легкосб. констр. Министерство российской федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий

• Название: Министерство российской федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий
• Анкор: легкосб. констр
• Дата: 18.06.2022
• Размер: 131.28 Kb.
• Имя файла: 42937301311.docx
• Тип: Документы; #601388
• страница: 5 из 7

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Пример расчета параметров
легкосбрасываемых конструкций

Рассмотрим случай расчета ЛСК при образовании в производственном помещении газовоздушной взрыво­опасной смеси. Взрывоопасное производственное здание состоит из одного помещения (рис. 1).

а



Рис. 1. Производственное здание:

а - план; б - разрез (1-1 на рис. 1а). Размеры указаны в мм

Длина a_u и ширина Ь_п помещения составляют соответ­ственно 42,8 и 18,0 м. Согласно разрезу помещения (1-1 на рис. 1) расчетная высота помещения Л_п = 12,075 м.

Геометрический объем помещения Гдом определяется по формуле

Г_пом = а_и ■ Ь_и ■ h_u = 42,8 • 18 • 12,075 = 9302,58 м³.

Согласно примеч. 2 и 4 к табл. 1 принимается, что строительные конструкции и оборудование занимают 20 % геометрического объема помещения, причем 60 % занима­ют крупногабаритные строительные конструкции и обору­дование, а 40 % - малогабаритные.

Свободный объем помещения рассчитывается по формуле (19):

= 9302,58 (1 - 0,01 • 20) = 7442,064 м³.

В помещении в аварийной ситуации может образовы­ваться метановоздушная горючая смесь. Давление и темпе­ратура в помещении до воспламенения горючей смеси при­нимаются равными ро = 101,3 кПа, /о ^_ 20 ^иС.

Коэффициент степени заполнения объема помещения горючей смесью и участия ее во взрыве ll_v = 1.

Характеристики горючей смеси принимаются по дан­ным таблицы прил. 2:

ртах ^— 1,13 кг/м ; 8р_тах ^— 7,6; Естах ^— 9,1; ?7нтах ^— 0,28 м/с;

рнкпр = 1,15 кг/м³; Ернкпр = 5,0; е_снкпр ⁼ 6,0.

Расчетные характеристики ГС вычисляются по соот­ветствующим формулам.

Расчетная нормальная скорость распространения пла­мени определяется по формуле (6):

С/_н._р=0,55 -0,28 = 0,154 м/с.

Расчетная плотность газа в помещении перед воспла­менением смеси определяется по формуле (20):



= 1,14 кг/м³.
0,53674(1,15 + 1,13)

1 + 0,00367-20

Расчетная степень сжатия продуктов горения при взрыве в замкнутом объеме определяется по формуле (9):

е_с — 0,5 (6,0 + 9,1) — 7,55.

Объем помещения К, в котором происходит горение взрывоопасной смеси, определяется из условий (10)—(12):

Гпл = 0,5 • 1 • 9302,58 (5,0 + 7,6) = 58 606,25 м³,

F-Ком = 9302,58 м³.

Показатель интенсификации взрывного горения а оп­ределяется линейной интерполяцией по табл. 1 в зависимо­сти от степени загроможденное™ помещения строительны­ми конструкциями и оборудованием 0₃ и объема К в кото­ром происходит горение взрывоопасной смеси:

• 
  для малогабаритных строительных конструкций и оборудования при В . 20 %:
  

_{д = 10 +} (18-10₎(9302,58-1000)_₁

(10 000-1000)

• 
  для крупногабаритных строительных конструкций и оборудования при 0₃ = 20 %:
  

= 9,69;
_а_₆ । (Ю 6) (9302,58-1000) ^а (10 000-1000)

• 
  для 60 % крупногабаритных и 40 % малогабаритных строительных конструкций и оборудования:
  

а = 0,6 • 9,69 + 0,4 • 17,38 = 12,77.

Допустимое избыточное давление в помещении ЛР_ДШ1 принимается равным 5 кПа.

В соответствии с формулами (14) (16) коэффициент р_и=1-

Коэффициент, учитывающий влияние формы поме­щения и эффект истечения продуктов горения взрыво­опасной ГС, определяется по формуле (17), так как Л_п - 12,075 м < а_п = 42,8 м:

0,5(18²+12,075²)

•' V9302.58’ ■°'^53L

Требуемая площадь открытых проемов в наружном ограждении взрывоопасного помещения, при которой избы­точное давление в нем при взрывном горении ГС не превы­сит ДРдоп, определяется по формуле (2):

_ 0,105 • 0,154-12,77- (7,55 -1) • 1 • 0,531- Д14- ³_х^;7442064² _ ^иткрлр^— “

= 130,72 м².

