МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования
«Южно-Уральский государственный университет»
(национальный исследовательский университет) Архитектурно-строительный институт
Кафедра «Строительное производство и теория сооружений»
РАБОТА ПРОВЕРЕНА Рецензент:
Директор филиала АО «Газпром газораспределение Челябинск» в г.
Южноуральске
______________ Дмитриев А.Г.
«___» ____________ 2020 г.
ДОПУСТИТЬ К ЗАЩИТЕ Заведующий кафедрой:
________________ Г.А. Пикус
«___» ____________ 2020 г.
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к выпускной квалификационной работе магистра на тему:
«Компьютерное моделирование динамической реакции пятиэтажного каркасного жилого здания при взрыве бытового газа»
ЮУрГУ08.04.01 «Строительство». АС-393. ПЗ ВКР
Консультант:
_____________ Потапов А.Н.
«___» ____________ 2020 г.
Руководитель:Профессор кафедры СПТС, Доктор технических наук
_____________________ Потапов А.Н.
«___» ____________ 2020 г.
Консультант:
_____________ Потапов А.Н.
«___» ____________ 2020 г.
Проверка по системе антиплагиат: _____%
_______________________ Потапов А.Н.
«___» ____________ 2020г.
Нормоконтролер:
_____________ Потапов А.Н.
«___» ____________ 2020 г.
Автор ВКР:
________________________ Мусин Э.А.
«___» ____________ 2020 г.
Реферат
Мусин Э.А. «Компьютерное моделирование динамической реакции пятиэтажного каркасного жилого здания при взрыве бытового газа», пояснительная записка. – Челябинск: ЮУрГУ, АСИЗ-393, 2020. - 119 стр., библ. наим. – 41, табл. – 7, илл. – 20, приложений – 4.
Актуальность темы связана, с одной стороны, со сложностью расчета жилых многоквартирных зданий при действии взрыва бытового газа на основе традиционных программных комплексов, с другой стороны, – с острой необходимостью такого анализа вследствие частых случаев выключающихся стеновых панелей в момент взрыва бытового газа.
Объект исследования – плоский 5-этажный каркас, деформирующийся по форме сдвига.
Предмет исследования – характеристики колебаний и параметры реакции каркаса – перемещения, скорости, усилия отдельных узлов (этажей).
Метод исследования – временной анализ реакции.
Задача исследования.
1. Построение матрицы жесткости исходного каркаса и поврежденного каркаса при выключении стеновой панели.
2. Построение математической модели колебаний каркаса при внезапном разрушении и составлении программы расчета.
3. Определение напряженно деформированного состояния каркаса.
Построение и сравнение результатов для базовой и поврежденной моделей каркаса при выключении стеновой панели.
4. Определение зависимости между параметрами реакции каркаса и продолжительностью взрыва.
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего
образования
«Южно-Уральский государственный университет»
(национальный исследовательский университет) Архитектурно-строительный институт
Кафедра «Строительное производство и теория сооружений»
РАБОТА ПРОВЕРЕНА Рецензент:
Директор филиала АО «Газпром газораспределение Челябинск» в г.
Южноуральске
______________ Дмитриев А.Г.
«___» _________________ 2020 г.
ДОПУСТИТЬ К ЗАЩИТЕ
Заведующий кафедрой:
_____________ Пикус Г.А.
«___» ____________ 2020 г.
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к выпускной квалификационной работе магистра на тему:
«Компьютерное моделирование динамической реакции 5-этажного каркасного жилого здания при взрыве бытового газа»
ЮУрГУ 08.04.01 «Строительство». АСИ-393. ПЗ ВКР
Консультант:
_____________ Потапов А.Н.
«___» ____________ 2020 г.
Руководитель: Профессор кафедры СПТС, Доктор технических наук
_________________________Потапов А.Н.
«___» ____________ 2020 г.
Консультант:
_____________ Потапов А.Н.
«___» ____________ 2020 г.
Проверка по системе антиплагиат: _____%
________________________ Потапов А.Н.
«___» ____________ 2020г.
Нормоконтролер:
_____________ Потапов А.Н.
«___» ____________ 2020 г.
Автор проекта студент группы АСИ-393:
________________________Мусин Э.А.
«___» ____________ 2020 г.
