Фортификационные расчёты. Бетон фортификационный


как строят доты. Фортификация

авторАлексей Ардашев, инженерРис. Михаила Шмитова

Главный материал ДОТа - фортификационный железобетон. Из броневой стали, как правило, изготавливаются лишь отдельные элементы ДОТа. Толщина жслнзобетонных (ж/б) стен и перекрытий и определяет стой кость сооружен и я.

Бетон - искусственный каменный материал, получаемый в результате затвердевания смеси вяжущего вещества. воды, заполнителей, взятых в определенных пропорциях. С добавлением металлической арматуры бетон становится железобетоном - конструктивным соединением бетона и стати, в котором оба элемента работают совместно, как одно целое. При этом бетон воспринимает сжимающие усилия, а сталь - растягивающие.

В фортификации бетон применяется с конца XIX в. В СССР был накоплен богатый опыт проектирования и сооружения крупных гидротехнических сооружений, разработаны передовые методы организации и механизации бетонных работ, оправдавшие сеЬя и в практике форгстрои- тельства. Для устройства ж/б сооружений обычно применяли портландцемент марки не ниже 400. Расчётную прочность бетон набирает за 2S суток. С 1932 г. применялся бетон марки 300, с 1940 г. - новый бетон марки "ХТ" марки 550. По подвижности бетонные смеси разделяют на жёсткие и пластичные (подвижные). Подвижность бетонной смеси необходима для производства работ и обеспечения высокого качества бетона.

В соответствии с предписаниями по строительству УРов фортсооруже- ния следовало всегда выполнять из армированного ж/б. Обычный неар- мированный бетон мало пригоден для использования в фортификации вследствие его слабой устойчивости на обстрел.

Непосредственным возведением и оснащением ж/б ДОТов занимались военные - сапёрные, инженерные и специальные технические части. На подготовительных работах - отрывка котлованов, заготовка песка, щебня, древесины - широко использовалось местное гражданское население. Сначата в районе строительства устанавливались полевые бетонный и лесопильный заводы, проводились маскировочные работы. Территория вокруг возводимого объекта обносилась колючей проволокой, высоким забором и молодыми ёлками. Котлован отрывался обычно с использованием лопат и тачек, реже - с помощью механизмов.

На дно котлована укладывался слой щебня, заливался бетонный фундамент, устанавливалась опалубка и арматура, монтировались бропекоро- ба под вооружение, после чего бетонировался ДОТ с одновременной установкой части оборудования. Процесс бетонирования, чтобы не происходило расслоение бетона, которое могло ослабить сооружение, продолжался непрерывно около двух суток. После затвердения бетона опалубка снималась, монтировались вооружение и оборудование. На заключительном этапе устраивалась гидроизоляция (наружные стены нокрыватись битумом), проводились обсыпка и маскировка готового ДОТа.

Весь технологический процесс возведения ДОТа состоял из циклов. Работы по строительству монолитных ж/б фортсооружений велись поточным или цикловым методом.. В 1933 г. строительство отдельных фортов было разбито на 10 циклов:

  1. й - устройство вспомогательных построек, маскировка работ по возведению сооружения, разбивка и посадка сооружения на местности, земляные работы.
  2. й - установка наружной и внутренней опалубки, эстакады, закладных частей, пробок и т.д.. армирование фундамента сетками. По мере установки внутреннего и наружного каркасов устанавливались закладные части и "пробки": броневые двери, короба амбразур, вентиляционные грубы, скобы для сообщения между этажами, короб перископа и т.д. Пробки и короба удалялись после твердения бетона и снятия опалубки, и на их месте оставались отверстия, проёмы, ниши и т.д.
  3. й - установка гибкой (сетки) и жёсткой арматуры стен, покрытия (иротивооткольной одежды), установка бетоноспускных воронок, лотков, бункеров и других приспособлений для бетонирования. В качестве проти- вооткольного средства применялось волнистое листовое железо или кольчужная сетка.
  4. й - бетонирование. Бетонирование велось непрерывно слоями в 15-25 см с тщательным уплотнением. В узких местах укладывался пластичный бетон и уплотнялся виброиглами или штыкованием. По окончании бетонирования верхняя поверхность покрытия тщательно заглаживалась и железнилась.
  5. й - снятие наружной опалубки, гидроизоляционные и дренажные работы, вводы кабелей в ДОТ. устройство двориков у входа, устройство запасных лазов, дымоходов, обсыпка сооружения.
  6. й - снятие внутренней опалубки. установка дверей, люков и т.д. Устраивался дренаж, наружные поверхности покрывались битумом, производился ввод в ДОТ кабелей, выводился дымоход, выполнялась обсыпка. Одновременно устраивали подходы к ДОТу - ходы сообщения и дворики у входа.
  7. й - установка вооружения и боевого оборудования, после чего объект становился боеспособен!
  8. й - установка сантехнического и электросилового оборудования: оборудование водоснабжения, бурение скважин.
  9. й - установка бытового оборудования, внутренняя отделка.
  10. й - маскировка сооружения.

Эта последовательность не всегда строго соблюдалась, поскольку при задержке работ одного цикла работы следующего цикла выполняли, не дожидаясь завершения предыдущих.

Для сооружений второго поколения (после 1938 г.) число циклов, согласно указанию Инженерного Управления РККА от 7 мая 1940 г. № 333297. увеличили до 14. В отдельные циклы были выделены установка тяжёлых броневых амбразурных коробов, их бетонирование, установка систем связи, управления и наблюдения, монтаж силового оборудования, монтаж ФВУ. установки регенерации воздуха и систем отопления, сдача объекта в эксплуатацию. Обратите особое внимание - последний обязательный цикл - маскировка ДОТа! Поэтому, если сегодня где-то открыто возвышается бетонная коробка ДОТа военной поры, это говорит лишь об одном - сооружение было не достроено и не сдано госкомиссии в эксплуатацию.

ложные ДОТы на местности

Алексей Ардашев, инженер. Рис. Михаила Шмитова -- МУЗЕЙ ФОРТИФИКАЦИИ -- ТМ, №12, 2009

www.vn-parabellum.com

Фортификационные расчёты - это... Что такое Фортификационные расчёты?

Фортификационные расчёты — эмпирические формулы для расчёта устойчивости фортификационных сооружений огню противника, определения правильного их расположения и, наоборот, для подбора оружия разрушения и манёвров для взятия укреплений.

Расчёт прочных построек

Здесь приводятся эмпирические и полуэмпирические формулы, применявшиеся в начале и середине 20-го века для расчётов фортификационных и защитных сооружений на местное действие бомб и снарядов.

Они позволяют без сложных инженерных изысканий ориентировочно выяснить, какой должна быть постройка, чтобы выдержать прямое попадание и взрыв боеприпаса.

Энергия удара

Eуд. = М·V2/2, кГм [лит 1](С. 32) М — масса снаряда (бомбы), кг; V — скорость снаряда, м/с.

В случае падения снаряда в середину пролёта перекрытия казематированного сооружения 1/10 часть этой энергии идёт на прогиб перекрытия, остальные 9/10 — на образование воронки (ударной выбоины)[лит 2](С. 47).

Энергия взрыва

Полная энергия взрыва[лит 3](С. 19)

EΣвзр. = 450000·С, кГм

Энергия взрыва, действующая на горизонтальную защитную поверхность:

Eуд. = 12000·С, кГм [лит 4](С. 39)

где С — масса заряда взрывчатого вещества, кг.

Сила удара

Получаемый результат очень неточен, так как не учитывает местные деформации, влияние конструкции и др., но зато позволяет узнать порядок величины силы удара.

Fуд. = М·V/(g·tуд.), кгс [лит 5](С. 110)

где: g=9,81 м/с²

tуд. — продолжительность удара снаряда от начала проникновения в поверхность до остановки, ~0,01 с.

Сила взрыва

Как и в предыдущей формуле, результат неточен.

Fвзр. = С·Vдет./(g·tдет.·7), кгс [лит 5](С. 110)

где: Vдет. — скорость детонации ВВ, в источнике 6000 м/с;

tдет. — продолжительность детонации, ~0,004 с; 1/7 — часть энергии взрыва, идущая в защитную поверхность, остальное в воздух.

