2. Задание
По населенному пункту N, где расположено воинское подразделение воздушно-космических сил, возможно нанесение ракетно-ядерного удара мощностью q.
Определить условия обеспечения устойчивого функционирования производственного предприятия, расположение которого предполагается поблизости с пунктом N.
2.1. Общие исходные данные
Состав объекта экономики (ОЭ):
административный корпус;
металлообрабатывающий цех со станочным и крановым оборудованием;
транспортный цех, имеющий в своем составе ремонтные мастерские;
открытые стоянки с транспортной и грузоподъемной техникой;
склад;
трансформаторная подстанция;
водонапорная башня;
котельная;
автозаправочная станция с заглубленными резервуарами;
сети коммунального хозяйства:
водопроводные, канализационные - подземные;
газовые - наземные;
электрические - подземные;
защитные сооружения:
отдельно стоящее убежище на 200 чел, рассчитанное на давление до 3,5 кгс/см2 ;
б) подвальное убежище на 100 чел. (административный корпус), рассчитанное на давление до 0,5 кгс/см2 ;
подъездные и внутризаводские дороги с асфальтобетонным покрытием;
надземный резервуар для ГСМ (заполненный).
Режим работы предприятия ‑ трехсменный. Вид взрыва – наземный. Расстояние между основными элементами ОЭ ‑ 50 метров. Плотность застройки – 50%. Ветер направлен в сторону возможного размещения ОЭ. Через 1 час после начала радиоактивного заражения территория объекта находится в зоне умеренного заражения.
Варианты зданий принимать по табл. 1.
2.2. Дополнительные исходные данные
Исходные данные по вариантам представлены в табл. 1 и табл. 2.
Таблица 1
Дополнительные исходные данные
№ варианта |
Мощность взрыва q, Мт |
Варианты зданий |
Скорость среднего ветра, км/ч |
Количество работающих ИТР/ произв. |
Коэффи-циент прозрач-ности атмосферы |
|||
Адм. корпус
|
Метало- обраб.цех
|
Склад |
Трансп. цех
|
|||||
1 |
0,1 |
4 |
4 |
5 |
1 |
8 |
50/300 |
0,96 |
2 |
0,1 |
3 |
5 |
4 |
4 |
9 |
60/400 |
0,92 |
3 |
0,2 |
3 |
5 |
4 |
4 |
10 |
50/300 |
0,8 |
4 |
0,5 |
2 |
1 |
5 |
1 |
10 |
60/350 |
0,8 |
5 |
0,5 |
3 |
1 |
4 |
4 |
9 |
45/350 |
0,66 |
6 |
1 |
2 |
4 |
4 |
1 |
7 |
50/300 |
0,66 |
7 |
1 |
3 |
5 |
5 |
4 |
8 |
30/500 |
0,92 |
8 |
5 |
4 |
5 |
4 |
1 |
8 |
45/350 |
0,96 |
9 |
5 |
2 |
1 |
5 |
1 |
7 |
30/500 |
0,36 |
10 |
1 |
3 |
4 |
4 |
1 |
10 |
60/350 |
0,92 |
11 |
0,2 |
4 |
5 |
1 |
4 |
10 |
25/450 |
0,96 |
12 |
10 |
2 |
5 |
4 |
4 |
7 |
60/400 |
0,36 |
13 |
10 |
3 |
1 |
5 |
1 |
7 |
35/450 |
0,36 |
14 |
5 |
4 |
5 |
1 |
4 |
10 |
35/450 |
0,66 |
15 |
0,5 |
2 |
4 |
4 |
4 |
9 |
45/350 |
0,96 |
16 |
1 |
2 |
4 |
4 |
1 |
9 |
30/500 |
0,8 |
17 |
0,2 |
3 |
1 |
1 |
4 |
10 |
50/300 |
0,92 |
18 |
5 |
2 |
5 |
1 |
1 |
7 |
60/500 |
0,36 |
19 |
5 |
3 |
5 |
4 |
4 |
8 |
60/500 |
0,92 |
20 |
10 |
3 |
5 |
1 |
1 |
8 |
45/350 |
0,96 |
21 |
1 |
4 |
4 |
4 |
4 |
10 |
30/500 |
0,66 |
22 |
0,5 |
3 |
4 |
1 |
1 |
10 |
35/450 |
0,8 |
23 |
0,2 |
3 |
4 |
4 |
1 |
10 |
25/450 |
0,96 |
24 |
0,5 |
3 |
4 |
1 |
1 |
20 |
25/480 |
0,7 |
25 |
5 |
2 |
5 |
5 |
4 |
8 |
60/400 |
0,36 |
26 |
10 |
2 |
5 |
1 |
1 |
7 |
45/350 |
0,36 |
27 |
1 |
3 |
4 |
4 |
4 |
9 |
25/450 |
0,92 |
28 |
10 |
4 |
5 |
1 |
1 |
8 |
25/450 |
0,12 |
29 |
5 |
3 |
1 |
1 |
4 |
9 |
30/500 |
0,8 |
30 |
0,2 |
4 |
4 |
1 |
4 |
10 |
30/500 |
0,96 |
Характеристика зданий ОЭ:
промышленное с железобетонным каркасом;
многоэтажное административное с металлическим каркасом;
кирпичное многоэтажное;
кирпичное одноэтажное;
промышленное с крановым оборудованием грузоподъемностью 25 т.
Таблица 2
Дополнительные исходные данные
№ варианта |
Количество персонала своевременно оповещаемого, чел |
Количество персонала, обученного способам защиты, чел. |
Обеспеченность персонала наибольшей смены СИЗ, % |
Наличие запасов воды для пожаро- тушения |
Укрепление зданий металличес кими стойками и балками |
1 |
150 |
130 |
50 |
есть |
нет |
2 |
193 |
130 |
25 |
нет |
нет |
3 |
150 |
130 |
100 |
есть |
нет |
4 |
176 |
130 |
25 |
нет |
нет |
5 |
161 |
130 |
100 |
есть |
нет |
6 |
150 |
130 |
25 |
нет |
нет |
7 |
196 |
130 |
30 |
есть |
нет |
8 |
161 |
130 |
40 |
нет |
нет |
9 |
196 |
130 |
45 |
есть |
нет |
10 |
176 |
130 |
60 |
нет |
нет |
11 |
175 |
130 |
80 |
есть |
нет |
12 |
193 |
130 |
100 |
нет |
нет |
13 |
185 |
130 |
25 |
есть |
нет |
14 |
185 |
130 |
30 |
нет |
нет |
15 |
161 |
130 |
100 |
есть |
нет |
16 |
100 |
530 |
40 |
нет |
есть |
17 |
100 |
350 |
45 |
есть |
есть |
18 |
100 |
560 |
100 |
нет |
есть |
19 |
100 |
560 |
55 |
есть |
есть |
20 |
100 |
395 |
100 |
нет |
есть |
21 |
100 |
530 |
65 |
есть |
есть |
22 |
100 |
485 |
78 |
нет |
есть |
23 |
100 |
475 |
100 |
есть |
есть |
24 |
100 |
505 |
30 |
нет |
есть |
25 |
100 |
460 |
40 |
есть |
есть |
26 |
100 |
395 |
100 |
нет |
есть |
27 |
100 |
475 |
60 |
есть |
есть |
28 |
100 |
475 |
70 |
нет |
есть |
29 |
100 |
530 |
100 |
есть |
есть |
30 |
100 |
530 |
100 |
нет |
есть |
3. ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
И ХОД ВЫПОЛНЕНИЯ ЗАДАНИЯ
3.1. Оценка устойчивости объекта
3.1.1. Оценка устойчивости объекта к ударной волне ядерного взрыва
3.1.1.1. Определяющие положения
Критерием устойчивости объекта (элемента объекта) при воздействии ударной волны является максимальная величина избыточного давления(pф=Пкр) при котором устойчивость их работы не нарушена, т.е.здания, сооружения, оборудование, приборы, системы коммуникации сохранены, либо получают слабые и средние повреждения (когда возможно восстановление).
Для определения степени разрушения различных элементов объекта существуют специальные таблицы, в которых приведены величины избыточного давления, степень и характеристика разрушений (табл. 3 и табл. 4).
Таблица 3
Величины избыточных давлений ∆Pф, вызывающие различные степени
разрушений некоторых объектов
Наименование элементов объекта |
Степень разрушения и избыточное давление |
||
сильное |
среднее |
слабое |
|
кПа |
кПа |
кПа |
|
З Промышленные с металлическим или железобетонным каркасом М ногоэтажное административное с металлическим или железобетонным каркасом К ирпичное многоэтажное (3 этажа и более) К ирпичное одно – и двухэтажное П ромылешнное с металлическим каркасом и крановым оборудованием грузоподъемностью 25-50 т
М М ост металлической конструкции с пролетом 30 – 45 м М ост железобетонный с пролетом 25 м Ш оссейная дорога с асфальтовым покрытием Железобетонное полотно В злетно-посадочная площадка аэродрома Т ранспорт Т епловоз, электровоз Ж елезнодорожный вагон и цистерна Г усеничный тягач и трактор Грузовые автомашина и автоцистерна
|
60 – 50
50 – 40 30 – 20 35 – 25
50 – 40 250 – 200 200 – 150 3000 300 3000
150 – 100 90 – 60 60 50
|
50 – 40
40 – 30 20-10 25-15
40 – 30 200 – 150 150 – 100 1000 300 – 150 1500
100 – 70 60 – 40 60 – 40 50 – 40
|
40 – 20
30 – 20 10-8 15-8
30 – 20 150 – 100 100 – 50 300 150 – 100 400
70 – 50 40 – 20 40 – 30 40 – 20
|
дания
осты,
дорогиНаименование элементов объекта
|
Степень разрушения и избыточное давление |
||
сильное |
среднее |
слабое |
|
кПа |
кПа |
кПа |
|
Защитные сооружения У бежище, расположенное отдельно, рассчитанное на: 350 кПа (3,5 кг/см²) 100 кПа (1 кг/см²) П одвальное, рассчитанное на: 100 кПа (1 кг/см²) 5 0 кПа (0,5 кг/см²) Подвал (без усиления несущих конструкций) О борудование Станочное оборудование К рановое оборудование Токарно-карусельные, токарно-расточн. станки Л инии электропередачи В оздушные высоковольтные Воздушные низковольтные К абель подземный Кабель надземный А нтенные устройства Л инии связи С тационарные воздушные Ш естовое воздушное Трубопроводы Н аземные Подземные стальные (диаметр более 350 мм) П одземные стальные (диаметр менее 350 мм) П одземные водо-, газо-, канализационные сети П одземные чугунные трубопроводы на раструбах, асбоцементн. на муфтах, керамич. на раструбах Т рубопроводы на эстакаде С мотровые колодцы и задвижки Р езервуары Н аземные для ГСМ (пустые) Н аземные для ГСМ (заполненные) Ч астично заглубленные ( пустые) П одземные С ооружения Тепловая электростанция З дания фидерных и трансформ. подстанций из кирпича или блоков В одонапорная башня |
750 200
150 100 100
70 – 60 70 – 50 70 – 50
120 – 80 160 – 100 1500 – 1000 100 – 70 40
120 – 80 100
130 1000 – 600 2000 – 1500
1500 – 1000
2000 – 1000 50 – 40 1000
40 – 30
100 – 50 200 – 100
25 – 20
60 – 40 60 – 40 |
750 – 600 200 – 150
150 – 100 100 – 40 100 – 30
60 – 40 50 – 30 50 – 30
70 – 50 100 – 60 1000 – 800 50 – 30 40 – 20
70 – 50 100 – 30
50 600 – 350 1500 – 1000
1000 – 600
1000 – 600 40 – 30 300
30 – 20 70 50 – 30 100 – 50
20 – 15
40 – 20 40 – 20 |
600 – 400 150 – 100
100 – 70 40 – 30 30 – 20
40 – 25 30 – 20 30 – 10
40 – 20 60 – 20 до 800 30 – 10 20 – 10
50 – 20 30 – 20
20 350 – 200 1000 – 600
600 – 200
600 – 400 30 – 20 200
20 – 15
30 – 10 50 – 30
15 – 10
20 – 10 20 – 10 |
Таблица 4
Характеристика степеней разрушений ударной волной элементов объектов
Элементы объекта |
Разрушение |
||
слабое |
среднее |
сильное |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
Производственные, административные и жилые здания
Промышленное оборудование (станки, прессы, транспортеры, насосы, компрессор, генераторы)
Мосты и эстакады
Сооружения и сети коммунального хозяйства
|
Разрушения наименее прочных конструкций зданий, сооружений и агрегатов: заполнения дверных и оконных проемов, срыв кровли Основное оборудование повреждено незначительно Восстановительные работы сводятся к среднему восстановительному ремонту
Повреждение шестерен и передаточных механизмов, обрыв маховиков и рычагов управления Разрыв приводных ремней Восстановление возможно без полной разборки, с заменой поврежденных частей
Небольшая деформация второстепенных элементов, грузоподъемность практически не уменьшается. Использование возможно после проведения среднего ремонта
Частичное повреждение стыков труб, контрольно-измиритель- |
Разрушение кровли, перегородок, а также части оборудования, повреждение подъемно-транспортных механизмов Восстановление возможно в порядке капитального восстановительного ремонта с использованием сохранившихся основных конструкций и оборудования
Повреждение и деформация основных деталей, повреждение электропроводки, приборов автоматики Использование оборудования возможно после капитального ремонта
Разрушение и значительная деформация отдельных элементов, повреждение промежуточных опор. Частичное разрушение поперечных связей, снижение грузоподъемности на 50 %. Движение по мосту и использование эстакад невозможно без восстановительных работ
Разрыв и деформация труб в отдельных местах, повреждение сты- |
Значительные деформации несущих конструкций, разрушений большей части перекрытий, стен и оборудования Восстановление элемента возможно, но сводится по существу к новому строительству с использованием некоторых сохранившихся конструкций и оборудования
Смещение с фундаментов, деформация станин, трещины в деталях, изгиб валов и осей, повреждение электропроводки Ремонт и восстановление, как правило, не целесообразны
Смещение с опор и сильная деформация пролетного строения, повреждение верхней части промежуточных опор. Разрушение поперечных связей. Восстановление практически сводится к новому строительству
Разрушение и деформация большей части труб, повреждение |
Окончание табл.4
Элементы объекта |
Разрушение |
||
слабое |
среднее |
сильное |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
ной аппаратуры, повреждение верхней части стенок смотровых колодцев При восстановлении меняются поврежденные элементы
|
ков, фильтров, отстойников, баков, выход из строя контрольно-измерительных приборов Разрушение и сильная деформация резервуаров выше уровня жидкости При восстановлении выполняется капитальный ремонт с заменой поврежденных элементов |
отстойников, насосного и другого оборудования Повреждение арматуры, частичное разрушение и деформация остовов водоразборных колонок Восстановление невозможно
|
Критерий устойчивости людей к воздействию ударной волны определяются меньшим пределом легких поражений (люди не теряют трудоспособность).
Критерий устойчивости технологического оборудования, коммуникаций, расположенных в зданиях, определяют как меньший предел слабых разрушений.
Критерий устойчивости других элементов материально-технического комплекса (МТК) определяют как меньший предел средних разрушений.
Суть оценки устойчивости объекта в определении предела устойчивости каждого элемента объекта и выявлении среди них наиболее уязвимых. Очевидно, что наиболее уязвимым элементом будет тот, для которого ∆Pфкр будет минимальным. Разрушение остекления имеет второстепенное значение.
Для определения возможного характера разрушений и установления объема аварийно-восстановительных работ, в зависимости от величины избыточного давления во фронте ударной волны, очаг ядерного поражения делят на четыре зоны (табл. 5).
Таблица 5
Наименование зоны очага ядерного поражения
в зависимости от величины избыточного давления ∆Pф
Наименование зоны |
∆Pф |
полные разрушения |
более 0,4 кгс/см2 |
сильные разрушения |
0,2 – 0,4 кгс/см2 |
средние разрушения |
0,1 – 0,2 кгс/см2 |
Слабые разрушения |
0,08 – 0,1 кгс/см2 |
При слабых разрушениях возможно восстановление методом ремонта с одновременным выпуском продукции; при средних ‑ временное прекращение производства; при сильных – полное прекращение производства.