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ ... 4
ГЛАВА 1. ОБЗОР СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА ... 12
1.1 Результат патентного поиска. Преимущества и недостатки ... 21
1.2 Отечественный и зарубежный поиск ... 45
1.3 Теоретические основы метода временного анализа ... 46
1.4 Перспективы развития. Выводы ... 51
ГЛАВА 2. ПОСТРОЕНИЕ ИСХОДНОЙ ИНФОРМАЦИИ РАСЧЕТНОЙ МОДЕЛИ КАРКАСНОГО ЗДАНИЯ ... 52
2.1 Вводная часть ... 52
2.2 Построение матрицы масс БМ и ПМ-1 ... 64
2.3 Построение матрицы жесткости БМ и ПМ-1 ... 65
2.4 Построение матрицы демпфирования БМ и ПМ-1 ... 66
2.5 Построение вектора воздействий ... 68
2.6 Выводы ... 69
ГЛАВА 3. ВРЕМЕННОЙ АНАЛИЗ РЕАКЦИИ КАРКАСНОГО ЗДАНИЯ ... 70
3.1 Блок-схема программы по расчету каркаса здания БМ и ПМ-1 ... 70
3.2 Программа расчета БМ и ПМ-1 ... 78
3.3 Расчет петли крепления панели ... 79
3.4 Результаты расчета БМ и ПМ-1 ... 81
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ... 82
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ... 84
ПРИЛОЖЕНИЕ ... 89
ВЕДЕНИЕ
Современные конструкции работают в условиях сложных динамических воздействий, вызываемых деятельностью человека или природными воздействиями. Техногенная деятельность человека связана с взрывами газа,пожарами, наездами транспорта на строительные объекты, колебаниями грунта и зданий от движения поездов, динамическими воздействиями машин на грунт (промышленная сейсмика), дефектами проектирования, терактами и т д. К природнымвоздействиям относятся сейсмические воздействия, влияние ветровойнагрузки, оползни, неравномерная деформация грунтов и многое другое.
Одни из последних крупных аварий, результатами которых был бытовой газ, к сожалению, свидетельствует тот факт, что при строительстве жилых зданий состояние защиты от динамических воздействий не позволяет предотвращать не только сами аварии, но и прогрессирует разрушение зданий после данной аварии.
Ст.7 Федерального закона РФ №384-ФЗ «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений» [6] сказано: «Строительные конструкции и основание здания или сооружения должны обладать такой прочностью и устойчивостью, чтобы в процессе строительства и эксплуатации не возникало угрозы причинения вреда жизни или здоровью людей, имуществу физических или юридических лиц, государственному или муниципальному имуществу, окружающей среде, жизни и здоровью животных и растений в результате:
1) разрушения отдельных несущих строительных конструкций или их частей;
2) разрушения всего здания, сооружения или их части;
3)деформации недопустимой величины строительных конструкций, основания здания или сооружения и геологических массивов прилегающей территории;
4) повреждения части здания или сооружения, сетей инженерно-
технического обеспечения или систем инженерно-технического обеспечения в результате деформации, перемещений либо потери устойчивости несущих строительных конструкций, в том числе отклонений от вертикальности.»
В равной степени мы можем наблюдать, что жилые и общественные здания и сооружения (имеющие нормальный уровень ответственности, на основании ФЗ) никак не защищены законом от подобного рода воздействий.
В ст. 16 ФЗ [6] сказано: «Выполнение требований механической безопасности в проектной документации здания или сооружения должно быть обосновано расчетами и иными способами, указанными в части 6 статьи 15 настоящего Федерального закона, подтверждающими, что в процессе строительства и эксплуатации здания или сооружения его строительные конструкции и основание не достигнут предельного состояния по прочности и устойчивости при учитываемых в соответствии с частями 5 и 6 настоящей статьи вариантах одновременного действия нагрузок и воздействий.
При проектировании здания или сооружения повышенного уровня ответственности должна быть учтена также аварийная расчетная ситуация, имеющая малую вероятность возникновения и небольшую продолжительность, но являющаяся важной с точки зрения последствий достижения предельных состояний, которые могут возникнуть при этой ситуации (в том числе предельных состояний при ситуации, возникающей в связи со взрывом, столкновением, с аварией, пожаром, а также непосредственно после отказа одной из несущих строительных конструкций».
Так как норм по сохранению зданий и сооружений, обладающих юридической силой, не существует, их место занимает огромное количество разного вида рекомендаций, основанных, преимущественно, на экспериментальных изысканиях.
Взрывы газа в зданиях, от момента начала утечки бытового газа, до разрушения конструкций вызванными различными воздействиями в результате горения газовоздушной смеси, - процесс, зависящий от множества факторов.
Важное значение имеет наличие легкосбрасываемых конструкций, которые позволяет снизить давление при взрыве газа за счет выхода горючей смеси и продуктов горения через проем. На сегодняшний день данный способ защиты, нашедший широкое применение в проектировании и строительстве объектов капитального значения, не достаточно изучен применительно к жилым объектам строительства. На основании этого и требования к ограждающим конструкциям в жилых и общественных зданиях и сооружениях не подлежат нормированию в качестве легкосбрасываемых конструкций, несмотря на то, что параметры конструкций, в части остекления, существенно влияют на его сбросные свойства и могут позволить остеклению быть защитным механизмом при взрыве внутри помещения. Экспериментальные величины давления газа при различных вариантах заполнения проемов получены, профессором Г.Г. Орловым [25].
В работах профессора Г.Г. Орлова сказано, что в зависимости от размеров стекол в проеме (толщина, площадь, соотношение сторон) и схема крепления полотна стекла в переплете (внутреннее, наружное) величина нагрузок, разрушающих стекла, может изменятся. Стекло разрушается до момента, пока фронт пламени достигает поверхности стекла. Для правильного выбора вариантов остекления в качестве легко сбрасывемых конструкций (ЛСК) необходимо условие, чтобы нагрузки не превышали нагрузки критичные для строительных конструкций. При применении двойного (тройного) остекления оконные переплеты должны устанавливаться с выполнением так называемых ослабленных креплениях (например, при помощи болтов с ослабленной шейкой). Показатели взрывной
нагрузки для стекол различной площади и толщины сведены Г.Г. Орловым в несколько таблиц.
Аварийные взрывы, случившиеся внутри зданий и помещений – это наиболее часто происходившие взрывы и характеризуются они не детонационным, а дефлаграционным типом взрывного превращения, что накладывает определенные особенности на способы прогнозирования взрывных нагрузок и на методы уменьшения последствий аварийных взрывов. Дефлаграционный взрыв - процесс дозвукового горения, при котором образуется быстро перемещающаяся зона (фронт) химических превращений. Передача энергии от зоны реакции в направлении движения фронта происходит за счет теплопередачи, в отличие от детонации, при которой зона превращений распространяется со сверхзвуковой скоростью и передача энергии происходит за счет ударного сжатия. Дефлаграционное горение в атмосфере характеризуется тем, что фронт пламени создает при движении впереди себя волну сжатия, переходящую на дальних расстояниях в слабую ударную волну. А т.к. скорость распространения пламени существенно меньше скорости звука (около 3м/с), при дефлаграционном взрыве реализуется принцип квазистатичности избыточного давления, который заключается в независимости взрывной нагрузки от пространственной координаты. Т.е. давление, действующее в данный момент времени на любой конструктивный элемент ограждения (стены, потолок, пол, окна, двери и т.д.), одинаково во всех точках помещения [35].
Передача энергии от зоны реакции в направлении движения фронта происходит за счет теплопередачи, в отличии от детонации, при которой зона превращений распространяется со сверхзвуковой скоростью и передача энергии происходит за счет ударного сжатия. Физические аспекты экспериментально исследованы и описаны профессором Комаровым А.А.
Наиболее опасен сценарий развития аварии, при котором здание переходит в стадию прогрессирующего разрушения, т.е. последовательного
разрушения несущих строительных конструкций, приводящее к обрушению всего сооружения или его частей.
Для того, чтобы понять, почему расположенные рядом здания, запроектированные с учетом рекомендаций нормативных документов, в одном случае выдерживают взрыв, а в другом – разрушаются, необходимо уметь количественно оценивать интенсивность взрывной нагрузки в зависимости от факторов, влияющих на формирование взрывоопасного облака при взрыве бытового газа, и передавать эту нагрузку на пространственную расчетную модель здания, включающую элементы, которые в обычных эксплуатационных условиях являются самонесущими, а при наличии локальных воздействий активно участвуют в перераспределении нагрузки.
Актуальность исследований.В результате воздействий в нагруженных элементах конструкций из материалов типа железобетона возможен мгновенный переход конструктивной системы в запредельное состояние. Он может характеризоваться мгновенным (хрупким) разрушением отдельных элементов или узлов конструктивной системы. При этом опасным становится не только разрушение какого-либо отдельного несущего элемента конструкции, но и возникающий дополнительный эффект от этого разрушения. Этот эффект связан с внезапным понижением жесткости системы, способный вызвать запредельные напряжения в других элементах конструкции, которые связаны с возникновением запредельных состояний второй или первой группы. Такая реакция системы может приводить как к локальному, так и прогрессирующему (лавинообразному) обрушению всего сооружения[15, 30, 33].
Поэтому возникает сложная теоретическая задача о необходимости разработки методов расчета сооружений с последовательно изменяющейся конструктивной и расчетной схемой. Одна из важнейших задач моделирования прогрессирующего разрушения стержневой систем должна
состоять в том, чтоб методы позволяли давать ответ на вопрос о недопустимости (или допустимости) возникновения предельного состояния в том или ином элементе конструкции.Другая задача состоит в том, чтобы методы позволяли дать оценку последствий такого разрушения, т.е.
определить перспективы и характер последующего возможного разрушения системы. Такой анализ позволит повысить безопасность эксплуатации систем при запроектныхвоздействияхи надежность строительных конструкций[30, 33, 50].
Цель работы.Показать возможность использования метода временного анализа для оценки реакции каркасного здания при внезапном выключении стеной панели и стеной панели с одной из колонн каркаса при действии импульсной нагрузки, которая может моделировать взрыв.
Задача исследования.
1. Построение матрицы жесткости исходного каркаса и поврежденного каркаса в двух вариантах при выключении стеновой панели и стеной панели сколонной каркаса.
2. Построение математической модели колебаний каркаса при внезапном разрушении.
3. Построение блок схемы алгоритма и программы расчета по методике временного анализа.
4. Определение напряженно деформированного состояния несущих элементов каркаса. Построение и сравнение результатов для базовой и поврежденных моделей каркаса.
5. Учет эффекта от разрушения колонны каркаса с оценкой последствий этого разрушения.
Метод исследования.При решении задачи используется метод временного анализа разработанный в программе MATLAB(далее по текстуДДС). Метод основан на анализе характеристического матричного
квадратного уравнения. Разработки данного подхода связаны с научным направлением кафедры строительного производства и теории сооружений.
Научная новизна.
1. Метод позволяет определять динамическую реакцию расчетной модели каркасного здания в аналитическом виде как до разрушения стеновой панели и стеновой панели с колонной, так и после ее разрушения.
2. Разработка математической модели поврежденного каркаса при действии импульсной нагрузки, моделирующей взрыв.
Достоверность полученных результатов.Достоверность обосновывается использованием классических методов строительной механики, методов высшей математики в сочетании с аппаратом матричной алгебры.
Практическая ценность работы.Практическая ценность определяется следующими положениями:
- получено решение важного в прикладном отношении класса динамических задач с учетом выключения связей, вызванных действием импульсной нагрузки.
- разработан расчетный алгоритм и программа по временному анализу каркаса при разрушении его стеновой панели и стеновой панели с колонной.
- Данный алгоритм может быть применен в расчетах аналогичных конструкций в проектных организациях.
Структура и объем работы. Выпускная работа состоит из введения, трех глав, анализа результатов и выводов, четырех приложений. Содержит 119 страниц текста, 20 рисунков, библиографический список из 41 наименования.
ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ БМ – базовая модель;
ДДС – дискретная диссипативная система;
МКУ – матричное квадратное уравнение;
НДС – напряженно деформированное состояние;
ОДУ – обыкновенное дифференциальное уравнение;
ПМ-1 – поврежденная модель каркаса без стеной панели;
ПМ-2 – поврежденная модель каркаса без стеновой модели и колонны;
РДМ – расчетная динамическая модель;
ц.т. – центр тяжести;
ц.ж. – центр жесткости;
ГЛАВА 1. ОБЗОР СОТСОЯНИЯ ВОПРОСА
Многообразие конструктивных решений зданий и сооружений определяет многообразие их расчетных моделей и неоднозначность наиболее опасных схем их локального разрушения. На сегодняшний день существует большое количество методических и нормативных документов, позволяющих оценивать действие взрыва на здания и сооружения, но все они различны не только в расчетных показателях избыточного давления при внутреннем взрыве, но и в оценке воздействия поражающих факторов на конструкции строительных объектов
Наличие постоянной (даже незначительной) вентиляции существенно повышает уровень взрывобезопасности, т.к. резко снижает способность формирования взрывоопасных облаков в жилых помещениях. Рассмотрев СП 60.13330.2012 Свод правил. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха [14], а также изучив статистику, приходишь к мнению, что не всегда проектные группы, а чаще строительные компании соблюдают требования нормативной документации.
Статистика произошедших с 2014 по 2019 годы взрывов бытового газа в жилых домах в России с человеческими жертвами:
3 ноября 2014 г.в Перми при взрыве бытового газа обрушилась часть трехэтажного жилого дома. Дом был признан непригодным для проживания
и снесен.
29 октября 2015 г. в поселке Корфовский (Хабаровский край) в результате взрыва бытового газа в жилом трехэтажном доме обрушился один из подъездов. Дом был признан пригодным для последующего проживания.
20 декабря 2015 г. в Волгограде на ул. Космонавтов произошел взрыв бытового газа. Взрыв обрушил внешнюю стену здания со 2-го по 9-й этажи, вызвал пожар на площади около 30 кв. м. Дом был признан непригодным для
проживания и снесен.
11 января 2016 г. в Воронеже при взрыве газового баллона в многоэтажном жилом доме, пострадали три человека. Взрыв повредил семь квартир, здание
было восстановлено в марте того же года.