Глубина проникания снаряда в защитную преграду

В простом виде, какого в большинстве случаев достаточно
Hпрон. = Кпр.·М·V·sinα/D², м[лит 6]

где: Кпр. — коэффициент податливости прониканию материала, см. приложение[# 1];

D — диаметр (калибр) снаряда, м; α — угол траектории падения к преграде, град; если снаряд ударяется перпендикулярно, то sinα = 1.
В более сложном виде, учитывающем дополнительные факторы
Hпрон. = Кпр.·Кф.·Кк.·М·V·cos((β·n + β)/2)/D², м[лит 7](С. 13)

где: V — скорость снаряда, м/с;

Кф. — коэффициент формы головной части снаряда: 1,3 — для бетонобойного в случае проникания в бетон, железобетон и скалу, 1,0 — для всех других случаев; Кк. — коэффициент калибра (диаметра) снаряда: калибры 37 — 57 мм Кк. = 0,9; 76 — 155 мм: 1; 203—240 мм: 1,1; 250—280 мм: 1,2; 350 мм и выше: 1,3; 0,5 м: 1,3; 0,6 м: 1,35; 0,7 м: 1,4; 0,84 м: 1,45; 1 м: 1,5 n — коэффициент возможности изменения траектории снаряда в процессе проникания: 1,5 — бетонобойный снаряд в бетон; 1 — в остальных случаях. β — угол между траекторией падения и перпендикуляром к преграде.

Глубина разрушения или фугасного действия

Радиус разрушения от центра заряда ВВ:

Rраз. = Краз.·Кзаб.·С1/3, м[лит 7](С. 14), где:

где: Краз. — коэффициент податливости материала разрушению, см. приложение[# 2];

Кзаб. — коэффициент забивки, чем лучше забивка, тем сильнее воздействие взрыва на преграду: 1 — взрыв на поверхности сооружения или земли, плохая забивка; 1,3—1,35 — взрыв при проникании бетонобойного снаряда в бетон и железобетон, средняя забивка; 1,5 — взрыв снаряда в вязком грунте (глина), хорошая забивка, за снарядом остаётся канал; 1,65 — взрыв снаряда в рассыпчатом грунте (песок), хорошая забивка, песок обсыпается вслед за снарядом; С — масса взрывчатого вещества в заряде, кг.

Глубина разрушения от поверхности:

Hразр. = Hраз. + Rраз. − Ц, м[лит 8] Ц — расстояние от центра заряда ВВ до «носа» снаряда, если он взрывается стоя на поверхности и от центра до наружной стенки, если взрывается лёжа, м.

Взрыв фугасной бомбы с высоким содержанием ВВ может оказаться эффективнее в положении лёжа, даже если проникание вообще не состоялось, так как центр взрывного заряда ближе подходит к поверхности. Потому защитное сооружение от фугасных бомб должно расчитываться на два вида воздействия бомбы:

  • пробивание (оно обычно меньше, чем у снаряда, особенно бетонобойного) и взрыв;
  • удар без пробивания, поворот и взрыв в момент, когда бомба была готова отрикошетировать и находится в положении лёжа на поверхности защитного сооружения.

Глубина взрыва

Радиус взрыва (радиус сферы сжатия: образующегося пустого пространства вокруг центра взрыва, из которого взрывные газы вытеснили материал перекрытия):

Rраз. = Квзр.·Кзаб.·С1/3, м[лит 7](С. 16), где: Квзр. — коэффициент податливости материала взрыву, см. приложение[# 3];

Глубина воронки:

Hвор. = Hпрон. + Rраз. − Ц, м

Глубина воронки значительно меньше глубины разрушения, но она нужна для оценки дальнейшего сопротивления сооружения после первых попаданий.

Глубина откола

Радиус откола от центра заряда ВВ:

Rотк. = Котк.·Кзаб.·С1/3, м[лит 7](С. 52), где: Котк. — коэффициент податливости материала отколу, см. приложение[# 4]

Глубина откола с учётом ударного действия снаряда:

Hотк. = Hпрон. + Rотк. − Ц, м

Толщина защитного железобетонного перекрытия в зависимости от массы фугасной бомбы

Упрощённая формула для определения необходимой толщины монолитного перекрытия из армированного бетона от обычной фугасной авиабомбы свободного падения, содержащей заряд ВВ около половины своего веса (до 60 %), падающей с большой высоты со скоростью в пределах 300 м/с[лит 9](С. 18)[лит 10](С. 16, 29):

Hж/б = kн·M1/3, м,

где: М — масса бомбы, кг;

kн — коэффициент материала: для бетонных покрытий он равен от 0,25 до 0,35; лучшее значение 0,25 относится к железобетону с противооткольным слоем.

Разрушение от ударной волны

Радиус сильного разрушения обычных построек от воздушной ударной волны взрыва обычного боеприпаса[лит 11](С. 22):

Rу.в. = 5·С1/3, м.

Мощные постройки типа каземата обычно мало подвержены разрушению ударной волной и уязвимы в основном местному ударному и фугасному действию боеприпаса при прямом попадании.

