длится в течение времени t₊, постепенно ослабевая. Поток воздуха, движущийся за фронтом ударной волны, создаёт давление скоростного напора, которое может перемещать тело в пространстве, приводя к столкновению с преградами и падению.

Косвенное поражение люди могут получить в результате ударов осколками и обломками зданий, оборудования, обломками деревьев, камнями, осколками разбитых стекол. При этом поражение осколками стекол может наблюдаться до расстояний, соответствующих давлениям DР_ф =2–5 кПа и считающихся безопасными по воздействию ударной волны.

Различают легкие, средние, тяжелые и смертельные поражения.

Легкие травмы (поражения) имеют место при давлениях DР_ф =20-40 кПа. Наблюдаются ущербы, вывихи, временные функциональные расстройства: понижение слуха, расстройство речи, головная боль. Выздоровление в течение 7-15 суток.

Избыточное давление DР_ф <10 кПа считается безопасным для людей вне зданий, сооружений.

Травмы средней тяжести возникают при давлениях DР_ф =40-60 кПа. Характеризуются контузией, сотрясением головного мозга. Имеют место повреждения органов слуха, кровотечение изо рта, ушей, носа, повреждения опорно-двигательного аппарата: разрывы связок, сухожилий, переломы мелких и некоторых крупных костей. Лечение до двух месяцев.

Тяжёлые травмы наблюдаются при давлениях DР_ф =60-100 кПа. К ним относятся: общая контузия, потеря сознания, повреждения внутренних органов и внутреннее кровоизлияния, сильное кровоизлияние из носа, ушей; переломы костей. Лечение свыше трех месяцев.

Смертельные поражения имеют место при давлениях DР_ф >100 кПа.

Вероятностная оценка поражения зданий, сооружений, человека при взрыве. При оценке последствий воздействия взрыва на различные объекты неизбежно возникает задача определения вероятности их поражения. Случайной величиной является либо значение параметра воздействующего фактора (в рассматриваемом случае это величина ), либо результат самого воздействия. Наиболее полное представление о вероятности поражения объекта дают параметрический и координатный законы поражения.

При построении параметрического закона поражения в предположении о нормальном законе распределения случайного значения параметра воздействующего фактора, можно воспользоваться соотношениями (3.36), (3.37), которые в данном случае представляются в виде:

(5.59)

; ; ,

где Р – вероятность поражения объекта;

DР_ф.max – максимальное значение давления во фронте ударной вол-ны, определяющее нижнюю границу значений безусловного поражения объекта;

DР_ф.min – минимальное значение давления во фронте ударной волны, определяющее верхнюю границу значений безопасности объекта;

DР_ф – воздействующее значение давления, для которого рассчи-тывается вероятность поражения;

М – математическое ожидание случайной величины давления Р_ф.

Величины Х, х, s, z имеют то же значение, что и в соотношениях (3.36), (3.37).

При построении координатного закона поражения можно воспользоваться соотношениями (3.38), которые в рассматриваемом случае представляются в виде:

(5.60)

; ; ,

где R_max – максимальное значение расстояния, определяющее нижнюю границу значений безусловного поражения объекта;

R_min - минимальное значение расстояния, определяющее верхнюю границу значений безопасности объекта;

r – заданное значение расстояния.

Смысл величин P, X, x, M, s, z пояснен выше.

При известных значениях D Р_max, D P_min, R_max, R_min построение параметрического и координатного законов поражения объектов при взрыве практически не отличается от построения аналогичных законов в случае воздействия теплового излучения горящего объекта на соседний объект, см. §3.5,и ниже не рассматривается.

В качестве примера пользования соотношениями (5.59) оценим вероятность поражения человека при воздействии на него ударной волны мощного взрыва с давлением во фронте D Р_ф =40 кПа и D Р_ф =75 кПа. Предельное значение избыточного давления, при котором имеет место смертельное поражение, составляет 100 кПа, безопасное значение давления 10 кПа. Возможность косвенных поражений от ударов различных местных предметов допускается не учитывать.

Решение. 1. Определяем математическое ожидание величины воздействующего давления во фронте волны

2. Вычисляем среднеквадратическое отклонение давления

3. Находим нормированное отклонение

4. Определяем вероятность поражения человека при давлении во фронте DР_ф=40 кПа

P=0,5-0,34=0,16

5. Определяем вероятность поражения человека при давлении во фронте DР_Ф=75 кПа

P=0,5+0,41=0,91

В расчетах по оценке воздействия взрыва на различные объекты нередко требуется определить безвозвратные и санитарные потери людей, находящихся в зданиях при их разрушении. Для таких оценок можно воспользоваться как осредненными данными [27,34], так и зависимостями, полученными В.Н.Морозовым и М.А. Шахраманьяном [35], и рекомен-дованными В.В.Яковлевым к использованию в следующем виде [33].

Общие потери

N_S = N₀ ·0,95[1-exp(-3,75P³)], чел (5.61)

Число людей, получивших смертельные поражения (безвозвратные потери)

N_Б=N_S ·0,65[1-exp(-3.75P⁴)], чел (5.62)

Санитарные потери

N_c=N_S -N_{Б ,} чел (5.63)

В соотношениях (5.61)-(5.62) величина Р - вероятность поражения здания.

Поражение осколками, образующимися при взрыве емкостей, содержащих газ под давлением. Известно, что при взрыве заряда конденсированного ВВ в оболочке (снаряда, бомбы) образуется множество осколков, разгоняемых до скорости порядка нескольких километров в секунду. Несмотря на то, что осколки имеют произвольную форму, их линейные размеры по порядку величины сопоставимы; осколки являются плохообтекаемыми телами. При взрыве газгольдеров и баллонов с газом высокого давление может образоваться всего 1- осколка. Возможно также промежуточные варианты. Начальная скорость осколков при таких взрывах составляет обычно несколько сотен метров в секунду. Форма осколков может быть удлиненной.

После образования осколки летят по воздуху вплоть до их соударения с какой-либо мишенью или землей.

Скорость осколка при встрече с телом человека, поражающего его с вероятностью 0,5, определяется соотношением [10,33]

, ^м/_с, (5.64)

где r₀ – средний радиус осколка, м; m₀ – масса осколка, кг.

Вследствие недостаточной информации о значениях r₀, m₀, C_x, C_y, ис-пользование системы уравнений (5,45) для определения скорости осколка на различных расстояниях от взорвавшейся ёмкости затруднительно. По этой причине допустимо приближение Г. И. Покровского

при , (5.65)

где – начальная скорость полёта осколка, м/с;

R – расстояние от центра взрыва, м;

– отношение плотностей материала оболочки ёмкости и воздуха;

– характерный размер осколка, м;

d –толщина осколка, совпадающая, как правило, с толщиной оболочки, м.

Значения , , находятся по соотношениям (5.47) – (5.49)

Date: 2015-07-22; view: 623; Нарушение авторских прав