Поражающих факторов ЧС

Рассмотрим наиболее часто используемый при расчетах поражаю­щий фактор - воздушную ударную волну. Этот фактор характерен для ЧС, источниками которых являются взрывы конденсированных взрыв­чатых веществ, газо-, паро-, пылевоздушных смесей, а также при­менение обычных и ядерных средств поражения в условиях военного времени.

При воздействии ударной волны взрыва с конкретным значе­нием давления во фронте здание или технологическое оборудо­вание может быть не разрушенным (не поврежденным) или полу­чить различную степень разрушения (повреждения) слабую, среднюю, сильную, полную. Численные значения давлений, при которых могут быть получены разрушения, получены экспе­риментальным путем и представлены в таблице 2.3.

Таблица 2.3. Степени разрушения зданий и сооружений при действии нагрузок от ударной волны

№	Здания, сооружения и устройства различных видов транспорта	Значения ∆Рф (кПа), вызывающие разрушения
слабое	среднее	сильное	полное
	Здания вокзалов, ТЭЦ с тяжелым металлическим или ж.б. каркасом и тяжелым стеновым заполнением	10-20	20-40	40-60	60-100
	Здания кирпичные (блочные) многоэтажные	8-12	12-20	20-30	30-40
	Здания кирпичные (блочные) малоэтажные	8-12	12-25	25-35	34-45
	Здания каркасного типа с легким заполнением	10-20	20-50	50-80	80-120
	Здания тяговых подстанций, фидерных, трансформаторных	10-30	30-60	60-70	более 100
	Контактная сеть ж.д., воздушные ЛЭП	20-50	50-70	70-120	более 120
	Подземные кабельные линии электроснабжения и связи	200-300	300-600	600-1000	более 1000
	Подземные сети водопровода, канализации, газоснабжения	400-600	600-1000	1000-1500	более 1500
	Станочное оборудование депо и мастерских	25-40	40-60	60-80	более 80
	Кузнечно-прессовое оборудование	50-100	100-150	150-200	более 200
	Вагоны, платформы, цистерны	30-40	40-80	80-100	более 100

Примечание:

Значения ∆Р_ф, вызывающие разрушения зданий, сооружений, приведены для условий расположения их длинной стороной к центру взрыва. При воздействии волны ∆Р_ф со стороны торцовых стен давления, вызывающие сильные и полные разрушения, могут быть в 1,5-2 раза больше.

В таблице 2.3. значения величины давления во фронте ударной волны, вызывающей определенную степень разрушения, приве­дены для ядерного взрыва. Считается, что одинаковая степень разрушения ударной волной взрыва ВВ или газовоздушной сме­си (ГВС) имеет место, если давление во фронте ударной волны взрыва ВВ или ГВС в 1,5-1,7 раза выше давления во фронте удар­ной волны ядерного взрыва.

Возможная степень разрушения здания (оборудования) зави­сит от величины избыточного давления во фронте воздействую­щей ударной волны взрыва (∆Р_ф), а также от вида и конструк­ции здания (оборудования). Определяется она путем сравнения величины избыточного давления во фронте воздействующей ударной волны ∆Р_ф, и справочных данных величин давления удар­ной волны, вызывающих различную степень разрушения (повреж­дения) рассматриваемого здания или оборудования. Так как по­лучаемые значения степени разрушения зданий и сооружений (в зависимости от величины избыточного давления) носят вероят­ностный характер, возникла необходимость выразить состояние сооружения одним обобщенным показателем устойчивости. По­казатель, с помощью которого стало возможным определить со­стояние сооружения при воздействии ударной волны взрыва в зависимости от соотношения ∆Р_ф /∆Р_ф *, называется обобщенным показателем устойчивости здания (сооружения) и обозна­чается ξ_зд.

Для зданий и сооружений величину ξ _зд определяют из со­отношения

(2.5.)

где ∆Р_ф - давление во фронте воздействующей ударной волны;

∆Р^*_фзд - давление во фронте ударной волны, вызывающее вы­ход из строя здания, сооружения. Для производственных зданий и сооружений - это давление, вызывающее сильные разрушения; для жилых и административных зданий - это давление, вызыва­ющее средние разрушения. Величины ∆Р^*_фздопределяются по справочникам.

1,25 - коэффициент запаса, учитывающий неточности в оп­ределении значений ∆Р^*_фзд.

Для технологического оборудования, размещенного в про­изводственных зданиях определяется по формуле

(2.6.)

где - давление во фронте ударной волны, вызывающее выход из строя технологического оборудования или его сильные повреждения - определяется по справочникам;

К₁ - коэффициент, учитывающий воздействие на оборудо­вание обломков строительных конструкций здания

где К_т - коэффициент, учитывающий тип ограждающих конструкций здания и имеющий значения;

К_т=1.2-для зданий с легкими ограждающими конструкциями (из асбестоцементных и металлических профилированных элементов);

К_т=1.6-для зданий с облегченными ограждающими конструкциями (из ребристых плит, панелей);

К_т=2-для зданий с тяжелыми ограждающими конструкциями (сплошных ж.б. плит, кирпичной и блочной кладки);

К₂ - коэффициент, учитывающий снижение давления в зате­кающей внутрь здания волне по сравнению с давлением во фрон­те проходящей ударной волны

Указанные рекомендации по определению величины ξ _ТО пра­вомерны для ударной волны ядерного взрыва. При воздействии ударной волны взрыва ВВ или ГВС величину ξ _ТО определяют по формуле

(2.7.)

где К₁- коэффициент, учитывающий повреждения техноло­гического оборудования обломками конструкций разрушившегося здания.

Величина К₁ принимается равной:

К₁=1............ если ξ _зд < 0,5;

К₁=1,15......... если ξ _зд = 0,5....1,25;

К₁=К_т........... если ξ _зд > 1,25.

Вычислив значения обобщенного показателя состояния зданий и оборудования, определяют, в зависимости от величины ξ, вероятности получения разрушений различной степени, если речь идет о зданиях и сооружениях, или поврежде­ний различной степени, если оценивается состояние оборудова­ния. Далее на основе полученных данных вычисляют вероятность выхода из строя здания или оборудования

(2.8.)

где Р_i-вероятность получения разрушений (повреждений), при­водящих к выходу из строя здания или оборудования;

i- степень разрушения (повреждения) здания или оборудова­ния:

i=0 - отсутствие разрушения (повреждения). Всего принято рассматривать 4 степеней разрушения зданий:

i=1 - слабое разрушение (повреждение);

i=2 - среднее разрушение (повреждение);

i=3 - сильное разрушение (повреждение);

i=4 - полное разрушение (повреждение).

Характеристика степеней разрушения зданий приведена в таблице 2.4.

Таблица 2.4. Характеристика степеней разрушения зданий

Степени разруше-ния	Характеристика разрушения
Слабые	Частичное разрушение внутренних перегородок, кровли, дверных и оконных коробок, легких построек и др. Основные несущие конструк­ции сохраняются. Для полного восстановления требуется капиталь­ный ремонт.
Средние	Разрушение меньшей части несущих конструкций. Большая часть несущих конструкций сохраняется и лишь частично деформируется. Может сохраняться часть ограждающих конструкций (стен), однако при этом второстепенные и несущие конструкции могут быть частич­но разрушены. Здание выводится из строя, но может быть восстанов­лено.
Сильные	Разрушение большей части несущих конструкций. При этом могут сохраняться наиболее прочные элементы здания, каркасы, ядра жест­кости, частично стены и перекрытия нижних этажей. При сильном разрушении образуется завал. В большинстве случаев восстановление нецелесообразно.
Полные	Полное обрушение здания, от которого могут сохраниться только поврежденные (или неповрежденные) подвалы и незначительная часть прочных элементов. При полном разрушении образуется завал. Здание восстановлению не подлежит.

Как было отмечено ранее, при суммировании полученных вероятностей (в зависимости от того, какой элемент объекта эко­номики рассматривается) определяется значение вероятности выхода из строя здания, сооружения или оборудования, а также производственного персонала. При определении вероятности по­ражения персонала считается, что в полностью разрушенных зда­ниях поражения получают 100% находящихся в них людей; в силь­но разрушенных зданиях - до 60% (при этом 50% пострадавших может оказаться в завале); в зданиях, получивших средние раз­рушения, – 10:15% находящихся в них людей.

Таким образом, укрупненный алгоритм оценки производствен­ных возможностей объекта экономики может быть следующим:

1. Определяется, исходя из прогноза возможной обстановки, чис­ленное значение поражающего фактора источника ЧС в районе объекта экономики.

2. Выявляется структура зданий, сооружений и технологическо­го оборудования, а также количество и размещение производ­ственного персонала, входящего в каждую систему объекта эко­номики (производственная, управления, коммунальная, материальных ресурсов).

3. Используя справочные таблицы, по зависимостям определяется обобщенный показатель устойчивости для всех эле­ментов рассматриваемых систем объекта экономики.

4. По графику, представленному на рисунке 2.4., определяются значения вероятностей получе­ния разрушений (повреждений).

Рисунок 2.4. Зависимость вероятности разрушений основных производственных фондов от показателя устойчивости (): Р₁ - слабых; Р₂ - средних; Р₃ - сильных; Р₄ - полных.

5. Путем суммирования значений вероятностей сильных и полных разрушений, определяются значения вероятностей выхода из строя зда­ний и оборудования, а также потерь производственного персонала.

6. Зная вероятности выхода из строя зданий, сооружений, техноло­гического оборудования и потерь производственного персонала, опре­деляются значения вероятностей функционирования систем коммуналь­ной, управленческой, материальных ресурсов, производственной.

7. Определяется производственные возможности объекта экономики.

Пример:

На железнодорожной станции, расположенной в круп­ном городе, в наиболее напряженные часы суток находится в обработке (погрузка, разгрузка, маневр) до 150 грузовых ваго­нов и 2 пассажирских состава (40 вагонов). С этой станции от­правляется около 2,5 тыс. тонн грузов и около 2 тыс. пассажи­ров. Оценить возможный объем отправления грузов и пассажиров с этойстанции, которая оказалась в зоне действия поражающих факторовядерного взрыва с

Решение:

Определив, что средние повреждения вагоны получат при , получим показатель

По графику на рисунке 2.4., становится ясно, что при веро­ятность сильных разрушений вагонов Р₃=0,27, полных Р₄=0,5. Суммарная вероятность выхода из строя вагонов составит

а вероятность сохранения вагонов составит

Следовательно, из 150 грузовых вагонов можно ожидать со­хранения только

вагонов,

а пассажирских

вагонов.

При средней норме перевозки в одном грузовом вагоне 16 т, а в пассажирском - 50 чел., получим, что после воздействия ВУВ объем отгружаемых материалов и изделий составит

а количество отправляемых пассажиров составляет

Следовательно, производственные возможности железнодо­рожной станции по перевозке грузов будут

а по перевозке пассажиров: