Приложение М. Расчетные схемы зданий во взрывобезопасном исполнении

Информация об изменениях:

Свод правил дополнен приложением М с 31 июля 2019 г. - Изменение N 3

Приложение М

Расчетные схемы
зданий во взрывобезопасном исполнении

В целях исследования влияния на конструктивные элементы зданий от воздействия взрывной волны по мере удаления здания от эпицентра взрыва цистерны со сжиженным углеводородным газом (СУГ), рассмотрено здание депо длиной 40-42 м, шириной 24 м и высотой 10 м.

В связи с тем, что восприятие избыточного давления от взрывной волны (в настоящем исследовании - до 432 кПа) возможно и наиболее оптимально стенами из монолитного железобетона, проведено исследование воздействия от взрыва на здание из монолитного железобетона.

Здание имеет следующие основные несущие конструкции:

- рамы (стойки и балки);

- распорка;

- стены;

- покрытие.

Для определения размеров сечений несущих элементов здания, располагаемого на разных расстояниях от эпицентра взрыва, произведены расчеты конструкций здания на расстояниях 197 м, 115 м, 80 м и 61 м от эпицентра взрыва. При этом нормативные значения нагрузок на переднюю (фасадную) стену здания соответственно составляют 20 кПа, 50 кПа, 100 кПа и 180 кПа.

При расчете элементы каркаса разбиты на конечные элементы длиной 1 м, а стены и покрытие разбиты на плитные элементы 1x1 м.

Учитывая большие нагрузки от взрыва на стены и покрытие (от 12 кПа до 432 кПа), а также большие размеры стен и покрытия минимальная их толщина принята 0,2 м.

Шаг рам каркаса здания, расположенного на расстоянии 197 м от эпицентра взрыва принят 6 м, размер здания в плане 42x24 м, высота - 10 м.

Шаг рам каркаса здания, расположенного на расстоянии 115 м и 80 м от эпицентра взрыва принят 4 м, размер здания в плане 40x24 м, высота - 10 м.

Шаг рам каркаса здания, расположенного на расстоянии 61 м от эпицентра взрыва принят 3 м, размер здания в плане 42x24 м, высота - 10 м.

Размеры сечений элементов здания указаны таблице М.1.

Таблица M.1

Элемент	Сечение элементов здания, м, при расстоянии от эпицентра взрыва
	197	115	80	61
Стойки передние	0,5x0,8	0,6x1,0	0,8x1,35	0,8x1,65
Балки	0,5x0,8	0,6x0,8	0,8x1,2	0,8x1,4
Стойки тыловые	0,5x0,6	0,6x0,6	0,8x0,8	0,8x0,8
Стойки средние	0,4x0,4	0,5x0,5	0,8x0,8	0,8x0,8
Стена передняя	0,2	0,22	0,4	0,4
Покрытие	0,2	0,2	0,25	0,25
Стена тыловая	0,2	0,2	0,2	0,2
Балки боковые промежуточные	0,5x0,5	0,6x0,6	0,8x0,8	0,8x1,3
Распорка	0,4x0,4	0,5x0,5	0,6x0,6	0,8x0,8
Стены боковые	0,2	0,22	0,4	0,6

Расчетные схемы каркасов здания, расположенного на различных расстояниях от эпицентра взрыва показаны на рисунках M.1-М.4.

Каждая рама состоит из стойки (передней, средней, тыловой) и балки.

Каждый вариант здания рассчитан на воздействие нагрузок от собственного веса конструкций и от нагрузок от взрыва.

Нагрузки на здание указаны в таблице М.2.

Расход бетона и арматуры на отдельные элементы зданий и материалов на 1 здания представлены в таблице М.3.

Таблица М.2 - Нагрузки на конструкции здания

Расстояние от эпицентра		Нормативное избыточное давление		Расчетные эквивалентные статические нагрузки от взрыва
до передней (фасадной) стены, м	до тыловой стены здания, м	в створе передней (фасадной) стены, кПа	в створе тыловой стены, кПа	на переднюю (фасадную) стену, кПа	на тыловую стену, кПа	на покрытие и боковые стены в створе передней стены, кПа	на покрытие и боковые стены в створе тыловой стены, кПа
197	221	20	17	2,4 x 20 = 48	0,6 x 17 = 10,2	1,2 x 20 = 24	1,2 x 17 = 20,4
115	139	50	36	2,4 x 50 = 120	0,6 x 36 = 21,6	1,2 x 50 = 60	1,2 x 36 = 43,2
80	104	100	60	2,4 x 100 = 240	0,6 x 60 = 36	1,2 x 100 = 120	1,2 x 60 = 72
61	85	180	89	2,4 x 180 = 432	0,6 x 89 = 53,4	1,2 x 180 = 216	1,2 x 89 = 107

Таблица М.3 - Расход бетона и арматуры на конструкции здания в зависимости от расстояния до эпицентра взрыва

Элемент	Расстояние от эпицентра взрыва
	197 м		115 м			80 м		61 м
	Расход бетона и арматуры
	Бетона,	Арматуры, т		Бетона,	Арматуры, т	Бетона,	Арматуры, т	Бетона,	Арматуры, т
Стойки передние	32,0	6,9		66,0	12,7	118,8	23,5	198,0	49,0
Балки	72,3	15,1		118,3	24,8	230,8	45,9	348,6	59,9
Стойки тыловые	24,0	4,1		39,6	9,7	70,4	11,5	96,0	25,0
Стойки средние	16,4	4,0		25,3	4,6	61,9	11,0	83,5	21,7
Стена передняя	76,0	17,16		73,5	24,0	124,8	17,1	120,0	19,4
Покрытие	181,7	35,6		163,2	33,6	192,0	35,7	184,8	42,0
Стена тыловая	76,0	12,2		66,8	9,9	62,4	10,1	60,0	16,9
Балки боковые промежуточные	11,1	3,1		16,8	2,8	27,2	4,0	43,2	4,6
Распорка	6,2	1,7		8,6	2,3	12,0	3,8	19,2	4,2
Стены боковые	74,7	17,2		94,4	18,6	149,6	26,4	242,8	45,1
Итого	570,4	117,1		672,5	143,0	1049,5	189.0	1396,1	287,8
Расход материалов на 1 здания	0,57	0,12		0,70	0,15	1,09	0,20	1,39	0,29