Приложение, значения коэффициентов[лит 7][лит 12][лит 5][лит 13][лит 14]

Материал Коэффициентпроникания[# 1] Коэффициентразрушения[# 2] Коэф.взрыва[# 3] Коэф.откола[# 4]
Коэффициенты податливости материалов
Железобетон марки свыше 250[лит 13]. 0,000 000 7
Железобетон марки 400 с жёстким противоотколом[лит 7](С. 52)[лит 14](С. 306) 0,000 000 8 0,42 0,13 /0,33
Железобетон марки 400 с гибким противоотколом[лит 7](С. 52, 59)[лит 14](С. 306) 0,000 000 8 0,52 0,13 /0,42
Фортификационный бетон марки 400[лит 14](С. 306) 0,000 001 0 0,6 0,16
Бетон армированный и бетонобойный снаряд 0,000 000 9 0,13 0,52/0,42
Железобетон марки 250[лит 13] 0,000 001 0 0,6 0,13 0,52/0,42
Железобетон марки 200[лит 14](С. 306) 0,000 001 1 0,6 0,14
Бетон армированный и фугасный снаряд 0,000 001 2 0,13 0,52/0,42
Бетон армированный 0,6-0,7 0,13 0,47
Бетон состава 1:1,5:3 0,15 0,52
Бетон высокого качества состава 1:2:4 на гранитном щебне 0,000 001 0 0,77 0,175 0,6
Бетон марки 200[лит 14](С. 306) 0,000 001 3 0,65 0,18
Бетон марки 160[лит 13] 0,000 001 3 0,7 0,175 0,6
Бетон состава 1:3:7 0,19 0,65
Бетон литой состава 1:2:4 с гравием 0,21
Бетон 0,000 001 3 0,87 0,175
Тюфяк сборный из железобетонных плит[лит 13] 0,000 001 5 0,7
Бутобетон[лит 14](С. 306) 0,000 001 6 0,7 0,18
Гранитная и гнейсовая скала без трещин[лит 14](С. 306) 0,000 001 6 0,86 0,2
Известняковая или песчаниковая скала без трещин[лит 14](С. 306) 0,000 002 0 0,92 0,25
Каменная кладка на цементном растворе[лит 14](С. 306) 0,000 002 0 0,84 0,2
Каменная булыжная кладка насухо 0,000 002 5 0,25
Кирпичная кладка на цементе (красный полнотелый кирпич начала 20-го века)[лит 14](С. 306)[лит 14](С. 71) 0,000 002 5 0,86 0,25 0,88
Каменная или кирпичная кладка насухо[лит 14](С. 306) 0,000 003 0 0,96 0,25
Дуб, бук, ясень[лит 14](С. 306) 0,000 004 0,6 0,3
Сосна (?)[лит 14](С. 306) 0,000 005 0 0,6 0,3
Сосна (в пластинах и брёвнах)[лит 13](С. 257) 0,000 006 0 0,6 0,3
Тополь[лит 13](С. 256) 0,000 007 5
Глина с супеском, каменистый грунт, каменная кладка среднего качества 0,96
Хрящеватый песок 0,000 004 0
Песок плотный чистый[лит 14](С. 306) 0,000 004 5 1,04 0,5
Песок 0,000 004 5 0,97 0,45
Супесок 0,000 005 0 1,0 0,5
Супесок, влажный песок, плохая каменная кладка 1,0
Суглинок[лит 14](С. 306) 0,000 006 0 1,0 0,5
Грунт, ненарушенный земляной массив 0,000 006 5 1,07 0,53
Глина плотная 0,000 007 0 1 0,5
Земля с песком и гравием 1,07
Песок неслежавшийся (песчаная насыпь) 0,000 009 0
Глинистый влажный грунт, болото 0,000 010
Земля неслежавшаяся в насыпи, слабый грунт 0,000 013 0 1,4 0,6
Материал Коэф.проникания

[# 1]

Коэф.разру-шения[# 2] Коэф.взрыва

[# 3]

Коэф.откола

[# 4]

