Расчет сил и средств при ликвидации последствий землетрясения

Землетрясение

Обстановка (ситуационный план ЧС).

 

1. Время и дата ЧС: 20.10  07. 11. 2012 г.

 

2. Параметры землетрясения: 9 баллов.

 

3. Объект и его параметры (характеристики):

 Жилой дом по адресу: г. Находка, ул. Малиновского, 16.:

- здание типовое, кирпичное, с антисейсмическими мероприятиями для расчётной сейсмичности 7 баллов;

- длина (А) – 90 м;

- ширина (В) – 13,60 м;

- высота (Н)– 15 м;

- этажей – 5;

- подъездов – 4;

- квартир – 60.

 Проживает жильцов (N_ж) - 210 человек.

 

РАСЧЁТНАЯ ЧАСТЬ.

 

Для эффективной организации  АСНДР необходимо сразу после воздействия землетрясения оценить объём возможных разрушений, определить состав сил и средств, необходимых для проведения спасательных работ в нормативно отведенные сроки, приступить к их вводу в районы выполнения задач. Затем, по мере поступления данных разведки, уточнить потребное количество сил и средств.

Обстановку в районах  разрушительных землетрясений принято  оценивать показателями, характеризующими инженерную обстановку, а также объёмами аварийно-спасательных работ и мероприятий по жизнеобеспечению населения (1).

 

1. ПОКАЗАТЕЛИ ИНЖЕНЕРНОЙ ОБСТАНОВКИ

 

К основным показателям инженерной обстановки относят (1):

- количество зданий, получивших степени разрушения: обвалы (d = 5); разрушения (d = 4); тяжелые повреждения (d = 3); умеренные повреждения(d = 2) и слабые повреждения (d = 1).    

- объём завала;

- количество участков, требующих укрепления (обрушения) поврежденных или разрушенных конструкций;

- количество аварий на коммунально-энергетических сетях (КЭС);

- протяжённость заваленных проездов (широких трещин на проезжей части) .

Кроме основных показателей, при оценке инженерной обстановки могут определяться вспомогательные показатели, к которым относятся:

- дальность разлёта обломков от контура здания;

- высота завала;

- максимальный вес обломков;

- максимальный размер обломков.

 

 

 1.Оценка степени разрушения объекта.

 1.По сейсмической шкале MMSK-86 рассматриваемое здание типа С7. Математические ожидания степени его разрушения при интенсивности землетрясения 9 баллов составляет d = 4 - частичное разрушение (табл.3.1(1)).

При степени разрушения  d = 4 происходит частичные разрушения несущих конструкций: проломы и вывалы в несущих стенах; развалы стыков и узлов каркаса; нарушение связей между частями здания; обрушение отдельных панелей перекрытия; обрушение крупных частей здания. В дальнейшем здание подлежит сносу.

2.Расчёт объёма завала

1. Общий объём завала определяется из условия: - при частичном разрушении здания объём завала составляет около 50 % от объёма завала при его полном разрушении, м³ (3.3 (1); 4.4(2)):

 м³,                                                (1)

где С₄, С₅ - вероятность получения здания 4- и 5-й степеней разрушения;

Н - средняя высота застройки, м;

S - площадь рассматриваемой части города, м²;

d - доля застройки на рассматриваемой площади (плотность застройки);

γ – коэффициент объёма, принимаемый равным для промышленных  зданий – 20, а для жилых – 40 ( в пособии на стр. 57 опечатка).

Для наших условий  указанные  величины равны: 

С₄ = 0,34 - вероятность получения зданием 4-й степени разрушения (табл.3.2 (1));

С₅ = 0,16 - вероятность получения зданием 5-й степени разрушения (табл.3.2 (1));

Н = 15 м - средняя высота застройки (высота здания), м;

S = (А×В) = 1224 м²- площадь рассматриваемой части города (основания здания);

d = 1 - доля застройки на рассматриваемой площади (плотность застройки - 1здание);

γ = 40, а в соответствии с табл. 3.4 (1), γ = 36.

 Отсюда общий объём завала составит:

• для γ = 40:

• для γ = 36:  

Разница между полученными  результатами составляет около10%, т.е. степень их корреляции высокая. Для последующих расчётов принимаем результат для условия γ = 40.

Опыт ликвидации последствий разрушительных землетрясений показал, что при проведении спасательных работ разбирается примерно 15 % завалов от их общего объёма (стр.58 (1)).W_разб = 0.15W (2), и в рассматриваемом нами случае эта величина будет равна:

 

W_разб ^{γ = 40} = 0,15W = 0,15 × 2423,52 = 363,6 (м³).

W_разб ^{γ = 36} = 0,15W = 0,15 × 2181,17 = 327,2 (м³).

При оперативных расчётах объём завала здания, получившего степень разрушения d = 4, принимают равным половине от объёма завала полностью разрушенного здания.

Используя (3.12 (1)), получим объём завала при полном разрушении (d = 5):

 

(см. формулу на стр. 4)

отсюда общий объём завала для (d = 4) составит:

W ^{d = 4}= 0,5V = 0,5×7344= 3672м³;

а W_разб будет равен:

W_разб = 0,15×3673 = 551м³;

что на одну треть больше первого значения (т.е. степень их корреляции не высокая).

 3. Количество участков, требующих укрепления (обрушения) повреждённых или разрушенных конструкций.

Количество участков, требующих  укрепления (обрушения) повреждённых или разрушенных конструкций, принимают из расчёта один участок на здание, получившее степень разрушения d=4 .

 

4. Количество аварий на коммунально-энергетических сетях (КЭС).

Количество  аварий на коммунально-энергетических сетях (КЭС) принимают равным числу разрушенных вводов коммуникаций в здание (электро-, газо-, тепло-, водоснабжения и канализация).

Ввод коммуникации считается разрушенным, если здание получило степень разрушения от d=4 до d=5.

 При отсутствии исходных данных можно принять, что каждое здание имеет четыре ввода коммуникации.

В наших расчётах принимаем, что в доме разрушены электро-, тепло-, водоснабжение и канализация.

 

2. ОБЪЁМ АВАРИЙНО-СПАСАТЕЛЬНЫХ РАБОТ И МЕРОПРИЯТИЯ ПО ЖИЗНЕОБЕСПЕЧЕНИЮ НАСЕЛЕНИЯ

 

К показателям, влияющим на объемы аварийно-спасательных работ  и решения задач жизнеобеспечения населения в зонах разрушительных землетрясений, относят:

• численность пострадавших людей, структуру потерь;
• численность людей, оказавшихся под завалами и без крова;
• потребность во временном жилье (палатках, домиках);
• пожарную обстановку;
• радиационную и химическую обстановку в зоне разрушений.

 

1. Вероятность потерь людей и структура потерь.

Обобщенную зависимость  по определению потерь при разрушительных землетрясениях можно представить в виде (1;2):

 

где R - вероятность размещения людей в зоне риска в зданиях (в среднем R = 0,83, а при времени начала землетрясения 20.10 принимаем интервал с 20.00 до 23.00, тогда R = 0,9);

Ni - численность людей в зданиях i-й группы, чел., в нашем случае для N:  i =1; а N = 210 чел.;

Ci - вероятность поражения людей в зданиях i-й группы, определяется по табл. 3.3(1),

 

Тип зданий	Степень поражения людей	Вероятность потерь людей  в различных типах зданий при  интенсивности землетрясения, баллы
		6	7	8	9	10	11	12
С7	Общие	0	0	0,03	0,39	0,90	0,97	0,97
	Безвозвратные	0	0	0,01	0,18	0,53	0,6	0,6

Общее количество пострадавших может составить:

 ,

в том числе:

- безвозвратные потери

 

- санитарные потери

N_сан = N_об – N_без = 74 -34 = 40 чел.

2. Число людей, оказавшихся в завалах.

 

Для определения  численности пострадавших в завалах, образованных при землетрясении, по аналогии с методикой при авариях на пожароопасных объектах(2).принимается, что:

• в зданиях со степенью разрушения (d = 5) выходит из строя 100 % находящихся в них людей N_ж, при этом полагают, что все пострадавшие находятся в завалах;

 N_зав = N_{d = 5} = N_ж.

 

• в зданиях со степенью разрушения (d = 4) выходит из строя до 60 % находящихся в них людей N_ж, при этом считают, что 50 % из числа вышедших из строя N_пор может оказаться в завале N_зав;

N_пор=0,6 N_ж

 N_зав = 0,5× N_пор,

или:                                                      N_зав =0,6× 0,5× N_ж.

для наших условий число  людей, оказавшихся в завалах, может составить:

N_зав =0,6× 0,5× N_ж = 0,3 N_ж = 0,3×210 = 63 чел.

 

• в зданиях со степенью разрушения  (d = 3) может выйти из строя до 10 - 15 % находящихся в них людей.

 

3. Расчёт размеров завала.

Дальность  разлета  обломков  l  и высота  завалов h   при землетрясении определяется в соответствии с методиками, приведенными в (1 и 2). Обобщенные зависимости имеют вид:

- дальность  разлета  обломков  l:

 l = Н/3, м ;          

где l - дальность разлета обломков;

Н- высота здания;

- высота  завалов  h (при полном разрушении здания): 

  , м, _{( =7354м³)}

где H- высота здания в м;

γ - объем завала на 100 м³ объёма здания;

к - показатель, принимаемый равным:

• для взрыва вне здания   к = 2;
• для взрыва внутри здания  к = 2,5.
• для землетрясения  к = 0,5;
• для ядерного взрыва к = 5. 

 

1. Дальность  разлёта  обломков. 

 Дальность разлёта обломков разрушенных зданий является важной характеристикой для оценки заваливания проезда и подъездов к зданию.

l = 15/3 = 5 м.

Протяжённость заваленных проездов оценивается с учётом ширины улиц и дальности разлёта обломков. При отсутствии данных ширина улиц принимается равной:

30 м - для магистральных;

18 м - районных;

10 - 12 м - проездов и переулков.

Вынос завала за контуры зданий даже при полном их разрушении невелик и составляет, например, для 9-этажных зданий всего 7-9 м. Поэтому проезды в зонах землетрясений оказываются не заваленными. На проезжей части могут оказаться отдельные отлетевшие обломки конструкций зданий (1;2).

Таким образом, можно сделать вывод, что проезд  и подъезды к рассматриваемому дому будут практически доступными для всей спасательной техники.

3.2 Высота завала

 Её определяем с  учётом всех коэффициентов по  формуле:

  , м,

и она составит:

h = 36×15 ∕100+0,5×15 = 5,02 м.

h = 40×15 ∕100+0,5×15 = 5,88 м

3.3 Расчетная схема завала

При землетрясениях завалы имею форму обелиска. Длина и ширина нижней и верхней граней обелиска соответственно равны:

1. нижней:     А_зав = A +2 l;   В_зав =  В+2 l;

 или:     А_зав = 90 + 2×5 = 100 м;     В_зав = 13,6 + 2×5 = 23,6 м;

 

2. верхней:      А₁ = А -2 l;     В₁ = В -2 l:

 или:        А₁ =90 -2×5 = 80 м;   В₁ = 13,6 - 2×5 = 3,6 м.

Площадь завала составит:

S_зав = А_зав× В_зав = 100×23,6 = 2360 м².

 

Вопрос: для каких условий землетрясения мы выполнили эти расчёты? И есть ли в них необходимость?