Файл: Ильин, Н. А. Проектирование железобетонных и каменных конструкций сооружений гражданской обороны лекции для студентов строительных специальностей.pdf

МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО И СРЕДНЕГО СПЕЦИАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РСФСР

КУЙБЫШЕВСКИЙ ИНЖЕНЕРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ им. А. И. МИКОЯНА

Кафедра железобетонных и каменных конструкций

Н. А. И Л Ь И Н

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ И КАМЕННЫХ КОНСТРУКЦИЙ СООРУЖЕНИЙ ГРАЖДАНСКОЙ ОБОРОНЫ

Лекции для студентов строительных специальностей

Утверждено советом института 9 ноября 1973 г.

КУЙБЫШЕВ 1974

В данной работе изложены основные положения и требования граждан­ ской обороны по расчету и конструированию убежищ на особое сочетание нагрузок, приведены виды и нормы' особого сочетания нагрузок (с учетом на­ грузки от ударной волны ядерного взрыва), расчетные характеристики мате­ риалов железобетонных и каменных конструкций, проектируемых для работы на действие взрывной нагрузки.

Рассмотрены основные положения расчета конструкций убежищ по проч­ ности, на огнестойкость и тепловую радиацию при пожарах.

Л1атериалы разработаны в соответствии с СН 405-70 [1]. Приведенные данные, за исключением взятых из СН 405-70, не являются официальными. Справочный материал указан в приложении.

Работа предназначена для студентов инженерно-строительного института.

© Куйбышевский инженерно-строительный институт им. А. И. Микояна.

и временную длительную нагрузки определяют согласно требо­ ваниям главы строительных норм и правил [4] и нормам про­ ектирования строительных конструкций зданий и сооружений различных материалов [2, 3].

Расчет железобетонных конструкций убежищ на изгиб под­ разделяют на два случая: случай 1а и 16,

При расчете конструкций по случаю 1а допускается пласти­ ческая деформация растянутой арматуры (aa = Rnay ), а напря­ жения в сжатой зоне бетона не превышают динамического пре­

дела прочности при изгибе (сг6 < ДпР).

При расчете конструкций по случаю 16 считают, что армату­ ра работает в упругой стадии, напряжения в растянутой арма­ туре не превышают динамического предела текучести (о аО ^ ),

а в растянутой зоне бетона допускается появление трещин. Нап­ ряжения в сжатой зоне бетона не превышают динамического

предела прочности при изгибе (ag<.Rnp).

§ 2. ДИНАМИЧЕСКИЕ НАГРУЗКИ ОТ УДАРНОЙ ВОЛНЫ

При ядерном взрыве огромное количеств^ энергии выделя­ ется в виде ударной волны. Из всей энергии взрыва примерно 50% расходуется на ее образование. Быстрое расширение газов огненного шара, имеющих высокую температуру и давление, по­ рождает ударную волну. Параметры ударной волны в воздухе приведены в табл. 1 (см. приложение). В момент прихода удар­ ной волны в заданную точку на местности давление резко повы­ шается от атмосферного (р0— исходная величина) до величины

Избыточное давление на фронте Арф в зависимости от значе­ ния тротилового эквивалента Е (в тыс. т) и расстояния от цент­ ра наземного взрыва R (в м) можно определить по номограмме

(рис. 1).

Пользуясь номограммой, при известных Е и R можно опре­ делить величину и время действия избыточного давления (Арф и т) или решить обратную задачу [14].

Величина и характер приложения динамической нагрузки на конструкции убежища определяются условиями воздействия ударной волны в зависимости от заглубления убежища и уров­ ня грунтовых вод (рис. 2).

Динамическую вертикальную нагрузку на перекрытия убег жищ (рис. 2, а-е) и галерей аварийных выходов обозначают символом р\. Так же обозначена горизонтальная нагрузка на стены, отделяющие убежища от примыкающих помещений под­ валов, не защищенных от ударной волны (рис. 26):

4

Рис. I. Номограмма для определения параметров ударной волны в воздухе при наземном взрыве

5

Рис. 2. Характер приложения динамических нагрузок на конструкции убежищ

6

т. е. динамическую нагрузку р\ принимают равной избыточному давлению на фронте ударной волны (кгс/см2).

Динамическую горизонтальную нагрузку на элементы на­ ружных стен, передаваемую через грунт, обозначают символом

р2 (см. рис. 2, в—е ):

т. е. величина нагрузки р2 равна произведению коэффициента

ружных стен отдельно стоящих убежищ, обвалованных грунтом

т. е. величина нагрузки р3 больше величины нагрузки р2 на коэффициент' кот, учитывающий отражение ударной волны. Значения коэффициента отражения kom^ 1 в зависимости от уклона откосов обвалования принимают по табл. 3.

Динамическую горизонтальную нагрузку для наружных стен, возвышающихся над уровнем земли при частичном заглублении встроенного убежища и непосредственно воспринимающих на­ грузку от ударной волны, обозначают символом р\ (рис. 2д). Величину этой нагрузки определяют в зависимости от избыточ­ ного давления на фронте ударной волны Арф по формуле

Динамическую нагрузку на сплошную фундаментную плиту при полном заглублении встроенного убежища, которая возни­ кает за счет отпора грунта при уровне грунтовых вод выше по­

Динамическую горизонтальную нагрузку на стены убежища в местах расположения входов обозначают символом р&. Вели­ чину нагрузки определяют в зависимости от типа входа и прини­

Динамическую нагрузку на внутренниестенытамбуров-шлю­ зов обозначают символом ру. Величина этой нагрузки равна 80% от величины динамической нагрузки на стены входов:

7

Динамическую нагрузку на оголовки аварийных выходов, возвышающихся над поверхностью земли, обозначают симво­ лом р&. Величина этой нагрузки равна избыточному давлению на фронте ударной волны

Динамическая нагрузка на козырек над входом сквозникового типа перед первой защитно-герметической дверью убежища обозначают символом р д . Нагрузка р д приложена снизу, и ее величина равна 20% величины избыточного давления на фрон­ те ударной волны.

§ 3. ЭКВИВАЛЕНТНЫЕ СТАТИЧЕСКИЕ НАГРУЗКИ

Эквивалентной статической нагрузкой называется такая ста­

Коэффициент динамичности &д учитывает изменение дина­ мической нагрузки во времени и взаимодействии ее с конструк­ цией. При расчете элементов перекрытий убежищ по несущей способности коэффициент динамичности в зависимости от типа конструкций принимают по табл. 5. При расчете конструкций перекрытия отдельно стоящих убежищ на поперечную силу коэффициент динамичности принят на 10% больше, чем в осталь­ ных случаях расчета, но не более 2. Таким образом, учтено тре­ бование п. 3. 12 [1 ].

Эквивалентные статические нагрузки <7! -f- ql при определе­ нии величины продольной силы для внецентренно сжатых (кон­ струкций перекрытия убежищ принимают равными величинам

8