Примечания
  1. ↑ 1 2 3 Коэффициент податливости материала прониканию
  2. ↑ 1 2 3 Коэффициент податливости материала разрушению
  3. ↑ 1 2 3 Коэффициент податливости материала взрыву
  4. ↑ 1 2 3 Коэффициент податливости материала отколу: в числителе — без противооткольного устройства, в знаменателе — с ним (двутавровые балки, листы железа, швеллеры, рельсы с низу перекрытия или с внутренней стороны стены).
Использованная литература
  1. ↑ Шоссбергер, Г. Строительно-техническая противовоздушная оборона / Под ред. воен. инж. 2 ранга В. В. Куканова. — М.-Л.: Военное изд-во Мин. обороны СССР, 1937. — 192 с.
  2. ↑ Манасевич А. Д. Строительные мероприятия по противовоздушной обороне промышленных объектов. — М.: Оборонгиз, 1941. — 240 с.
  3. ↑ Покровский Г. И. Взрыв и его действие. — М.: Воениздат, 1954. — 56 с.
  4. ↑ Морозов К. Д. Аварии зданий в результате бомбардировок. Опыт анализа. — [Л.]: Лениздат, 1944. — 153 с.
  5. ↑ 1 2 3 Пангксен А.И. Расчёт бетонных защитных построек. Л., Издание Военно-технической академии РККА им. т. Дзержинского, 1931. — 288 с.
  6. ↑ Стрельба наземной артиллерии / Под ред. полк. И. А. Соколова. — М.: Военное изд-во Мин. обороны СССР, 1970. — Т. 3. — С. 33. — 320 с.
  7. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 Лисогор А.А. Защитные конструкции оборонительных сооружений и их расчёт. (Пособие для студентов по фортификации). Под ред. ген.-майора инж. войск М.И.Марьина. М., 1958. — 67 с.
  8. ↑ Хмельков С. А. Бетонные и железобетонные сухопутные фортификационные сооружения. М., Издание Военно-технической академии РККА им. В. В. Куйбышева, 1937.
  9. ↑ Защита сооружений и оборудования от действия фугасных авиабомб. — М.-Л.: Госэнергоиздат, 1941. — 28 с.
  10. ↑ Покровский Г. И. Предпосылки к расчётам конструкций на удар и взрыв авиабомб. — М.: Стройиздат наркомстроя, 1943. — 34 с.
  11. ↑ Куканов В. В. Убежища ПВО для населения. — [М.]: Издание Воен.-инж. акад., 1937. — 196 с.
  12. ↑ Пангксен А.И. Проектирование профиля защитной постройки. Л., Издание Военно-технической академии РККА им. т. Дзержинского, 1931. — 76 с.
  13. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 Наставление для инженерных войск. Полевые фортификационные сооружения. (ПФ-39). — СССР. Военные уставы и наставления. — М.: Воениздат, 1940. — С. 256, 257. — 272 с.
  14. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 Наставление для инженерных войск. Полевая фортификация. (ПФ-43). — СССР. Военные уставы и наставления. — М.: Воениздат, 1946. — 363 с.

dic.academic.ru

Фортификационные расчёты — WiKi

Здесь приводятся эмпирические и полуэмпирические формулы, применявшиеся в начале и середине 20-го века для расчётов фортификационных и защитных сооружений на местное действие бомб и снарядов. Они позволяют без сложных инженерных изысканий ориентировочно выяснить, какой должна быть постройка, чтобы выдержать прямое попадание и взрыв боеприпаса.

Энергия удара

Eуд. = М·V2/2, кГм[лит 1](С. 32)М — масса снаряда (бомбы), кг; V — скорость снаряда, м/с.

В случае падения снаряда в середину пролёта перекрытия казематированного сооружения 1/10 часть этой энергии идёт на прогиб перекрытия, остальные 9/10 — на образование воронки (ударной выбоины)[лит 2](С. 47).

Энергия взрыва

Полная энергия взрыва[лит 3](С. 19)

EΣвзр. = 450000·С, кГм

Энергия взрыва, действующая на горизонтальную защитную поверхность:

Eуд. = 12000·С, кГм[лит 4](С. 39)

где С — масса заряда взрывчатого вещества, кг.

Сила удара

Получаемый результат очень неточен, так как не учитывает местные деформации, влияние конструкции и др., но зато позволяет узнать порядок величины силы удара.

Fуд. = М·V/(g·tуд.), кгс[лит 5](С. 110)

где: g=9,81 м/с²

tуд. — продолжительность удара снаряда от начала проникновения в поверхность до остановки, ~0,01 с.

Сила взрыва

Как и в предыдущей формуле, результат неточен.

Fвзр. = С·Vдет./(g·tдет.·7), кгс[лит 5](С. 110)

где: Vдет. — скорость детонации ВВ, в источнике 6000 м/с;

tдет. — продолжительность детонации, ~0,004 с; 1/7 — часть энергии взрыва, идущая в защитную поверхность, остальное в воздух.

Глубина проникания снаряда в защитную преграду

В простом виде, какого в большинстве случаев достаточно
Hпрон. = Кпр.·М·V·sinα/D², м[лит 6]

где: Кпр. — коэффициент податливости прониканию материала, см. приложение[# 1];

D — диаметр (калибр) снаряда, м; α — угол траектории падения к преграде, град; если снаряд ударяется перпендикулярно, то sinα = 1.
В более сложном виде, учитывающем дополнительные факторы
Hпрон. = Кпр.·Кф.·Кк.·М·V·cos((β·n + β)/2)/D², м[лит 7](С. 13)

где: V — скорость снаряда, м/с;

Кф. — коэффициент формы головной части снаряда: 1,3 — для бетонобойного в случае проникания в бетон, железобетон и скалу, 1,0 — для всех других случаев; Кк. — коэффициент калибра (диаметра) снаряда: калибры 37 — 57 мм Кк. = 0,9; 76 — 155 мм: 1; 203—240 мм: 1,1; 250—280 мм: 1,2; 350 мм и выше: 1,3; 0,5 м: 1,3; 0,6 м: 1,35; 0,7 м: 1,4; 0,84 м: 1,45; 1 м: 1,5 n — коэффициент возможности изменения траектории снаряда в процессе проникания: 1,5 — бетонобойный снаряд в бетон; 1 — в остальных случаях. β — угол между траекторией падения и перпендикуляром к преграде.

Глубина разрушения или фугасного действия

Радиус разрушения от центра заряда ВВ:

Rраз. = Краз.·Кзаб.·С1/3, м[лит 7](С. 14), где:

где: Краз. — коэффициент податливости материала разрушению, см. приложение[# 2];

Кзаб. — коэффициент забивки, чем лучше забивка, тем сильнее воздействие взрыва на преграду: 1 — взрыв на поверхности сооружения или земли, плохая забивка; 1,3—1,35 — взрыв при проникании бетонобойного снаряда в бетон и железобетон, средняя забивка; 1,5 — взрыв снаряда в вязком грунте (глина), хорошая забивка, за снарядом остаётся канал; 1,65 — взрыв снаряда в рассыпчатом грунте (песок), хорошая забивка, песок обсыпается вслед за снарядом; С — масса взрывчатого вещества в заряде, кг.

Глубина разрушения от поверхности:

Hразр. = Hраз. + Rраз. − Ц, м[лит 8]Ц — расстояние от центра заряда ВВ до «носа» снаряда, если он взрывается стоя на поверхности и от центра до наружной стенки, если взрывается лёжа, м.

Взрыв фугасной бомбы с высоким содержанием ВВ может оказаться эффективнее в положении лёжа, даже если проникание вообще не состоялось, так как центр взрывного заряда ближе подходит к поверхности. Потому защитное сооружение от фугасных бомб должно рассчитываться на два вида воздействия бомбы:

  • пробивание (оно обычно меньше, чем у снаряда, особенно бетонобойного) и взрыв;
  • удар без пробивания, поворот и взрыв в момент, когда бомба была готова отрикошетировать и находится в положении лёжа на поверхности защитного сооружения.

Глубина взрыва

Радиус взрыва (радиус сферы сжатия: образующегося пустого пространства вокруг центра взрыва, из которого взрывные газы вытеснили материал перекрытия):

Rраз. = Квзр.·Кзаб.·С1/3, м[лит 7](С. 16), где:Квзр. — коэффициент податливости материала взрыву, см. приложение[# 3];

Глубина воронки:

Hвор. = Hпрон. + Rраз. − Ц, м

Глубина воронки значительно меньше глубины разрушения, но она нужна для оценки дальнейшего сопротивления сооружения после первых попаданий, так как растрескавшийся, но оставшийся на месте бетон (кирпич) ещё способен сдерживать новые боеприпасы.

Глубина откола

Радиус откола от центра заряда ВВ:

Rотк. = Котк.·Кзаб.·С1/3, м[лит 7](С. 52), где:Котк. — коэффициент податливости материала отколу, см. приложение[# 4]

Глубина откола с учётом ударного действия снаряда:

Hотк. = Hпрон. + Rотк. − Ц, м

Толщина защитного железобетонного перекрытия в зависимости от массы фугасной бомбы

Упрощённая формула для определения необходимой толщины монолитного перекрытия из армированного бетона от обычной фугасной авиабомбы свободного падения, содержащей заряд ВВ около половины своего веса (до 60 %), падающей с большой высоты со скоростью в пределах 300 м/с[лит 9](С. 18)[лит 10](С. 16, 29):

Hж/б = kн·M1/3, м,

где: М — масса бомбы, кг;

kн — коэффициент материала: для бетонных покрытий он равен от 0,25 до 0,35; лучшее значение 0,25 относится к железобетону с противооткольным слоем.

