Откройте актуальную версию документа прямо сейчас
Если вы являетесь пользователем интернет-версии системы ГАРАНТ, вы можете открыть этот документ прямо сейчас или запросить по Горячей линии в системе.
Вход
Купить систему ГАРАНТ
Получить демо-доступ
Узнать стоимость
Информационный банк
Подобрать комплект
Семинары
- Главная
- Национальный стандарт РФ ГОСТ Р 56297-2014 "Кабины железобетонные защитные для взрывоопасных производств. Технические требования и оценка прочности" (утв. приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 11 декабря 2014 г. N 1969-ст)
- Приложение А (справочное). Пример расчета монолитной железобетонной кабины с двумя вышибными поверхностями
Приложение А (справочное). Пример расчета монолитной железобетонной кабины с двумя вышибными поверхностями
Приложение А
(справочное)
Пример расчета монолитной железобетонной кабины с двумя вышибными поверхностями
А.1 Исходные данные
Расчет произведен для монолитной железобетонной кабины с двумя вышибными поверхностями при взрыве заряда ТГ 50/50 массой 35,1 кг. Заряд расположен в центре кабины на высоте 3 м от пола. Кабина имеет вышибное покрытие (крышу) массой 120 и боковое вышибное окно массой 10
. Толщина стен кабины составляет 0,5 м. Внутренний объем кабины V = 148,5
. План кабины представлен на рисунке А.1. Для стен и обвязок кабины использовался бетон класса В15 и арматура класса А400.
Расчетная динамическая призменная прочность бетона определяется по формуле (1)
МПа.
Расчетное сопротивление арматуры при действии импульсной нагрузки определяется по формуле (2)
МПа.
А.2 Расчет боковой стены
А.2.1 Параметры боковой стены:
- длина стены L = 5,5 м;
- высота стены Н = 6 м;
- толщина стены h = 0,5 м;
- площадь всей сжатой и растянутой арматуры по оси X =
= 0,0223
;
- площадь всей сжатой и растянутой арматуры по оси Y =
= 0,0141
;
- размеры горизонтальной обвязки = 1,2 м,
= 0,6 м,
= 0,04 м;
- размеры вертикальной обвязки - 1,0 м,
= 0,6 м,
= 0,04 м;
- площадь всей сжатой и растянутой арматуры обвязки по оси X
=
= 0, 00616
;
- площадь всей сжатой и растянутой арматуры обвязки по оси Y
=
= 0, 00616
.
"Рисунок А.1 - Схема расчетной кабины"
А.2.2 Расчет действующего импульса на боковую стену кабины
А.2.2.1 Определим массу эквивалентного заряда из тротила по формуле (3). Тротиловый эквивалент для ТГ 50/50 определяется по нормативной документации для этого ВВ и составляет 1,14.
кг.
А.2.2.2 Радиус эквивалентного сферического заряда определяется по формуле (4)
м.
А.2.2.3 Для нахождения первичного импульса, действующего на боковую стену, делим поверхность стены на 9 секторов. Схема секторов показана на рисунке А.2.
А.2.2.3.1 Секторы 1, 3, 7, 9 имеют трехгранный угол и находятся на одинаковом расстоянии от центра массы заряда.
Расстояние R от центра тяжести заряда до центра сектора составляет
м,
здесь
|х|, |у|, |z| - координаты центра сектора относительно центра заряда, м.
Относительное расстояние от центра заряда для этих секторов определяется по формуле (5)
.
Первичный импульс для этих секторов определяется по формуле (8)
.
Для секторов 3, 9 первичный импульс снижается за счет вышибного окна согласно 5.3.5 настоящего стандарта. Коэффициент снижения нагрузки k определяется по формуле (12)
,
.
"Рисунок А.2 - Схема расположения секторов боковой стены"
Для сектора 1 первичный импульс снижается за счет вышибного покрытия, согласно 5.3.5 настоящего стандарта. Коэффициент снижения нагрузки k определяется по формуле (13)
,
.
А.2.2.3.2 Секторы 2, 8 имеют двухгранный угол и находятся на одинаковом расстоянии от центра массы заряда.
Расстояние R от центра тяжести заряда до центра сектора составляет
м.
Относительное расстояние от центра заряда для этих секторов определяется по формуле (5)
.
Первичный импульс для этих секторов определяется по формуле (9)
.
Для сектора 2 первичный импульс снижается за счет вышибного покрытия согласно 5.3.5 настоящего стандарта. Коэффициент снижения нагрузки k определяется по формуле (13)
,
.
А.2.2.3.3 Секторы 4, 6 имеют двухгранный угол и находятся на одинаковом расстоянии от центра массы заряда.
Расстояние R от центра тяжести заряда до центра сектора составляет
м.
Относительное расстояние от центра заряда для этих секторов определяется по формуле (5)
.
Первичный импульс для этих секторов определяется по формуле (9)
.
Для сектора 6 первичный импульс снижается за счет вышибного окна согласно 5.3.5 настоящего стандарта. Коэффициент снижения нагрузки k определяется по формуле (12)
,
.
А.2.2.3.4 В секторе 5 происходит нормальное отражение ударной волны.
R = 2,25 м;
Первичный импульс для этого сектора определяется по формуле (10)
.
А.2.2.4 Вторичный импульс, действующий на боковую стену, определяется по формуле (14) согласно 5.4 настоящего стандарта.
,
.
А.2.2.5 Средний импульс, действующий на боковую стену, определяется по формуле (7)
.
Результаты расчета действующего импульса для боковой стены сведены в таблицу А.1
Таблица А.1
|
N |
|х|, м |
|y|, м |
[z|, м |
R, м |
|
|
|
i, |
|
1 |
1,833 |
2 |
2,25 |
3,53 |
16,62 |
|
|
|
|
2 |
0 |
2 |
2,25 |
3,01 |
14,2 |
|
|
|
|
3 |
1,833 |
2 |
2,25 |
3,53 |
16,62 |
|
|
|
|
4 |
1,833 |
0 |
2,25 |
2,9 |
13,69 |
|
|
|
|
5 |
0 |
0 |
2,25 |
2,25 |
10,61 |
|
||
|
6 |
1,833 |
0 |
2,25 |
2,9 |
13,69 |
|
|
|
|
7 |
1,833 |
2 |
2,25 |
3,53 |
16,62 |
|
|
|
|
8 |
0 |
2 |
2,25 |
3,01 |
14,2 |
|
|
|
|
9 |
1,833 |
2 |
2,25 |
3,53 |
16,62 |
|
|
|
А.2.3 Определение допустимых импульсов по предельным стадиям
А.2.3.1 Определим схему излома по углу
Так как =
и
=
, то согласно 8.1 угол
определяется
;
= 34,6°
Угол попадает в диапазон 30°
60°,следовательносхемаизлома стены выбирается по рисунку 6.
А.2.3.2 Масса единицы площади стены определяется по формуле (17)
.
А.2.3.3 Приведенная масса стены определяется по формуле (34)
кг.
А.2.3.4 Определим силу внутреннего сопротивления в местах излома. Плечо внутренней пары стены равно
м.
Предельные изгибающие моменты вдоль осей X и Y определяются по формулам (26) - (27):
,
.
Предельный изгибающий момент вдоль линии излома определяется по формуле (28)
.
Сила внутреннего сопротивления в местах излома определяется по формуле (35)
H.
А.2.3.5 Определим силу внутреннего сопротивления обвязки
Плечи внутренних пар горизонтальной и вертикальной обвязок стены равны:
м,
м.
Предельные погонные изгибающие моменты горизонтальной и вертикальной обвязок вдоль осей X и Y определяются по формулам (31) - (32):
,
.
Сила внутреннего сопротивления обвязки определяется по формуле (25)
H.
А.2.3.6 Общая сила внутреннего сопротивления определяется по формуле (23)
Н.
А.2.3.7 Определим максимальные прогибы по предельным стадиям по формуле (33) и в соответствии с 6.1 настоящего стандарта
м,
м,
м.
А.2.3.8 Допустимые импульсы по предельным стадиям определяются по формуле (16):
,
,
.
А.3 Расчет задней стены
А.3.1 Параметры задней стены:
- длина стены В = 4,5 м;
- высота стены Н = 6 м;
- толщина стены h = 0,5 м;
- площадь всей сжатой и растянутой арматуры по оси X =
= 0,0223
;
- площадь всей сжатой и растянутой арматуры по оси Y =
= 0,0115
;
- размеры горизонтальной обвязки = 1,2 м,
= 0,6 м,
= 0,04 м;
- площадь всей сжатой и растянутой арматуры обвязки по оси X
=
= 0, 00616
.
А.3.2 Призменная прочность бетона и сопротивление арматуры при действии импульсной нагрузки выбираются такими же, как для боковой стены.
А.3.3 Расчет действующего импульса на заднюю стену кабины
А.3.3.1 Для нахождения первичного импульса, действующего на заднюю стену, делим поверхность стены на 9 секторов. Схема секторов показана на рисунке А.3.
А.3.3.3.1 Секторы 1, 3, 7, 9 имеют трехгранный угол и находятся на одинаковом расстоянии от центра массы заряда.
Расстояние R от центра тяжести заряда до центра сектора составляет
м.
Относительное расстояние от центра заряда для этих секторов определяется по формуле (5)
.
Первичный импульс для этих секторов определяется по формуле (8)
.
Для секторов 1 и 3 первичный импульс снижается за счет вышибного покрытия, согласно 5.3.5 настоящего стандарта. Коэффициент снижения нагрузки k определяется по формуле (13)
,
.
А.3.3.3.2 Секторы 2, 8 имеют двухгранный угол и находятся на одинаковом расстоянии от центра массы заряда.
Расстояние R от центра тяжести заряда до центра сектора составляет
м.
Относительное расстояние от центра заряда для этих секторов определяется по формуле (5)
.
Первичный импульс для этих секторов определяется по формуле (9)
.
"Рисунок А.3 - Схема расположения секторов задней стены"
Для сектора 2 первичный импульс снижается за счет вышибного покрытия, согласно 5.3.5 настоящего стандарта. Коэффициент снижения нагрузки k определяется по формуле (13)
,
.
А.3.3.3.3 Секторы 4, 6 имеют двухгранный угол и находятся на одинаковом расстоянии от центра массы заряда.
Расстояние R от центра тяжести заряда до центра сектора составляет
м.
Относительное расстояние от центра заряда для этих секторов определяется по формуле (5)
.
Первичный импульс для этих секторов определяется по формуле (9)
.
А.3.3.3.4 В секторе 5 происходит нормальное отражение ударной волны
R = 2,75 м,
.
Первичный импульс для этого сектора определяется по формуле (10)
.
А.3.3.4 Вторичный импульс, действующий на заднюю стену, определяется по формуле (14) согласно 5.4 настоящего стандарта
,
.
А.3.3.5 Средний импульс, действующий на заднюю стену, определяется по формуле (7)
.
Результаты расчета действующего импульса для задней стены сведены в таблицу А.2
Таблица А.2
|
N |
|х|, м |
|y|, м |
|z|, м |
R, м |
|
|
|
i, |
|
1 |
1,5 |
2 |
2,75 |
3,72 |
17,53 |
|
|
|
|
2 |
0 |
2 |
2,75 |
3,4 |
16,04 |
|
|
|
|
3 |
1,5 |
2 |
2,75 |
3,72 |
17,53 |
|
|
|
|
4 |
1,5 |
0 |
2,75 |
3,13 |
14,77 |
|
|
|
|
5 |
0 |
0 |
2,75 |
2,75 |
12,97 |
|
||
|
6 |
1,5 |
0 |
2,75 |
3,13 |
14,77 |
|
|
|
|
7 |
1,5 |
2 |
2,75 |
3,72 |
17,53 |
|
|
|
|
8 |
0 |
2 |
2,75 |
3,4 |
16,04 |
|
|
|
|
9 |
1,5 |
2 |
2,75 |
3,72 |
17,53 |
|
|
|
А.3.4 Определение допустимых импульсов по предельным стадиям
А.3.4.1 Определим схему излома по углу
Так как =
и
=
, то согласно 8.2 угол
определяется
;
= 34,5°,
,
следовательно схема излома задней стены выбирается по рисунку 9.
А.3.4.2 Масса единицы площади стены определяется по формуле (17)
.
А.3.4.3 Приведенная масса стены определяется по формуле (38)
кг.
А.3.4.4 Определим силу внутреннего сопротивления в местах излома. Плечо внутренней пары стены равно
м.
Предельные изгибающие моменты вдоль осей X и Y определяются по формулам (26) - (27):
,
.
Предельный изгибающий момент вдоль линии излома определяется по формуле (28)
.
Сила внутреннего сопротивления в местах излома определяется по формуле (40)
H.
А.3.4.5 Определим максимальные прогибы по предельным стадиям по формуле (33) и в соответствии с 6.1 настоящего стандарта:
м,
м,
м.
А.3.4.6 Сила внутреннего сопротивления от распора определяется по формуле (41)
.
Так как , то
рассчитывалась только для III предельной стадии.
А.3.4.7 Определим силу внутреннего сопротивления обвязки
Плечо внутренней пары горизонтальной обвязки стены равно
м.
Предельный погонный изгибающий момент горизонтальной обвязки вдоль оси X определяется по формуле (31)
.
Сила внутреннего сопротивления обвязки определяется по формуле (42)
H.
А.3.4.8 Общая сила внутреннего сопротивления определяется по формуле (39)
Н.
А.3.4.9 Допустимые импульсы по предельным стадиям определяются по формуле (16):
,
,
.
А.4 Сравнительные значения действующего и допустимого импульсов для боковой и задней стен кабины представлены в таблице А.3
Таблица А.3
|
Импульс, |
Боковая стена |
Задняя стена |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
А.5 Допустимую перерезывающую силу определяем по формуле (68) для боковой стены, так как на нее действует больший импульс.
Н.
Условие соблюдается.
А.6 Выводы
При взрыве заряда ТГ 50/50 массой 35,1 кг кабина будет работать по второй предельной стадии и сохранит несущую способность.
|
<< Назад |
||
|
Содержание Национальный стандарт РФ ГОСТ Р 56297-2014 "Кабины железобетонные защитные для взрывоопасных производств. Технические требования... |