Расчетная видимая скорость распространения пламени определяется по формуле (4):

СТр - 0,5 • 12,77 • 0,154 • (5,0 + 7,6) - 12,39 м/с.

Поскольку U_v < 65 м/с, возможно эффективное ис­пользование ЛСК для снижения избыточного давления взрыва в помещении до принятой допустимой величины 5 кПа.

Рассмотрим четыре варианта применения ЛСК разных видов.

Вариант 1. В качестве ЛСК для снижения избыточно­го давления взрыва в помещении рассматривается оконный переплет, показанный на рис. 2.



Рис. 2. Схема оконного переплета

Оконный переплет имеет четыре одинаковых застек­ленных проема.

Принимается, что для застекления оконных проемов используется стекло толщиной 5 мм. Остекление одинарное и двойное.

Расчетные размеры стекол определяются по формулам (25) и (26):

а_сг= 1,405 + 3-0,005 = 1,42 м;

Z?_CT= 1,62+ 3-0,005 = 1,635 м.

Площадь стекла S_CJ определяется по формуле (24):

5_СТ=1,42- 1,635 =2,32 м².

Коэффициент рассчитывается по формуле (27):

„ 1.42

Z =-^ = 0,8685.

^С1 1,635

Линейной интерполяцией определяются коэффициен­ты Ksh и Кх (см. табл. 4 и 5):

/г _П41 ДО,34-0,41)(2,32-2)

Л «, = 0,41 Ч = 0,365;

™ (2,5-2)






/G =1,01 +
Л '

(1,06-1,01) (0,8685-0,8)

(0,9 -0,8)

= 1,044.

Значение приведенного давления вскрытия оконного остекления определяется по формуле (23):

* 5 . .

Д^оп = = 13,12 ^К11а-

^доп 0,365-1,044

Коэффициент вскрытия одинарного остекления при взрыве определяется по табл. 2 линейной интерполяцией:

Но" _П<ГГ7 Д°,886-0,837)(13,12-13) _л _

= 0,837 + Д, = 0,843.

(14 — 13)

Таким образом, при устройстве одинарного остекле­ния с использованием оконных переплетов, показанных на рис. 2, обеспечивается достаточно высокая эффективность вскрытия ЛСК.

Коэффициент вскрытия двойного остекления при взрыве определяется по табл. 3 линейной интерполяцией:


’2 ост
вскр
_{02 +}(0287^0^02X1^13)^
(14-13)

Таким образом, при устройстве двойного остекления с использованием оконных переплетов, показанных на рис. 2, эффективность вскрытия ЛСК может быть сравнительно невысокой.

Площадь ЛСК в наружном ограждении помещения определяется по формуле (1):

при использовании одинарного остекления:

Д|СК -


130,72
0,843


>155,065 м²;

- при использовании двойного остекления:

616.6 м¹.

^лск 0,212

Вариант 2. В качестве ЛСК рассмотрим смещаемую панель в стене. Принимаем, что размеры смещаемой части (одного элемента) равны размерам остекленного проема на рис. 2 и составляют 1,405 х 1,62 м, масса смещаемой час­ти 50 кг; ветровая нагрузка 0,5 кПа. Конструкция крепления обеспечивает отделение ЛСК от остальной части наружной ограждающей конструкции при давлении 1,0 кПа.

Площадь элемента ЛСК Алею определяется по формуле

SncKr⁼ #пр • /?пр = 1,405 • 1,62 = 2,276 м³

Избыточное давление в помещении, при котором на­чинается вскрытие ЛСК, определяется из выражения (30):

кПа,

= 3,5 • 0,5 + 1,0 = 2,75 кПа.

Окончательно принимается большее значение А/?_ИС1ф = - 2,75 кПа.

Видно, что конструкция ЛСК обеспечивает значение Др_ВСкр не более 0,77 АР_Д0П.

По формуле (35) рассчитывается значение коэффици­ента АД:

А^-. = — = 1,82.

^д 2,75

Значение коэффициента формирования взрывной на­грузки на конструкции К_им определяется методом линейной интерполяции по табл. 6:

- для /<_А = 1,75₃ е_с -7.55:

А_||В=0,804 ₊ <¹’⁰²⁰-°-⁸⁰⁴⁾<⁷’⁵⁵-⁷^ = 0,9228;

"^в (8-7)

- для Лд = 2,0, s_c = 7,55:

ir (0,596-0,467)(7,55-7,0) .

К., „ = 0,467 + — = 0,5380;

^1,в (8-7)

-для Яд =1,82, Ес = 7,55:

А =0,9228-^’⁹²²⁸⁰^^⁸⁰^¹’^{82 1,7}^^ = 0,8151.

^пв (2-1,75)

Значение критерия У определяется по формуле (36):

_v 2750-2,276

I = = 12, /о.

50-9,81

Значение коэффициента определяется в соответ­ствии с п. 2.16:

К_см = 1, поскольку Y > 0,3.

Коэффициент вскрытия смещаемой ЛСК определяется по формуле (28):


,-ЛСК
^лвскр
130,72-(1,405 + 1,62)-2,75-1-1

0,8151-12,77³ -0,154³ • д/1714-50

Окончательно принимается 7С_В ™ = 1 ■

Площадь ЛСК в наружном ограждении (стенах) по­мещения при использовании смещаемых панелей принятого типа по формуле (1) будет равна:





*^лск -

130,72

——

2

>130,72 м².



Вариант 3. В качестве ЛСК рассмотрена вращаемая конструкция с вертикальным шарниром, аналогичная

по размерам и массе рассмотренной во втором варианте смещаемой конструкции.

Принимаем, что конструкция при вскрытии поворачи­вается на угол 90° и зауживает сбросной проем на 0,1 м. Крепление конструкции обеспечивает отделение ЛСК от остальной части наружной ограждающей конструкции по­мещения при давлении 0,5 кПа.

По выражению (29) определяется значение Лр_вскр:

1'ДРв_аф=¹ кПа;

| Ap_Buaj = 2,5 • 0,5 + 0,5 = 1,75 кПа.

Окончательно принимается A/?_BCKp = 1,75 кПа.

Значение коэффициента К& определяется по форму­ле (35):

к.= — = 2,86­

^д 1,75

Значение коэффициента формирования взрывной на­грузки на конструкции /С_п.в определяется методом линейной интерполяции по табл. 6:

• 
  для гС_А = 2,5, £_с = 7,55:
  

_{= о},242 ₊ ^^242Ж5^ ₌

^пв (8-7)

• 
  для ТСд = 3,0, s_c = 7,55:
  

7С.^0,150 ₊ ^(0Д96-^0Д50)^⁵-⁷^ = 0,1753_;

¹¹ “ (8-7)

- для= 2,86, е_с = 7,55:

А^- =0,2805-⁽⁰-²⁸⁰⁵-^0Д753)<²-⁸⁶-²-⁵) = 0,2048.

^пв (3-2,5)

Значение критерия У определяется по формуле (36):

1750-2,276

1. 
   О- X
   

50’9,81

Значение коэффициента К_сла, учитывающего влияние собственной массы ЛСК, определяется по соотношениям п. 2.16. Поскольку У > 0,3, то для вращаемых ЛСК с верти­кальным шарниром принимается К_см = 1.

Коэффициент ТСз.п, учитывающий заужение проема при вскрытии вращаемых ЛСК, определяется по соотношениям п. 2.17. Поскольку конструкция открывается на 90° и зауже­ние проема происходит на 0,1 м, то к = 1^05-0,1 _ g ^зп 1,405 ’ ’

Коэффициент вскрытия вращаемой ЛСК определяется по формуле (28):

п-ЛСК .₌ 130,72 - (1,405 +1,62) -1,75 -1 - 0,92 ₌

^вскр 0,2048-12,77³-0,154³-_лДД4-50 " ’ ’

Окончательно принимается =1-

Площадь ЛСК в наружном ограждении (стенах) по­мещения при использовании вращаемых конструкций рас­смотренного типа по формуле (1) будет равна:

130,72 2

^лск - >130,72 м ■

Вариант 4. В качестве ЛСК рассмотрены облегченные элементы покрытия взрывоопасного помещения. При про­ведении расчетов использованы также указания, изложен­ные в [9].

Размеры единичной ЛСК: длина гг_Пр = 6 м, ширина £*пр ⁼ 6 М.

В дальнейших расчетах принимается следующее: облегченные элементы расположены на покрытии таким образом, что при вскрытии они не оказывают влияния друг на друга и коэффициент, учитывающий при вскрытии влия­ние взаимного расположения этих элементов, равен 1. Это допущение сделано в соответствии с [9]. Принимается также, что механизм крепления Л СК отсутствует.

