Гражданская оборона. 7
1. Планирование защиты жильцов общежития в г. Донецк от ЧС.
1.1. Введение.
Потенциальная опасность - это опасность скрытая, неопределенная во времени и пространстве. Реализуется потенциальная опасность через причины и в случае, если нежелательные последствия будут значительные, то это событие классифицируется как чрезвычайная ситуация.
Чрезвычайная ситуация (ЧС) – это состояние, при котором в результате возникновения источника чрезвычайной ситуации на объекте, определенной территории или акватории нарушаются нормальные условия жизни и деятельности людей, возникает угроза их жизни и здоровью, наносится ущерб имуществу населения, промышленности и окружающей природной среде.
Чрезвычайные ситуации могут быть классифицированы на ситуации техногенного, антропогенного и природного характера. ЧС можно классифицировать по типам и видам событий, лежащих в основе этих ситуаций, по масштабу распространения, по сложности обстановки (например пожары), тяжести последствий.
Чрезвычайные ситуации как результат природных событий.
ЧС природного характера - это неблагоприятная обстановка на определенной территории, сложившаяся в результате опасного природного явления, которое может повлечь за собой человеческие жертвы, ущерб здоровью, материальные потери и нарушения условий жизнедеятельности населения.
Стихийные бедствия угрожают обитателям нашей планеты с начала цивилизации. Где-то в большей мере, в другом месте менее. Стопроцентной безопасности не существует нигде. Природные катастрофы могут приносить колоссальный ущерб, размер которого зависит не только от интенсивности самих катастроф, но и от уровня развития общества и его политического устройства.
К чрезвычайным ситуациям природных событий можно отнести такие группы природного характера:
- геологические;
- метеорологические;
- гидрологические морские и гидрологические пресноводные;
- пожары в природных экосистемах;
- инфекционная заболеваемость людей;
- отравление людей;
- инфекционные заболевания сельскохозяйственных животных;
- массовая гибель диких животных;
- поражение сельскохозяйственных растений болезнями и вредителями.
Статистически вычислено, что в целом на Земле каждый стотысячный человек погибает от природных катастроф. Согласно другому расчету число жертв природных катастроф составляет в последние 100 лет 16 тыс. ежегодно. К стихийным бедствиям обычно относятся землетрясения, наводнения, селевые потоки, оползни, снежные заносы, извержения вулканов, обвалы, засухи, ураганы и бури. К таким бедствиям в ряде случаев могут быть отнесены также пожары, особенно массовые лесные и торфяные.
Планирование
защиты жильцов общежития рассматривается
от геологических опасных явлений, что
разбиваются на такие группы:
- оползни;
- сели;
- обвалы, осыпи;
- лавины;
- склоновый смыв;
- просадка лессовых пород;
- просадка (провал) земной поверхности
в результате карста;
- абразия, эрозия;
- пыльные бури.
Участок, на котором запроектировано строительство дома располагается в районе с опасностью возникновения карстов.
Карст — это совокупность процессов и явлений, связанных с деятельностью воды и выражающихся в растворении горных пород и образовании в них пустот, а также своеобразных форм рельефа, возникающих на местностях, сложенных сравнительно легко растворимыми в воде горными породами (гипсами, известняками, мраморами, доломитами и каменной солью).
Различные формы углублений в известковой почве получили специальные названия:
- Карры - более или менее глубокие (от нескольких см. до 5 - 10 метр.) борозды, разделенные узкими ребрами, встречающиеся как на горных вершинах, так и на склонах, на морских берегах, но вообще на покатых поверхностях;
- Долины – округленные впадины, от 10 до 1000 м. в диаметре и от 2 до 100 м. глубины; некоторые из них ведут в пещеры, но большей частью они ограничиваются одною поверхностною впадиной. Чаще встречаются небольшие ямки или воронки, глубиной в 2 -20 м., в поперечнике 10 - 120 м.; иногда они попадаются порознь, но обыкновенно группами, до 40 - 50 на кв. км.
2. Исходные данные:
Участок на котором запроектировано строительство дома площадью 0,48га, располагается в южно-западной части города Донецк.
Проектируемое 5-ти этажное кирпичное 3-х секционное здание общежитие представляет собой трех-секционное кирпичное здание прямоугольное в плане с размерами 92,7х12 м. Высота этажа составляет 2,8 м., а всего здания 15, 6 м.
Здание запроектировано для проживания 450 студентов высших учебных заведений.
Здание расположено с учетом санитарно-технических и противопожарных норм. Степень огнестойкости – пятая.
Согласно инженерно-геологическим изысканиям расчетный уровень грунтовых вод на глубине 4,8 м. от поверхности земли.
