Характеристика зданий:
Жилых:
Тип «А» - 20%, тип «Б» - 50%, тип «В» - 30%.
Промышленных:
Тип «Б» - 60%, тип «В» - 40%.
Школы:
Тип «Б» - 100%.
Детские сады:
Тип «А» - 20%, тип «Б» - 50%, тип «В» - 30%.
Лечебные учреждения:
Тип «А» - 10%, тип «Б» - 70%, тип «В» - 20%.
Предприятия общественного питания:
Тип «А» - 50%, тип «Б» - 30%, тип «В» - 20%.
Котельные:
Тип «Б» - 100%.
Пример 7
Сваливание (опрокидывание) элементов.
Высокие элементы (опоры ЛЭП, краны с башнями и стрелами, мачты, высокие станки и приборы и т.п.) могут быть свалены или опрокинуты ударной волной.
На элемент действует сила смещения. Моменты силы смещения противодействуют моменты силы тяжести и сил крепления Q. (Рис 1) Условием сваливания для незакрепленных элементов будет превышение момента силы смещения над моментом силы тяжести:
Pсм в > Ga или Pсм > Q,
где в - плечо аэродинамической силы смещения; Q – плечо силы тяжести. Подставив значение Pсм из выражения Fтр Pсм GxSPск здесь Fтр = f G, где f- коэффициент трения (дан в таблице 18), G – вес предмета, получим скоростной напор, при котором произойдет сваливание элемента, Cx- коэффициент аэродинамического сопротивления (табл. 19) = 1,6.
Pск ≥ *.
Условием сваливания для элементов сложной конфигурации и закрепленных на фундаментах и различного рода подставках будет превышение силы смещения над моментами силы тяжести и сил крепления.
Pсм в ≥ +Qa,
где в - плечо аэродинамической силы смещения Рсм; а - плечо силы крепления Q; – плечо силы тяжести.
В этом случае некоторую трудность будет представлять наложение плеча силы смещения, точка приложения которой находится прмерно в центре давления площади S силуэта сваливаемого предмета. Если известна площадь Si каждой части предмета и высота центра тяжести этой площади bi относительно основания, то плечо в силы Pсм приближено определяют по формуле:
B = .
Пример: Определить избыточное давление во фронте ударной волны, при котором блок программного устройства, установленный на ровной поверхности, будет опрокинут.
Вес прибора 250 Н, высота 40см, длина 20см, ширина 20см, центр тяжести и центр давления силы смещения в центре прибора.
Решение: по формуле (2) для площади поперечного сечения S=0,2*0,4=0,08м2, определяем:
Pск ≥ -= 980 н/м2 ≈ 1 КПа
При этом скоростном напоре или избыточном давлении во фронте ударной волны 17кПа (см. таблицу 17) прибор будет опрокинут.
Таблица 17 - Скоростной напор и избыточное давление
Избыточное давление кПа |
Скорость |
Плотность частиц воздуха, кг/м^3 |
Давление | ||
Фронта м/c |
Частиц воздуха, м/c |
скоростного напора, КПа |
во фронте отраженной волны, КПа | ||
0 |
340 |
0 |
12,9 |
0 |
0 |
1 |
341 |
2,3 |
1,30 |
0,0035 |
2,0 |
10 |
354 |
22,3 |
1,38 |
0,35 |
20,8 |
20 |
367 |
43,2 |
1,46 |
1,37 |
43,8 |
30 |
380 |
62,3 |
1,54 |
3,04 |
67,3 |
40 |
392 |
80,5 |
1,63 |
5,34 |
93 |
50 |
404 |
97,5 |
1,70 |
8,23 |
120 |
60 |
416 |
113,7 |
1,78 |
11,7 |
148 |
80 |
439 |
143,7 |
1,93 |
20,3 |
209 |
100 |
460 |
171,0 |
2,04 |
30,9 |
274 |
120 |
480 |
196,7 |
2,2 |
43,4 |
344 |
140 |
500 |
220,4 |
2,34 |
57,7 |
418 |
160 |
519 |
242,7 |
2,46 |
73,6 |
497 |
180 |
537 |
263,6 |
2,58 |
91,1 |
579 |
200 |
555 |
283,6 |
2,69 |
110 |
664 |
300 |
635 |
371,1 |
3,18 |
223 |
1135 |
400 |
707 |
444,5 |
3,59 |
361 |
1666 |
500 |
772 |
508,7 |
3,94 |
517 |
2240 |
По скоростному напору, найденному из формулы (2) или таблицы 17 можно определить избыточное давление во фронте ударной волны, при котором произойдет смещение предмета.
Таблица 18 – Коэффициент трения
Наименование трущихся материалов |
Коэффициент трения |
Коэффициент трения скольжения | |
Стали по стали |
0,16 |
Металла по линолеуму |
0,2-0,4 |
Металла по дереву |
02,-05 |
Резины по твердому грунту, линолеуму |
0,4-0,6 |
Резины по дереву |
0,5-0,8 |
Дерева по дереву |
0,2-0,5 |
Окончание таблицы 18
Коэффициент трения качения | |
Стального колеса по: - рельсу |
0,05 |
| |
- Кафельной плитке |
0,1 |
- Линолеуму |
0,15-0,2 |
- Дереву |
0,12-0,15 |
Таблица 19 –Коэффициент аэродинамического сопротивления
Форма тела |
Gx |
Направление движения воздуха |
1 |
2 |
3 |
Параллелепипед, имеющий квадратную грань и длину, равную утроенной стороне квадрата |
0,85 |
Перпендикулярно квадратной грани |
Куб |
1,6 |
Перпендикулярно грани |
Диск |
1,6 |
Перпендикулярно диску |
Пластина квадратная с толщиной, равной 1/5 стороны |
1,45 |
Перпендикулярно пластине |
Цилиндр h/d =1 h/d=4 h/d=9 |
0,4 0,43 0,45 |
Перпендикулярно оси цилиндра h - высота, d- диаметр цилиндра |
Сфера Полусфера |
0,25 0,3 |
Параллельно плоскости основания полусферы |
Пирамида с квадратным основанием |
1,1 |
Параллельно основанию и перпендикулярно грани основания. |
Таблица 20
Параметры |
Варианты задачи №7 | |||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
0 | |
Вес прибора |
250H |
300H |
200H |
180H |
220H |
190H |
150H |
320H |
100H |
280H |
Высота |
40см |
50см |
35см |
45см |
55см |
25см |
48см |
60см |
58см |
70см |
Длина |
20см |
30см |
25см |
35см |
40см |
90см |
28см |
45см |
50см |
70см |
ширина |
25см |
35см |
30см |
40см |
45см |
85см |
32см |
48см |
55см |
65см |