СП 296.1325800.2017 Здания и сооружения. Особые воздействия (с Изменением N 1)

7 Взрывные воздействия

7.1 Общие положения

7.1.1 Взрывные нагрузки следует относить к нормируемым (проектным) особым воздействиям в том случае, если расчетные значения их параметров и распределение по поверхности и (или) объему сооружения установлены в настоящем своде правил, нормативных документах на проектирование конструкций или задании на проектирование.

7.1.2 Перечень взрывных нагрузок и их параметров, учитываемых для зданий и сооружений класса КС-3, а также зданий класса КС-2 с массовым пребыванием людей (по классификации ГОСТ 27751) устанавливаются в задании на проектирование. Требования по обеспечению взрывоустойчивости производственных зданий и сооружений приведены в СП 43.13330 и СП 56.13330.

7.1.3 При проектировании сооружений транспорта и жизнеобеспечения населенных пунктов следует учитывать возможные последствия действия взрывных нагрузок в комбинации с другими особыми воздействиями, сопутствующими взрыву.

7.1.2, 7.1.3. (Измененная редакция, Изм. N 1).

7.2 Внутренний взрыв

7.2.1 Взрывные воздействия необходимо учитывать при проектировании зданий и инженерных сооружений с газоснабжением (квартиры с газовыми плитами), а также предназначенных для хранения или транспортирования взрывчатых веществ (например, химические лаборатории, бункеры, канализационные системы, дорожные и железнодорожные туннели).

Несущие конструкции указанных сооружений следует проектировать таким образом, чтобы исключить возможность прогрессирующего обрушения в результате взрыва внутри помещений.

7.2.2 Взрывы газа внутри замкнутых помещений без проемов

В качестве расчетной нагрузки при взрывах газа в замкнутых пустых помещениях (без окон, дверей и т.д.) с равнопрочными ограждениями необходимо учитывать максимальное статическое давление на несущие и ограждающие конструкции, принимаемое равным 1,1 МПа.

Указанное значение взрывной нагрузки допускается уточнять в задании на проектирование в зависимости от назначения помещений и состава взрывоопасной топливовоздушной смеси.

Взрывные воздействия допускается рассматривать как равномерно распределенное давление по площади ограждения.

В замкнутых загроможденных помещениях большого объема или многокомнатных помещениях в качестве расчетной нагрузки необходимо учитывать максимальное статическое давление на несущие и ограждающие конструкции от внутреннего взрыва, принимаемое равным 3,0 МПа, в том случае, если минимальный размер помещения (длина, высота, ширина) удовлетворяет соотношению

, (7.1)

где - длина детонационной ячейки топливовоздушной смеси, м, для условий в помещении (начальная температура, давление, химический состав), определяемая в задании на проектирование.

7.2.3 Взрывы газа внутри замкнутых помещений с проемами или легкосбрасываемыми конструкциями

В качестве расчетной нагрузки на несущие и ограждающие конструкции при взрывах газа в закрытых помещениях объемом до 1000 м с вентилируемыми проемами (окнами, дверьми и легкосбрасываемыми конструкциями) необходимо учитывать статическое давление взрыва , равное наибольшему из значений (7.2) и (7.3):

, (7.2)

, (7.3)

где - площадь вентилируемых проемов (окон, дверей, перегородок и других легкосбрасываемых конструкций), м;

- объем помещения, м;

- давление активации вентилируемого элемента, МПа, при котором происходит нарушение герметичности помещения (разрушение окон, дверей, мембранных ограждений) или срабатывает механизм предустановленных легкосбрасываемых строительных элементов конструкции.

Численные значения для технического стекла принимают в соответствии с ГОСТ 30698, ГОСТ 30826, для других легкосбрасываемых конструкций - в соответствии с их техническими характеристиками, указанными в нормативных документах на изделия или задании на проектирование.

Отношение площади вентилируемого проема к объему помещения должно составлять не более 0,05.

7.3 Внешний взрыв

7.3.1 При взрыве в открытом пространстве (внешний взрыв) конденсированных взрывчатых веществ или топливно-воздушных смесей на здания и сооружения действуют нагрузки, инициированные воздушной ударной или взрывной волной, которые необходимо учитывать при проектировании.

Основными расчетными параметрами нагрузки при внешнем взрыве в атмосфере с начальным давлением , Па, являются:

- максимальное (пиковое) избыточное давление при взрыве , определяемое с учетом дифракции и отражения взрывной волны;

- продолжительность положительной фазы взрыва ;

- импульс взрывной волны ,

где описывает изменение во времени нагрузки при взрыве;

- атмосферное давление;

- время;

- скорость фронта взрывной волны .

Указанные характеристики, а также вид воздействия (ударная или взрывная волна) устанавливаются в результате анализа рисков.