Разрушение от ударной волны

Радиус сильного разрушения обычных построек от воздушной ударной волны взрыва обычного боеприпаса[лит 11](С. 22):

Rу.в. = 5·С1/3, м.

Мощные постройки типа каземата обычно мало подвержены разрушению ударной волной и уязвимы в основном местному ударному и фугасному действию боеприпаса при прямом попадании.

Приложение, значения коэффициентов[лит 7][лит 12][лит 5][лит 13][лит 14]

Материал Коэффициентпроникания[# 1] Коэффициентоткола[# 2] Коэф.взрыва[# 3] Коэф.взрыва[# 4]
Коэффициенты податливости материалов
Железобетон марки свыше 250[лит 13]. 0,000 000 7
Железобетон марки 400 с жёстким противоотколом[лит 7](С. 52)[лит 14](С. 306) 0,000 000 8 0,42 0,13 /0,33
Железобетон марки 400 с гибким противоотколом[лит 7](С. 52, 59)[лит 14](С. 306) 0,000 000 8 0,52 0,13 /0,42
Фортификационный бетон марки 400[лит 14](С. 306) 0,000 001 0 0,6 0,16
Бетон армированный и бетонобойный снаряд 0,000 000 9 0,13 0,52/0,42
Железобетон марки 250[лит 13] 0,000 001 0 0,6 0,13 0,52/0,42
Железобетон марки 200[лит 14](С. 306) 0,000 001 1 0,6 0,14
Бетон армированный и фугасный снаряд 0,000 001 2 0,13 0,52/0,42
Бетон армированный 0,6-0,7 0,13 0,47
Бетон состава 1:1,5:3 0,15 0,52
Бетон высокого качества состава 1:2:4 на гранитном щебне 0,000 001 0 0,77 0,175 0,6
Бетон марки 200[лит 14](С. 306) 0,000 001 3 0,65 0,18
Бетон марки 160[лит 13] 0,000 001 3 0,7 0,175 0,6
Бетон состава 1:3:7 0,19 0,65
Бетон литой состава 1:2:4 с гравием 0,21
Бетон 0,000 001 3 0,87 0,175
Тюфяк сборный из железобетонных плит[лит 13] 0,000 001 5 0,7
Бутобетон[лит 14](С. 306) 0,000 001 6 0,7 0,18
Гранитная и гнейсовая скала без трещин[лит 14](С. 306) 0,000 001 6 0,86 0,2
Известняковая или песчаниковая скала без трещин[лит 14](С. 306) 0,000 002 0 0,92 0,25
Каменная кладка на цементном растворе[лит 14](С. 306) 0,000 002 0 0,84 0,2
Каменная булыжная кладка насухо 0,000 002 5 0,25
Кирпичная кладка на цементе (красный полнотелый кирпич начала 20-го века)[лит 14](С. 306)[лит 14](С. 71) 0,000 002 5 0,86 0,25 0,88
Каменная или кирпичная кладка насухо[лит 14](С. 306) 0,000 003 0 0,96 0,25
Дуб, бук, ясень[лит 14](С. 306) 0,000 004 0,6 0,3
Сосна (?)[лит 14](С. 306) 0,000 005 0 0,6 0,3
Сосна (в пластинах и брёвнах)[лит 13](С. 257) 0,000 006 0 0,6 0,3
Тополь[лит 13](С. 256) 0,000 007 5
Глина с супеском, каменистый грунт, каменная кладка среднего качества 0,96
Хрящеватый песок 0,000 004 0
Песок плотный чистый[лит 14](С. 306) 0,000 004 5 1,04 0,5
Песок 0,000 004 5 0,97 0,45
Супесок 0,000 005 0 1,0 0,5
Супесок, влажный песок, плохая каменная кладка 1,0
Суглинок[лит 14](С. 306) 0,000 006 0 1,0 0,5
Грунт, ненарушенный земляной массив 0,000 006 5 1,07 0,53
Глина плотная 0,000 007 0 1 0,5
Земля с песком и гравием 1,07
Песок неслежавшийся (песчаная насыпь) 0,000 009 0
Глинистый влажный грунт, болото 0,000 010
Земля неслежавшаяся в насыпи, слабый грунт 0,000 013 0 1,4 0,6
Материал Коэф.проникания