16 февраля 2016 г. в Ярославле в панельном пятиэтажном доме на ул. 6-я Железнодорожная произошел взрыв газа. В результате ЧП обрушились пять этажей четвертого подъезда. Здание впоследствии было снесено.
23 февраля 2016 г. в Черняховске (Калининградская обл.) при взрыве баллона с бытовым газом в квартире трехэтажного жилого дома по ул.
Ленина погиб мужчина. Взрыв вызвал пожар на площади 50 кв. м,
проводилась эвакуация 30 жильцов.
4 мая 2016 г. в городе Балаково (Саратовская обл.) в жилом девятиэтажном доме по ул. Шевченко произошел хлопок бытового газа. Площадь пожара
составила 30 кв. м.
30 мая 2016 г. в Уфе погиб мужчина, выпавший из окна девятого этажа жилого дома по адресу: ул. Правды, 25. Вероятной причиной падения
послужил взрыв скопления бытового газа.
6 июня 2016 г. в Оренбурге в 9-этажном жилом доме по ул. Алтайская произошел взрыв бытового газа.
17 июля 2016 г. в станице Выселки (Краснодарский край) на первом этаже
жилого дома произошел взрыв газа.
4 октября 2016 г. в поселке Ильинское-Хованское (Ивановская обл.) произошел взрыв газового баллона на втором этаже двухэтажного дома,
обрушился один подъезд.
7 октября 2016 г. в Балашихе в комнате консьержа 17-этажного жилого дома
произошел взрыв бытового газа.
23 октября 2016 г. в Рязани произошел взрыв бытового газа в десятиэтажном доме. Взрывом было разрушено 14 квартир, еще семь квартир повреждены.
Основная версия происшествия - утечка газа.
6 ноября 2016 г. в г. Иваново произошел взрыв бытового газа в двухэтажном жилом доме по ул. Минская. Площадь разрушений составила 80 кв. м. По основной версии следствия, эпицентром взрыва стала квартира на первом этаже, в которой был обнаружен газовый котел с повреждениями и следы
термического воздействия на полу.
21 ноября 2016 г. в Южноуральске (Челябинская обл.), в двухэтажном жилом доме произошел взрыв газа, повлекший за собой возгорание. По предварительным данным, причиной взрыва стало нарушение правил эксплуатации газового баллона, который подвергся резкому перепаду температур. Всего взрывом и пожаром были повреждены четыре квартиры.
7 декабря 2016 г. в г. Советская Гавань (Хабаровский край) произошел взрыв газа в многоквартирном домепо ул. Рабочая.
20 января 2017 г. в г. Белорецк (Башкирия) в результате хлопка газовоздушной смеси в пятиэтажном жилом.
11 января 2017 г. в Саратове произошел взрыв бытового газа в шестиэтажном жилом доме. В результате взрыва обрушились перекрытия; на трех этажах с третьего по пятый возник пожар на площади 250 кв м. По данным СК, взрыв был вызван самовольной установкой газовой плиты в одной из квартир. Дом был восстановлен в течение месяца.
9 апреля 2017 г. в Таганроге (Ростовская обл.) при взрыве бытового газа в пятиэтажном доме по адресу ул. Шаумяна. Три квартиры были полностью разрушены, еще десять квартир получили повреждения. Разрушилась внешняя стена здания на площади 20 кв. м..
16 мая 2017 г. в Волгограде при взрыве в четырехэтажном доме на Университетском проспекте произошло обрушение подъезда. Накануне нанятые владельцами павильона рабочие повредили газовую трубу.
Аварийная бригада оперативно устранила утечку газа, однако затем в ходе восстановительных работ произошел взрыв. Дом был снесен.
9 ноября 2017 г. в Ижевске полностью обрушилась секция девятиэтажного
дома. В пресс-службе правительства Удмуртии сообщили, что предварительной причиной обрушения является взрыв бытового газа.
24 ноября 2017 г. в Мурманске загорелись 2 квартиры после взрыва
бытового газа в жилом доме.
23 декабря 2017 г. в Омске в жилом доме произошел взрыв газа. Взрыв произошел в новостройке в квартире на 10-м этаже 10-этажного трехподъездного панельного дома. Дом частично заселен.
27 февраля 2012 г.в Астрахани. Был полностью разрушен один из подъездов в девятиэтажном жилом доме на ул. Островского.
31 декабря 2018 г. в Магнитогорске в результате взрыва бытового газа произошло обрушение одного из подъездов десятиэтажного жилого дома. 3 января МЧС завершило спасательную операцию, из-под завалов были извлечены тела 39 человек. Шесть человек выжили и были госпитализированы.
20 декабря2018 г. произошел взрыв газа в доме в Северной Осетии, где в результате последующего пожара пострадали пять человек, в том числе двое детей.
15 декабря2018 г. около полуночи в Вологде произошел взрыв бытового газа в квартире на последнем этаже в многоквартирном жилом доме. В результате взрыва пострадала хозяйка квартиры, которая скончалась в машине скорой медицинской помощи. С травмами в больницу были доставлены двое мужчин и женщина.
29 ноября2018 г. произошел взрыв бытового газа в многоэтажном доме в Махачкале. Пострадали три человека.
28 ноября2018 г. в 16-квартирном двухэтажном жилом доме в Киржачском районе Владимирской области произошел взрыв газа. Один человек погиб, еще двое пострадали.
16 ноября2018 г. в частном доме в селе в Баксанском районе Кабардино- Балкарии произошел взрыв газа. Три человека, включая трехлетнего ребенка, пострадали.
7 ноября2018 г. произошел взрыв газовоздушной смеси в девятиэтажном жилом доме в поселке Пригорское в Смоленской области. Шестнадцать квартир были повреждены.
6 ноября 2018 г.взрыв газа и пожар произошел в жилом пятиэтажном доме поселка Приамурский Еврейской автономной области. Пострадали пять человек, один из которых с ожогами 70% тела скончался в больнице.
В ночь на 25 октября в частном доме Самары произошел взрыв бытового газа. В результате погиб один человек и полностью обрушилось строение.
20 сентября2018 г. произошел взрыв бытового газа в жилом одноэтажном доме населенного пункта Улукулево в Башкирии. Произошло обрушение двух квартир. Два человека погибли, еще двое пострадали.
14 августа2018 г. в многоквартирном доме в Орле произошел взрыв бытового газа. Погибших нет, два человека госпитализированы.
22 июня2018 г. из-за утечки бытового газа произошел взрыв в трехкомнатной квартире на пятом этаже в пятиэтажном жилом доме в Заинске (Татарстан). В результате обрушились кровля, фасад, частично перегородки и плиты перекрытия. Пострадали 10 человек, в том числе ребенок. Восемь пострадавших были госпитализированы, двое из них скончались позже в больницах.
10 июня2018 г. в четырехэтажном жилом доме в Пензе произошел взрыв газа, пострадал один человек.
9 июня 2018 г.произошел взрыв газа в жилом доме поселка Октябрьский Хабаровского края. Погиб один мужчина, две человека госпитализированы.
23 мая2018 г. произошел взрыв бытового газа и последующий пожар в пятиэтажном жилом доме в Перми. В результате взрыва повреждена
перегородка между двумя смежными квартирами и перекрытие между этажами одного подъезда. Пострадали четыре человека.
1 мая2018 г. в городе Мичуринске в Тамбовской области произошел взрыв бытового газа с последующим возгоранием. Пострадала женщина.
1 мая2018 г. хлопок газа и пожар произошел в 9-этажном жилом доме в Екатеринбурге. При пожаре пострадали 11 человек, из них шесть госпитализированы, в том числе трое детей.
16 апреля2018 г. в доме города Заводоуковска Тюменской области произошел взрыв газа. Пострадали три человека.
29 марта2018 г. в трехэтажном жилом доме в поселке Северный Белгородской области произошел взрыв бытового газа. Повреждены три квартиры. Пострадал один человек.
20 марта2018 г. в Мурманске произошел взрыв газа в крайнем подъезде пятиэтажного жилого дома. В результате обрушилась часть кровли, перекрытий и часть внешней стены здания с третьего по пятый этажи включительно, были повреждены шесть квартир. Два человека погибли на месте, еще один скончался в больнице от травм. Также в больнице скончался мужчина, подозреваемый в организации взрыва газа. Он признался, что хотел покончить с собой.
20 марта2018 г. в Мурманске произошел взрыв газа в крайнем подъезде пятиэтажного жилого дома. В результате обрушилась часть кровли, перекрытий и часть внешней стены здания с третьего по пятый этажи включительно, были повреждены шесть квартир. Погибли два человека — мужчина и женщина, шестеро пострадали.
17 марта2018 г. один ребенок погиб, еще два человека, в том числе несовершеннолетний, пострадали при взрыве газа в частном жилом доме в Шалинском районе Чечни. В строении взрывом повреждено потолочное перекрытие, нарушено остекление.
13 марта2018 г. взрыв газа с последующим возгоранием произошел в жилом девятиэтажном доме в Санкт-Петербурге. Обрушились наружные стены на восьмом и девятом этажах здания. В результате ЧП один человек пострадал.