Другие поражающие факторы при взрыве (например, действие осколков взрывного устройства, обломков разрушенных объектов, находящихся между эпицентром взрыва и сооружением, осколков оконных стекол, дверей, перекрытий, покрытий, перегородок и т.д.), вызванные возможным разрушением элементов конструкций, следует учитывать при разработке системы превентивных мер, уменьшающих риски для жизни и здоровья людей и снижающих возможный экономический ущерб.

Для зданий с проемами следует учитывать также воздействия от внешнего взрыва на внутренние элементы конструкций. При этом расчетное значение эквивалентной статической взрывной нагрузки, действующей в сторону, противоположную нагрузкам на фронтальную поверхность, определяется по формуле

, (7.4)

где - коэффициент динамичности (см. 7.3.4).

Нагрузку от внешнего взрыва, действующую на выступающие части наружных стен в местах расположения входов, на стены тамбур-шлюзов и тамбуров, на ограждающие конструкции аварийных выходов и защитно-герметические двери, следует принимать в соответствии с СП 88.13330.

Расчетные значения взрывных нагрузок приведены в 7.3.2-7.3.4. Указанные здесь значения взрывных нагрузок допускается уточнять с учетом изменения параметров воздействия во времени на основе динамического расчета зданий и сооружений.

7.3.2 В зависимости от формы и характерных размеров конструкции расчетные значения взрывных нагрузок следует задавать, используя одну из трех моделей:

а) Для линейных сооружений или элементов конструкций, имеющих минимальный характерный размер м в направлении, перпендикулярном движению взрывной или ударной волны, нагрузка рассматривается как сила лобового сопротивления элемента конструкции:

, (7.5)

, (7.6)

где - динамическое давление;

- коэффициент лобового сопротивления, приведенный в таблице 7.1;

- коэффициент динамичности, принимаемый согласно 7.3.4;

- атмосферное давление, принимаемое равным 101,325 кПа.

Таблица 7.1 - Коэффициенты лобового сопротивления

Для других геометрических форм коэффициент определяется в рамках научно-технического сопровождения проектирования.

б) Для пространственных зданий и сооружений высотой м, имеющих прямоугольную форму в плане и характерный размер м в направлении, перпендикулярном движению взрывной волны (см. рисунок 7.1), расчетные значения взрывной нагрузки определяются следующим образом:

- для фронтальной поверхности сооружения

; (7.7)

- для остальных (не фронтальных) поверхностей сооружений

, (7.8)

где и определяют по формулам (7.10) и (7.11) соответственно;

- определено в 7.3.4.

Примечания

1 Нагрузки и прикладываются по нормали к соответствующей поверхности сооружения (см. рисунок 7.1).

2 Для зданий и сооружений непрямоугольной геометрической формы нагрузки и определяются в рамках научно-технического сопровождения проектирования.

Рисунок 7.1 - Направления действия взрывных воздействий

Рисунок 7.1 - Направления действия взрывных воздействий

в) Для сооружений или элементов конструкций, имеющих характерный размер 0,3 м3 м, в направлении, перпендикулярном движению взрывной или ударной волны, величину определяют по формуле

, (7.9)

где и определяют согласно формулам (7.5) и (7.10) соответственно;

- коэффициент динамичности (см. 7.3.4).

7.3.3 Расчетные значения параметров и взрывных нагрузок определяют следующим образом:

, (7.10)

, (7.11)

где - коэффициент ослабления взрывной или ударной волны для конструкции длиной (см. рисунок 7.2); при принимают 0,95;

- коэффициент, определяемый по таблице 7.2;

- динамическое давление, определяемое по формуле (7.6).

Рисунок 7.2 - Зависимость коэффициента ослабления взрывной волны от отношения длины конструкции и характерной длины взрывной волны

Рисунок 7.2 - Зависимость коэффициента ослабления взрывной волны от отношения длины конструкции и характерной длины взрывной волны

Таблица 7.2 - Значения коэффициента сопротивления

Характерная длина взрывной волны и характерная скорость фронта взрывной волны определяются по формулам:

, (7.12)

, (7.13)

где =344 м/с - скорость звука в воздухе.

7.3.4 Значение коэффициента динамичности для расчетных взрывных нагрузок, указанных в перечислениях а) и в) 7.3.2, при расчете на действие взрывных волн следует принимать равным 1,5; при расчете на действие ударных волн - равным 2,0; для любого типа расчетных взрывных нагрузок, указанных в перечислении б) 7.3.2, - равным 1,0.

Примечание - Численные значения коэффициента динамичности допускается уточнять на основе результатов динамических расчетов сооружений на взрывные воздействия с учетом их изменения во времени и допустимого уровня повреждений конструкций.


Подраздел 7.3. (Измененная редакция, Изм. N 1).