Климатические характеристики района строительства:
- климатический район строительства IIIв;
- снеговой район строительства – 5, Sо= 150кг/м2;
- ветровой район строительства - 3, Wо = 50кг/м2;
- расчетная температура наиболее холодной пятидневки -25С;
- расчетная температура наиболее холодного периода в январе -9С;
- среднемесячная температура в июле +25С.
Границы участка:
- с востока – индивидуальные жилые дома;
- с севера – индивидуальные жилые дома; - улица Арзамасская;
- с юга – лесопосадка, балка;
- с юго-востока – улица Больничная;
- с северо-запада – пустырь, лесопосадка;
- запад – пустырь.
Генеральный план данного участка разработан в соответствие с учетом подъездов при эвакуации. Рельеф в данной местности достаточно спокойный, без значительных перепадов высот.
Прилегающая территория благоустраивается (мощение мелкоразмерной тротуарной линией), предусматривается зона отдыха, стоянки для автомобилей, малые архитектурные формы.
3. Расчетная часть.
3.1. Вычисление переменного коэффициента жесткости перекрестно-ленточного фундамента.
План перекрестно-ленточного фундамента.
По данным инженерно-
Принимаем толщину линейно-деформируемого
слоя основания, равной
9 м, коэффициент ослабления основания
под воронкой -
4.
В соответствии с методическими указаниями
при заданном положении воронки под углом
здания сначала находим величины коэффициента
жесткости основания круглого фундамента
без воронки, по формуле и таблице из методических
указаний, а затем по таблице для круглого
фундамента соосного с воронкой.
Вычисление величин коэффициента жесткости
ведем в следующей последовательности:
1. В соответствии с указаниями принимаем,
что единичная распределенная нагрузка
передается на основание по прямоугольному
пятну здания, имеющему размеры 45х11,6 м.
2. Определяем радиус
круглого фундамента, эквивалентного
по площади прямоугольному пятну здания
Для удобства пользования по таблице
принимаем
12 м.
3. По методическим указаниям наносим на
план здания зоны, в пределах которых величина
переменного коэффициента жесткости основания
задается постоянной. Принимаем одинаковую
ширину зон как в направлении длинной,
так и короткой сторон фундамента.
Делим на 4 равные части короткую и длинную
полуоси фундамента здания, а также радиус
условного круглого фундамента.
Координаты центров кольцевых зон основания
круглого фундамента составляют:
10,5 м;
7,5 м;
4,5 м;
1,5 м.
По таблице для круглого фундамента с
12 м при толщине сжимаемого слоя
9 м для центров кольцевых зон находим
линейной интерполяцией следующие величины
приведенного коэффициента жесткости
основания:
0,1712 м
;
0,1317 м
;
0,1207 м
;
0,1170 м
.
4. Определяем по формуле радиус круглого
фундамента соосного с воронкой, передающего
на основание нагрузку единичной интенсивности,
распределенную по кольцу, эквивалентному
по площади прямоугольному пятну здания:
Для удобства пользования по таблице
принимаем
12 м.
Зоны основания, в пределах которых величина
коэффициента жесткости считается постоянной,
оставляем те же, что и для круглого фундамента
без воронки, кроме центральной зоны, включающей
воронку, для которой принимаем приведенный
коэффициент жесткости
(вместо
) и
0 в пределах воронки.
По таблице для точек с радиусами
10,5 м;
7,5 м;
4,5 м находим:
0,1790 м
;
0,1369 м
;
0,1275 м
.
Определяем по формуле величины коэффициента
жесткости основания: круглого фундамента
без воронки
0,1712х20=3,424 МН/м
;
2,634 МH/м
;
2,414 МН/м
;
2,34 МН/м
; круглого фундамента с воронкой
3,58 МН/м
;
2,738 МН/м
;
2,55 МН/м
.
На плане фундаментов наносим зоны коэффициента
жесткости основания без воронки
3,424 МН/м
от
1,
1 до
45;
111;
2,634 МН/м
от
14,
22 до
32;
90;
2,414 МН/м
от
17,
34 до
29;
78;
2,34 МН/м
от
20,
45 до
26;
67, затем зону с коэффициентом жесткости
0 в пределах воронки, находящейся в углу
здания с центром
11,
11, а также показываем ослабленную зону
вокруг воронки от
1,
1 до
23,
23 с коэффициентом жесткости
2,55 МН/м
, вычисленным для основания круглой плиты
с воронкой в центре.
3.2. Расчет перекрестно-ленточного фундамента кирпичного 5ти этажного дома по программе ПОРТИК- .
Рассчитываем
по программе ПОРТИК-
перекрестно-ленточный фундамент 5-этажного
кирпичного трехсекционного дома в карстоопасном
районе.
Исходные данные составляем в соответствии
с инструкцией к программе.
План фундамента с разностной сеткой
,
и нагрузками на ленты
0,15 МН/м,
0,221 МН/м,
0,2 МН/м,
0,302 МН/м,
0,28 МН/м,
0,35 МН/м,
0,361 МН/м.
Расчетное положение воронки радиусом
3 м. принимаем под пересечением наружных
лент. Координаты воронки составляют
5 м.
Расчет перекрестных лент ведем как ребристой
плиты с отверстиями между ребрами.
Перекрестные ленты с консольными участками,
выпущенными за пределы здания в соответствии
с указаниями, вписываются в прямоугольник,
имеющий размеры 55х22 м, с принятым по возможностям
программы минимальным шагом сетки в двух
направлениях, равным 0,5 м.
Для задания Т-образного сечения ребер
принимаем основную толщину плиты 0,3 м,
высоту ребер 0,7 м, ширину ребер 0,4 м и перечисляем
угловые узлы сетки как по контуру плиты,
так и по внутренним контурам, расположенным
между ребрами. Указываем на наличие одного
внешнего контура.
Бетон ребер имеет марку М200, модуль упругости
24000 МПа и коэффициент Пуассона
0,2.
Величины и зоны коэффициента жесткости
основания, ослабленного воронкой, задаем
по результатам вычислений.
Расчет ведем на один вариант загружения
фундамента вертикальной нагрузкой без
учета жесткости верхнего строения.
Результаты расчета приведены на рисунке.
Эпюры осадок и изгибающих моментов
показаны для сечения
11.
Эпюры осадок (1) и моментов
перекрестно-ленточного фундамента.
3.3. Определение критических размеров
карстовой воронки
под фундаментом.
Определим коэффициент устойчивости.
Фундамент запроектирован в виде
сплошной ленты. Расстояние от центра
тяжести здания до подошвы фундамента
45 м. Жесткостная характеристика грунта
основания
3000 кН/м
. Масса сооружения
97200 кН. Расчетный диаметр карстовой воронки
по данным инженерно-геологических изысканий
10 м.
По формуле определим значение радиуса
карстовой воронки, центр которой совпадает
с угловой точкой фундамента, при котором
в противоположном от воронки углу фундамента
наступает отлипание основания:
откуда
7,29 м.
Производим вычисление крена
в вертикальной диагональной плоскости
по формуле. Вычислим крены при нескольких
значениях радиуса карстовой воронки:
2 м; |
0,00037; |
||||
4 м; |
0,00158; |
||||
6 м; |
0,00415; |
||||
7,29 м; |
0,00628; |
||||
8 м; |
0,00947; |
3,18 м; |
|||
9 м; |
0,01485; |
5,7 м; |
|||
10 м; |
0,02426; |
7,4 м; |
|||
12 м; |
0,07874; |
9,07 м. |
|||
Проверим положение следа
на контактной плоскости при
12 м;
9,07 м;
0,07874.
Смещение центра масс от первоначального
положения
0,07871·40=3,15 м. Расстояние от центра фундаментной
плиты до оси вращения
при этом равно
2,83 м, что меньше
3,15 м. Следовательно, положение сооружения
неустойчиво, так как линия действия равнодействующей
перешла точку
, находящуюся на оси вращения.
Проверим устойчивость сооружения при
радиусе воронки
11,6 м.
11,6 м;
8,85 м;
0,05956;
2,38 м <
3,11 м. Следовательно, след равнодействующей
находится внутри устойчивой области.
Проверим устойчивость сооружения при
радиусе воронки
11,9 м.
11,9 м;
9,04 м;
0,07324;
2,92
2,89 м. Следовательно, значение радиуса
воронки
11,9 м может быть принято за критическое,
при котором равнодействующая масс сооружения
пересекает контур области устойчивых
положений и наступает безразличное равновесие
сооружения.
Коэффициент устойчивости сооружения
при расчетном диаметре карстовой воронки
10 м равен
Кривая 1 равновесных состояний построена
на графике в координатах
.
1 – прямоугольное
в плане здание; 2 - круглое в плане сооружение;
3 - точки, соответствующие началу отрыва
подошвы фундамента от основания.
4. Эвакуация персонала и жильцов.
Эвакуация проводится в возможно короткие сроки. Ее завершением считается выведение персонала, жильцов и материальные ценности за пределы опасных зон.
Эвакуационные выходы из помещений первого этажа.