В соответствии с СП 4.13130.2013 [1] расчетная на­грузка от массы легкосбрасываемых конструкций покрытия (в расчете на 1 м² площади) должна составлять не более 0,7 кПа.

Таким образом, принимаетсяр_см = 0,7 кПа.

Наибольшая высота рассматриваемого здания состав­ляет 12,45 м. С учетом толщины покрытия при определении эффекта действия ветровой нагрузки на покрытие принима­ется с запасом высота 15 м. При определении как ветровой, так и снеговой нагрузок считается, что угол наклона кровли не превышает 10°.

Согласно СП 20.13330 (СНиП 2.01.07-85*) [23] можно получить:

so = 1 кПа; и = 1; w₀ = 0,38 кПа; к = 0,75; с_е = -0,7;

0,99; 1,4,

где so - нормативное значение снеговой нагрузки на гори­зонтальную проекцию покрытия; ц - коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на по­крытие; ivo - нормативное значение ветрового давления; к - коэффициент, учитывающий изменение ветрового дав­ления по высоте; - аэродинамический коэффициент; £ - коэффициент пульсаций давления ветра; уу - коэффици­ент надежности по ветровой нагрузке.

Величина снеговой нагрузки рассчитывается по фор­муле

Рр.сн = So ■ ц - уу = 1 • 1 • 1,4 = 1,4 кПа.

Величина ветровой нагрузки определяется по формуле

Рр.в = Wo • к • с_е • Y/(l + ГдО, где Ухд - коэффициент динамичности, Кд = 1,1 [8];

р_р._в = 0,38 • 0,75 -0,7 • 1,4 • (1 + 1,1 * 0,99) - 0,583 кПа.

Определяется эффективность вскрытия ЛСК в случае, когда очистка покрытия взрывоопасного помещения от сне­га не производится.

По формуле (32):

при 2,5 р_р._в-р^ = 2,5 • 0,583 - 0,7 = 0,76 кПа > 0;

Рд.н > 0,76 кПа.

По формуле (34) можно получить:

Рд.н > 0,5 • (0,7 + 1,4) = 1,05 кПа, что больше р_дм, определенной по формуле (32), следовательно, надо прини­мать р_д._н = 1,05 кПа.

Для смещаемых ЛСК, устраиваемых в покрытии по­мещения, по второй формуле (31) можно найти

Арвскр = 0,7 + 1,05 + 1,4 = 3,15 кПа,

что больше Дрйскр, определяемого по первой из формул (31), следовательно, принимаем А/?_Вскр = 3,15 кПа.

Для определения коэффициента 7f_n._K вычислим по формуле (35) коэффициент ТСд:

К. = — = 1,59.

^л 3,15

Значение коэффициента формирования взрывной на­грузки на конструкции К_{п в} определяется методом линейной интерполяции по табл. 6:

• 
  для = 1,5, е_с = 7,55:
  

=1,730 +

(2,180-1,730) (7,55-7,0)

(8-7)

= 1,978;

• 
  для /<_А = 1,75, s_c -7.55:
  

_{= 0;804 +} (t020 - 0,804)(7,55-7,0) ₌ (8-7)

• 
  для АД = 1,59, s_c = 7,55:
  

(1,978-0,923)(1,59-1,5)

К,,.. = 1,У /?5 — 1,ЭУо.

^11В (175-1,5)

Масса ЛСК с учетом снеговой нагрузки определяется по формуле

Д л _ (Л._м⁺ Рр.сн) 4ip ^пр .

РЕКОМЕНДАЦИИ 1

ВВЕДЕНИЕ 3

1.ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ 4

2.МЕТОДИКА РАСЧЕТА ПАРАМЕТРОВ ЛЕГКОСБРАСЫВАЕМЫХ КОНСТРУКЦИЙ 7

Коэффициент вскрытия одинарного остекления при взрыве 21

Пример расчета параметров легкосбрасываемых конструкций 28

ПРИЛОЖЕНИЕ 2 44

Показатели пожаровзрывоопасности некоторых веществ и материалов¹ 44

Расчет массовой концентрации горючего в горючей среде 47

Список литературы 49

ОГЛАВЛЕНИЕ 52

Поскольку условие (У > 1,5) выполняется, то по фор­муле (37) вычисляем коэффициент К_см: