Оценка устойчивости ОЭ к воздействию механических

Поражающих факторов

 

Действие механических поражающих факторов приводит не только к поражению производственного персонала, но и основных производственных фондов. Оно может также нарушить энергетическое и материально- техническое обеспечение ОЭ и дезорганизовать процесс управления им.

Оценка степени разрушения ОПФ при различных видах воздействий может производиться методами анализа справочных данных для рассматриваемого элемента или расчёта воздействия возможной нагрузки на него.

При использовании справочных данных, которые приводятся для мощных (ядерных) взрывов, в последние должны быть внесены коррективы. Для корректировки справочных данных может быть использована зависимость:

 , (43)

где ∆ Р _фк – скорректированная величина избыточного давления при взрыве заряда тротила массой менее 10 т, при которой имеют место различные степени поражения объекта,

G – масса ВВ (кг),

 – константа уровня поражения, определяемая из табл. 15

Таблица 15

Константы уровня поражения

 

∆ Р фк (кПа)	5	10	20	30	40	50	60	70	80	90	100
	23	13,5	8,2	6,4	5,4	4,7	4,3	4,0	3,7	3,5	3,3

 

∆ Р _фт – табличное значение избыточного давления при мощных взрывах, при котором наблюдаются те же степени поражения, что и при ∆ Р _фк.

 

Результаты оценки степени повреждения ОПФ используются для выявления наиболее слабых элементов, а также для определения пределов устойчивости различных видов ОПФ и на их основе предела устойчивости ОЭ в целом.

За предел устойчивости ОПФ к действию механических поражающих факторов (ударной волны, сейсмических и сейсмовзрывных волн, волны прорыва, ветра и т.п.) обычно принимают максимальные (верхние пределы) нагрузок (избыточного давления, интенсивности, скорости ветра, высоты и скорости волны и т.п.), при которых здания, сооружения, наружные технологические и инженерные сети получают слабые, а внутренние технологическое оборудование и сети - средние разрушения.

 

Пример 4.

Промышленное здание с железобетонным каркасом получает слабые разрушения при величине избыточного давления на фронте ударной волны ∆ Р _ф = (20..30) кПа.

Пределом устойчивости здания является ∆Р_ф = 30 кПа

 

Пример 5.

Кирпичное здание получает слабые разрушения при интенсивности землетрясения I = (5,5..6,0) баллов.

Пределом устойчивости здания является землетрясение интенсивностью I = 6 баллов.

 

Пример 6.

Станочное оборудование получает средние разрушения при величине избыточного давления 25..30 кПа.

Пределом устойчивости этого технологического оборудования является ∆ Р _ф = 30 кПа.

 

При действии механических поражающих факторов на оборудование может оказываться комбинированное воздействие непосредственно нагрузки, создаваемой поражающим фактором, и обломков разрушающегося здания. В связи со сложностью учёта воздействия обломков его, как правило, заменяют приростом нагрузки, который при действии ударной волны принимается равным ∆ Р _ф = (1..5) кПа при обрушении лёгких и (10..25) кПа при обрушении тяжёлых несущих конструкций, междуэтажных перекрытий, стен и перегородок.

В этом случае при определении предела устойчивости оборудования необходимо от верхнего предела нагрузки, приводящей к среднему разрушению, отнять величину максимального прироста нагрузки от воздействия и обломков.

 

Пример 7.

Станочное оборудование установлено в цехе с лёгким перекрытием. Определить предел устойчивости оборудования с учётом воздействия ударной волны и обломков.

Предел устойчивости станочного оборудования с учётом обрушения перекрытия равен ∆Рф = 30-5 = 25 кПа.

 

В определении предела устойчивости не учитывается характер нагружения элементов ОПФ во времени, что объясняется сложностью такого учёта. При принятом подходе устойчивость элемента несколько занижается по сравнению с фактической, что лишь повышает надёжность произведённых оценок. Слабые разрушения зданий, сооружений, наружных технологических и инженерных сетей и средние разрушения внутреннего технологического оборудования и внутренних сетей могут быть ликвидированы собственными силами ОЭ в результате проведения соответственно текущих и средних ремонтов.

Для наглядности составляется таблица ОПФ, облегчающая анализ устойчивости ОЭ (табл.16).

 

Таблица 16

Таблица устойчивости основных производных фондов ОЭ

Наименование основных цехов и структурных подразделений ОЭ	Наименование основных производственных фондов	Степень разрушения при действии нагрузки
		5	10	15	20	25	30	35	40	45
Цех №1   Цех №2	Здание кирпичное одноэтажное Торцовочный станок и т.д Здание деревянное Лесопильная рама и т.д

Обозначения:

- слабое разрушение,

- среднее разрушение,

- сильное разрушение,

- полное разрушение,

- предел устойчивости

 

Пределом устойчивости цеха является минимальное значение предела устойчивости его основных производственных фондов, а пределом устойчивости ОЭ - минимальное значение предела устойчивости его основных цехов и структурных подразделений, определяющих выполнение ОЭ заданных функций.

 

Пример 8.

Определить предел устойчивости ОЭ к воздействию воздушной ударной волны, если его основные цехи имеют следующие значения пределов устойчивости:

Цех №1 ∆ Р _ф = 10 кПа; Цех №2 ∆ Р _ф = 20 кПа; Цех №3 ∆ Р _ф = 15 кПа; Цех №4 ∆ Р _ф = 30 кПа; Цех №5 ∆ Р _ф = 15 кПа.

 

В соответствии с приведённым выше определением предел устойчивости ОЭ к воздействию воздушной ударной волны ограничивается цехом №1 и равен 10 кПа.

Найденный в процессе исследований предел устойчивости может быть повышен. Однако его повышение целесообразно до такого значения, при котором основные цехи ОЭ будут примерно равнопрочны.

 

Справочные данные по возможным разрушениям различных объектов в зависимости от величины избыточного давления во фронте ударной волны при взрывах, интенсивности землетрясения, скорости ветра при ураганах, высоты и скорости волны прорыва при разрушениях плотин гидроузлов приведены в таблицах 17... 20.

Таблица 17

Поражающее действие взрыва

Объекты	Избыточное давление, соответствующее степени разрушения, кПа
	слабой	средней	сильном
1	2	3	4
Здания
Промышленные с металлическим или железобетонным каркасом	20-40	40-50	50-60
То же. бескаркасной конструкции и с лёгким металлическим каркасом	10-20	20-35	35-45
Многоэтажные административные с металлическим или железобетонным каркасом	20-30	3040	40-50
Кирпичные многоэтажные (3 и более этажа)	8-10	10-20	20-30
Кирпичные малоэтажные	8-15	15-25	25-35
Деревянные	6-8	8-12	12-20
Остекление промышленных и жилых зданий	0,6-1	1-2	2-3
Остекление из армированного стекла	1-2	2-3	3-6
Сооружения
Тепловая электростанция	10-15	15-20	20-25
Распределительные устройства и вспомогательные сооружения электростанции	10-15	15-20	20-25
Здания фидерных и трансформаторных подстанций из кирпича или блоков	10-20	20-40	40-60
Галереи энергетических коммуникаций на металлических (железобетонных) эстакадах	10-15	15-20	20-25
Котельные, регуляторные станции и другие сооружения в кирпичных зданиях	7-15	15-25	25-35
Водонапорные башни	10-20	20-40	40-60

 

Продолжение табл. 17

1	2	3	4
Металлические вышки	20		50-60
Открытые склады с железобетонными перекрытиями			200
Резервуары
Наземные для ГСМ (пустые)	15-20	20-30	30-40
Наземные для ГСМ (заполненные)		70
Частично заглубленные (пустые)	10-30	30-50	50-100
Подземные	30-50	50-100	100-200
Газгольдеры	15-20	20-30	30-10
Мосты и дороги
Мост металлической конструкции с пролетом: 30-40 м	100-150	150-200	200-225
Мост мет. констр. с пролетом: 100 и более м	40	60	60-100
Мост железобетонный с пролетом 25 м	50-100	100-150	150-200
Мост деревянный	20-50	50-80	100
Шоссейная дорога с асфальтовым или бетонным покрытием	300	1000	3000
Взлетно-посадочная площадка аэродрома	400	1500	3000
Железнодорожные пути	100-200	200-300	300-500
Защитные сооружения
Отдельно стоящие убежища, рассчитанные на 350 кПа	400-600	600-750	750
Отдельно стоящие убежища, рассчитанные на 100 кПа	100-150	150-200	200
Отдельно стоящие убежища, рассчитанные на 50 кПа	50-60	60-80	80-100
Подвальные, рассчитанные на 100 кПа	70-100	100-150	150
Подвальные, рассчитанные на 50 кПа	30-10	40-100	100
Подвал без усиления несущих конструкций	20-30	30-100	100
Деревоземляные ПРУ. рассчитанные на 30 кПа	30-50	50-80	80
Транспорт
Тепловозы и электровозы	50-70	70-100	100-150
Железнодорожные вагоны и цистерны	20-40	40-60	60-90
Гусеничные тягачи и трактора	зо-ю	40-60	60
Грузовые автомобили и автоцистерны	20-40	40-50	50

 

Окончание табл. 17

1	2	3	4
Самолеты	9-10	10-15	15-25
Транспортные суда	30-60	60-80	80-100
Трубопроводы
Наземные	20	50	130
Подземные стальные с диаметром > 350 мм	200-350	350-600	600-1000
Подземные стальные с диаметром < 350 мм	600-1000	1000-1500	1500-2000
Поземные чугунные, асбоцементные и керамические	200-600	600-1000	1000-2000
Подземные водо-. газо- и канализационные сети	400-600	600-1000	1000-1500
Трубопроводы на эстакаде	20-30	30-40	40-50
Смотровые колодцы и задвижки	200	300	1000
Линии электропередач
Воздушные высоковольтные	20-10	50-70	80-120
Воздушные низковольтные	20-60	60-100	100-160
Подземные кабели	800	800-1000	1000-1500
Надземные кабели	10-30	30-50	70-100
Линии связи
Стационарные воздушные	20-50	50-70	80-120
Шестовые воздушные	20-30	30-100	100
Антенные устройства	10-20	20-40	>40
Оборудование
Крановое оборудование	20-30	30-50	50-70
Станочное оборудование	25-40	40-60	60-70
Токарно-карусельные н токарно-расточные станки	10-30	30-50	50-70
Продольно-фрезерные и строгальные станки	15-25	25-35	35-40
Рольганги и цепные транспортеры	20-30	30-50	50-70
Тяжелые станки и гидравлические прессы на 200т	-	120-150	-
Ленточные транспортеры	10-15	15-25	25-30
Пульты управления	5-10	10-20	20-30

 

 

Таблица 18