Эвакуация
жильцов предполагается по
4.1. Расчет времени эвакуации людей из помещений первого этажа.
Расчетное время эвакуации людей ( t р ) следует определять как сумму времени движения людского потока по отдельным участкам пути t i ( по формуле
t р =t 1+ t 2+ t 3 +,
..., t i
где t 1 - время движения людского потока на первом (начальном) участке, мин;
t 2 , t 3 ,..., t i - время движения людского потока на каждом из следующих после первого участка пути мин.
Время движения людского потока по первому участку пути ( t 1 ), мин, вычисляют по формуле
где l 1 - длина первого участка пути, м;
v 1 , - значение скорости движения людского потока по горизонтальному пути на первом участке, определяется по табл. 2 в зависимости от плотности D , м/мин.
Плотность людского потока ( D 1 ) на первом участке пути, м 2/м 2, вычисляют по формуле
где N 1 - число людей на первом участке, чел.;
b 1 , - ширина первого участка пути, м.
Скорость v 1 движения людского потока на участках пути, следующих после первого, принимается по табл. 2 в зависимости от значения интенсивности движения людского потока по каждому из этих участков пути, которое вычисляют для всех участков пути, в том числе и для дверных проемов, по формуле
,
где b i , b i -1 - ширина рассматриваемого i - г o и предшествующего ему участка пути, м;
q i , q i -1 - значения интенсивности движения людского потока по рассматриваемому i -му и предшествующему участкам пути, м/мин, значение интенсивности движения людского потока на первом участке пути ( q = q i -1 ), определяемое по табл. 2 по значению D 1 установленному по формуле (8).
Если значение q i , определяемое по формуле (9), меньше или равно значению q max , то время движения по участку пути ( t i ) в минуту
При слиянии вначале участка i двух и более людских потоков (черт. 1) интенсивность движения ( q i ,), м/мин, вычисляют по формуле
где q i -1 - интенсивность движения людских потоков, сливающихся в начале участка i , м/мин.
b i -1 - ширина участков пути слияния, м;
b i - ширина рассматриваемого участка пути, м.
Схема. Слияние людских потоков
Решение:
Определяем расчетное время эвакуации людей из помещений первого этажа. Данный этаж состоит из двух симметрично расположенных секций, таким образом достаточно произвести расчет времени эвакуации для одной секции. Данная секция состоит из множества комнат, средняя площадь одной комнаты составляет 43м2.Объем одной секции составляет 4350 м3, площадь секции – 1450м2.
Для расчета необходимо знать
возможное число людей в
N = Sсекции/25 = 40 чел;
Расчетное время эвакуации людей из помещений и здания устанавливается по расчету времени движения одного или нескольких людских потоков через эвакуационные выходы от наиболее удаленных мест размещения людей.
При расчете весь путь движения людского потока подразделяется на участки (проход, коридор, дверной проем, лестничный марш, тамбур) длиной l i и шириной b i . Начальными участками являются проходы между рабочими местами, оборудованием, рядами кресел и т. п.
Путь эвакуации от наиболее удаленной точки до выхода наружу состоит из 9 участков, в чертах которых ширина пути и интенсивности движения может быть принята неизменной. Таким образом людские потоки из проходов сливаются с потоком, который движется по главному коридору, далее через вестибюль наружу.
Возможен и второй поток людей ( из второй части секции) – здесь очень мало палат и в данной части секции большинство помещение представляют собой процедурные и санитарно- складские помещения. Основной поток людей в данной части секции составляет поток людей с аварийной лестницы. Ширина основного прохода составляет 3м. длина пути следования от стены составляет 65м.
Участки эвакуации через
вестибюль (25чел из секции)
- проход из комнаты до коридора l i = 9 м; bi = 1,3м;
2- слияние потоком людей из комнат с общим потоком по коридору l i =7,2 м; bi =2,7 м;
3- l i =3,8 м; bi =2,7 м;
4- l i =3,2 м; bi =2,7 м;
5- l i =8,6 м; bi =6 м;
6- движение по вестибюлю до слияния потоков l i =7,6 м; bi =6 м;
7-слияние людских потоков из левого и правого крыльев корпуса l i =10,5 м; bi = 3м;
Длина пути в
дверном проеме принимается равной
нулю. Проем, расположенный в стене
толщиной более 0,7 м, а также тамбур
следует считать
Средняя плотность людских потоков:
Dср=N*S/(Sсекц-Sоб) = 5*0,07/(6*1,3) = 0,03ч/м2
Определяем время прохождения каждого участка:
Участок 1
D1 = Dср = 0,03 ч/м2;
V1 = 10м/мин; g1 = 5 м/мин; t1 = 9/100=0,09мин.