11 марта2018 г.бытовой газ взорвался в пятиэтажном жилом доме в Краснодаре. В доме частично обрушилась стена на пятом и четвертом этажах, повреждена часть кровли над пятым этажом. Были эвакуированы 30 человек. Погибших не было, пострадали семь человек, среди которых дети девяти и двенадцати лет.
1 марта2018 г.в подмосковном Раменском после хлопка газа в жилом многоэтажном доме начался пожар, в результате которого 11 человек пострадали, двое погибли.
27 февраля2018 г.в частном доме в селе Автуры в Чечне произошел взрыв бытового газа. Пострадали шестеро взрослых и четверо детей в возрасте до пяти лет.
6 февраля2018 г.в одноэтажном частном доме в дагестанском Хасавюрте произошел хлопок газа без последующего возгорания, один человек пострадал.
27 января2018 г.в городе Волжский Волгоградской области газ взорвался в одной из квартир на верхнем этаже пятиэтажного жилого дома. Пострадал один человек.
20 января2018 г.в Каспийске (Дагестан) в одноэтажном частном доме произошел хлопок газа без последующего горения. В результате взрыва дом был частично разрушен. Пострадал один человек.
17 января2018 г.в Ростове-на-Дону хлопок газа с возгоранием произошел на пятом этаже десятиэтажного дома. Один человек погиб. Во время осмотра места происшествия было установлено, что плита в квартире многоэтажного дома, где произошел взрыв, не была присоединена к газовой трубе. В результате взрыва повреждения получили семь квартир, фасад дома и несколько автомобилей.
16 января2018 г.в девятиэтажном жилом доме в Нижнем Новгороде взорвалась газо-воздушная смесь. Взрыв произошел в квартире на пятом этаже. Два человека пострадали.
14 февраля 2019г. в результате взрыва газа в жилом доме в Красноярске были повреждены стены второго и третьего этажей. Спасены 12 человек, из них двое детей. Под завалами было обнаружено тело женщины.
20 января 2019г. произошел хлопок газа в однокомнатной квартире на первом этаже многоэтажного жилого дома в поселке Ишеевка в Ульяновской области. Термические ожоги кисти и ушной раковины получил шестилетний мальчик. Конструкции дома не были нарушены, были выбиты стекла на кухне и в комнате квартиры, где произошел хлопок газа.
14 января 2019г. в городе Шахты Ростовской области произошел взрывбытового газа в многоэтажном доме, частично обрушились перекрытия между восьмым и девятым этажами. Спасены были семь человек, пятеро погибли. У здания частично обрушились восьмой и девятый этажи.
Тревожная статистика.
На основании вышеизложенного хотелось бы отметить что это проблема требует дополнительного углубленного изучения. Каждый момент взрыва это индивидуальная ситуация и не важно кирпичное, панельное или монолитное здание. Необходимо подходить индивидуально к проектированию каждого объекта, выполнять точные расчеты несущих конструкций, легкосбрасывемых материалов, но не надо забывать про человеческий фактор. Порой мы сами создаем ситуации, которые приводят к трагедии. Кроме этого необходимо иметь в виду, что вероятность взрыва значительно возрастает при ухудшении качества вентиляции. На это указывает статистика взрывов, количество которых резко увеличивается в периоды межсезонья, когда отключается (или еще не включено) отопление. В эти периоды температура в квартирах близка к температуре окружающей среды (окна в квартирах при этом закрыты), поэтому качество естественной
вентиляции достаточно плохое (вентиляция «опрокидывается»). Следствием этого является формирование взрывоопасной смеси даже при незначительной утечке газа. Поэтому профилактика вентиляционной системы жилых зданий является и профилактикой взрывобезопасности.
В заключение необходимо отметить, что обрушение межквартирных перегородок часто является причиной травмирования и гибели людей в квартирах, соседних с аварийной квартирой.
1.1 Результат патентного поиска. Преимущества и недостатки
Патентный поиск - это процесс отбора соответствующих запросу документов или сведений по одному или нескольким признакам из массива патентных документов или данных, при этом осуществляется процесс поиска из множества документов и текстов только тех, которые соответствуют теме или предмету запроса приведены в таблице 1.
Таблица 1- Календарный план
Виды патентных исследований
Подразделение исполнители (соисполнители)
Ответственные исполнители
Сроки вы- полнения патентных исследований:
начало–
окончание
Отченые до- кументы
1. Обоснование, исследование и разработка новых типов несущих и ограждающих конструкций зданий и сооружений
Дисциплина:
Управление инновационной деятельностью в строительстве
Студент 2 курса группа АСИ - 293 Иванова О.А.
Мусин Э.А.
Июнь 2019г Отчет о патентных исследо- ваниях (по каждой теме), ТЗ.
2. Разработка и совершенствовани е методов и систем качества строительных конструкций зданий и сооружений в период их строительства, эксплуатации, усиления и восстановления
Июнь 2019г
3. Разработка способов утилизации и повторного использования материалов от разборки зданий и сооружений
Июнь 2019г
Регламент поиска № 1
Наименование работы (тема) – «Разработка и совершенствование методов и систем качества строительных конструкций зданий и сооружений в период их строительства, эксплуатации, усиления и восстановления».
Цель поиска информации :
1. Определение достигнутого технического уровня в РФ
2. Формирование групп патенотов-аналогов для дальнейшей оценки перспективности защиты результатов научных исследований.
Обоснование регламента поиска: в соотвествии с требованиями технического задания, поиск проводился по патентной литературе в объеме патентных фондов развитых стран, по ведущим базам данных патентной информации, включая отечественные и зарубежные источники.
Ретроспективный обзор – 10-15 лет.
Тема №1
Разработка и совершенствование методов и систем качества строительных конструкций зданий и сооружений в период их строительства, эксплуатации,
усиления и восстановления
Предмет поиска соответствует шифру специальности 05.23.01
«Строительные конструкции, здания и сооружения» (сайт ВАК vak.ed.gov.ru).
Формула специальности:
Строительные конструкции, здания и сооружения – область науки и техники, занимающаяся созданием и совершенствованием рациональных типов конструкций, методов их расчета, объемно-планировочных решений промышленных гражданских и сельскохозяйственных зданий, а также их комплексов. Данная научная специальность содержит научно-технические исследования и разработки в области рационального проектирования
конструктивных и объемно-планировочных решений зданий и сооружений, их технической эксплуатации и конструкционной безопасности, основанные на использовании технических, экономико-математических и других современных научных методов. Значение решения научных и технических проблем, предусмотренных специальностью 05.23.01 для народного хозяйства состоит в создании наиболее совершенных и надежных конструкций, рациональных и комфортных объемно-планировочных решений зданий и сооружений.
Краткое содержание патентов
Ко второму виду патентного исследования «Разработка и совершенствование методов и систем качества строительных конструкций зданий и сооружений в период их строительства, эксплуатации, усиления и восстановления» проведем анализ для кждого приведенного патента.
1. МПК: Е04G23/02. Изобретение относится к области строительства, в частности к способу реконструкции и надстройки зданий.
Технический результат заключается в снижении трудоемкости работ. Способ включает демонтаж кровли и несущих элементов покрытия, сооружение за пределами внешних стен металлического пространственного каркаса.
Осуществляют усиление фундамента путем заложения вдоль него шпунтов.
По периметру с двух противоположных сторон здания выполняют дополнительный фундамент в виде бетонных блоков. Блоки выполняют в виде двух разновеликих параллелепипедов, посаженных друг на друга.
Каждый блок снабжают по всей высоте четырьмя анкерными болтами для соединения с колоннами каркаса. Осуществляют монтаж металлического каркаса, снабженного вертикальными колоннами, которые жестко соединяют с анкерными болтами блоков. По периметру на уровне всех этажей здания выполняют связи жесткости в горизонтальной плоскости. Каркас над уровнем последнего этажа здания снабжают межэтажным перекрытием для
надстраиваемых этажей. Основанием для перекрытия служат фермы, жестко закрепленные между парами колонн каркаса в горизонтальной плоскости.
Осуществляют соединение надстраиваемого здания с каркасом посредством опорных стальных элементов. После чего возводят два дополнительных этажа.
2. МПК: Е04G23/02.Изобретение относится к области строительства, а именно к способам усиления конструкций покрытий зданий.
Технический результат изобретения заключается в снижении трудоемкости при установке покрытия и повышении надежности совместной работы конструкций покрытия после усиления. Способ усиления конструкций покрытия здания, включающего несущие конструкции, прогоны и ограждение, заключается в установке между существующими прогонами усиливающих балок из швеллера, опирающихся на несущие конструкции. В местах опирания усиливающих балок на несущие конструкции вырезают участок верхней полки швеллера, на сварке крепят аналогичный участок с противоположной стороны, превращая сечения швеллера в z-образное.
3. МПК: Е04G23/02.Способ относится к области строительства и может быть использован при усилении бетонных, железобетонных и каменных колонн стальными обоймами. Распорки стальной обоймы изготовляют в виде пары угловых стоек и соединительных планок, которые скрепляют между собою сварным соединением в виде комплексного шва, при этом соединительную планку выполняют в виде стальной пластины, размеры и форма концевого и среднего участка которой принимают из условий несущей способности планки и сварного соединения. Технический результат - повышение надежности работы сварных соединений встык и внахлестку, снижение металлоемкости и повышение огнезащиты распорок стальной обоймы для усиления колонны