Участок 2
g2 = g1*Ш1/Ш2 = 5*1,3/2,7 =2,41 ч/м2;
V2 = 100 м/мин; t2 = 7,2/100=0,072мин.
Участок 3 (слияние потоков)
Интенсивность движения
во всех потоках принимается
g3 = (g2*Ш2+ g1*Ш1)/Ш3 =(2.41-2.7+(5*1.3)*2)/2.7 = 9.75 ч/м2;
V3 = 70 м/мин; t3 = 3.8/70=0,054мин.
Участок 4
g4 = (g3*Ш3+ g1*Ш1)/Ш4 =(9,75*2,7+5*1,3)/6 =5,4 ч/м2;
V4 = 100 м/мин; t4 = 3.2/100=0,032мин.
Участок 5
g5 = (g4*Ш4+ (g1*Ш1)*2)/Ш5= (5.4*6+(1.3*5)*2)/6=7.6 ч/м2;
V5 = 80 м/мин;
t5 = 38.6/80=0,11мин.
Участок 6
g6 = g5*Ш5/Ш6 = (7.6*6)/4.3 = 10.6 ч/м2;
V6 = 80 м/мин; t6 = 38.6/80=0,11мин.
Участок 7
t7 =10.5/15+50*0.07(1/(7*3)-1/10.
Расчетное время
эвакуации людей через
Участки эвакуации через
вестибюль (25чел из секции)
- проход из комнаты до коридора l i = 9 м; bi = 1,3м;
2- слияние потоком людей из комнат с общим потоком по коридору l i =7,2 м; bi =2,7 м;
3- l i =7,2 м; bi =2,7 м;
4- l i =10,2 м; bi =6 м;
5- l i =4,8 м; bi =2,6 м;
6- l i =6 м; bi =2,6 м;
7- l i =3,5 м; bi = 5м;
8- l i =3 м; bi = 2,6м;
Средняя плотность людских потоков:
Dср=N*S/(Sсекц-Sоб) = 5*0,07/(6*1,3) = 0,03ч/м2
Определяем время прохождения каждого участка:
Участок 1
D1 = Dср = 0,03 ч/м2;
V1 = 10м/мин; g1 = 5 м/мин; t1 = 9/100=0,09мин.
Участок 2(слияние потоков)
g2 = (g1*Ш1)*2/Ш2 = (5*1,3)*2/2,7 =4,82 ч/м2;
V2 = 100 м/мин; t2 = 7,2/100=0,072мин.
Участок 3
Интенсивность движения
во всех потоках принимается
g3 = (g2*Ш2+ (g1*Ш1)*2)/Ш3 =(4,82*2.7+(5*1.3)*2)/2.7 = 9.6 ч/м2;
V3 = 70 м/мин; t3 = 7,2/70=0,1мин.
Участок 4
g4 = (g3*Ш3+ g1*Ш1)/Ш4 =(9,6*2,7+5*1,3)/6 =5,4 ч/м2;
V4 = 100 м/мин; t4 = 10,2/100=0,102мин.
Участок 5
g5 = (g4*Ш4+ g1*Ш1)/Ш5= (5.4*6+1.3*5)/2.6=15 ч/м2;
V5 = 19 м/мин;
t5 = 4,8/19=0,25 мин.
Участок 6
g6 = (g5*Ш5+ g1*Ш1)/Ш6= (15*2.6+1.3*5)/2.6=13.5 ч/м2;
V6 = 33 м/мин; t6 = 6/33=0,18мин.
Участок 7
g7 = (g6*Ш6+ g1*Ш1)/Ш7= (16.5*2.6+1.3*5)/5=7.88 ч/м2;
V7 = 75 м/мин; t7 = 3.5/75=0,05мин.
Участок 8
g8 = g7*Ш7 /Ш6= 7.88*5/2.6 = 15.1ч/м2;
V8 = 19 м/мин; t8 = 3/19=0,16мин.
5. Вывод:
Чрезвычайные ситуации, как правило,
затрагивают большие массы
Были определены критические размеры карстовой воронки.
Был проведен расчет времени эвакуации людей из помещений первого этажа:
- Расчетное время эвакуации людей через вестибюль составляет tр=1,46 мин
- Гражданская оборона
- Гражданская оборона
- Гражданская оборона
- Гражданская оборона
- Гражданская оборона
- Гражданская оборона
- Гражданская оборона
- Гражданская лирика Н.А.Некрасова
- Гражданская (межличностная) форма кредита-займа
- Гражданская Обарона
- Гражданская оборона
- Гражданская оборона
- Гражданская оборона
- Гражданская оборона