[# 1]

Коэф.разру-шения[# 2] Коэф.взрыва

[# 3]

Коэф.откола

[# 4]

Примечания
  1. ↑ 1 2 3 Коэффициент податливости материала прониканию
  2. ↑ 1 2 3 Коэффициент податливости материала разрушению
  3. ↑ 1 2 3 Коэффициент податливости материала взрыву
  4. ↑ 1 2 3 Коэффициент податливости материала отколу: в числителе — без противооткольного устройства, в знаменателе — с ним (двутавровые балки, листы железа, швеллеры, рельсы с низу перекрытия или с внутренней стороны стены).
Использованная литература
  1. ↑ Шоссбергер, Г. Строительно-техническая противовоздушная оборона / Под ред. воен. инж. 2 ранга В. В. Куканова. — М.-Л.: Военное изд-во Мин. обороны СССР, 1937. — 192 с.
  2. ↑ Манасевич А. Д. Строительные мероприятия по противовоздушной обороне промышленных объектов. — М.: Оборонгиз, 1941. — 240 с.
  3. ↑ Покровский Г. И. Взрыв и его действие. — М.: Воениздат, 1954. — 56 с.
  4. ↑ Морозов К. Д. Аварии зданий в результате бомбардировок. Опыт анализа. — [Л.]: Лениздат, 1944. — 153 с.
  5. ↑ 1 2 3 Пангксен А.И. Расчёт бетонных защитных построек. Л., Издание Военно-технической академии РККА им. т. Дзержинского, 1931. — 288 с.
  6. ↑ Стрельба наземной артиллерии / Под ред. полк. И. А. Соколова. — М.: Военное изд-во Мин. обороны СССР, 1970. — Т. 3. — С. 33. — 320 с. Ошибка в сносках?: Неверный тег <ref>: название «b4» определено несколько раз для различного содержимого
  7. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 Лисогор А.А. Защитные конструкции оборонительных сооружений и их расчёт. (Пособие для студентов по фортификации). Под ред. ген.-майора инж. войск М.И.Марьина. М., 1958. — 67 с.
  8. ↑ Хмельков С. А. Бетонные и железобетонные сухопутные фортификационные сооружения. М., Издание Военно-технической академии РККА им. В. В. Куйбышева, 1937.
  9. ↑ Защита сооружений и оборудования от действия фугасных авиабомб. — М.-Л.: Госэнергоиздат, 1941. — 28 с.
  10. ↑ Покровский Г. И. Предпосылки к расчётам конструкций на удар и взрыв авиабомб. — М.: Стройиздат наркомстроя, 1943. — 34 с.
  11. ↑ Куканов В. В. Убежища ПВО для населения. — [М.]: Издание Воен.-инж. акад., 1937. — 196 с.
  12. ↑ Пангксен А.И. Проектирование профиля защитной постройки. Л., Издание Военно-технической академии РККА им. т. Дзержинского, 1931. — 76 с.
  13. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 Наставление для инженерных войск. Полевые фортификационные сооружения. (ПФ-39). — СССР. Военные уставы и наставления. — М.: Воениздат, 1940. — С. 256, 257. — 272 с.
  14. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 Наставление для инженерных войск. Полевая фортификация. (ПФ-43). — СССР. Военные уставы и наставления. — М.: Воениздат, 1946. — 363 с.

ru-wiki.org

Фортификационные расчёты — Википедия РУ

Здесь приводятся эмпирические и полуэмпирические формулы, применявшиеся в начале и середине 20-го века для расчётов фортификационных и защитных сооружений на местное действие бомб и снарядов. Они позволяют без сложных инженерных изысканий ориентировочно выяснить, какой должна быть постройка, чтобы выдержать прямое попадание и взрыв боеприпаса.

Энергия удара

Eуд. = М·V2/2, кГм[лит 1](С. 32)М — масса снаряда (бомбы), кг; V — скорость снаряда, м/с.

В случае падения снаряда в середину пролёта перекрытия казематированного сооружения 1/10 часть этой энергии идёт на прогиб перекрытия, остальные 9/10 — на образование воронки (ударной выбоины)[лит 2](С. 47).

Энергия взрыва

Полная энергия взрыва[лит 3](С. 19)

EΣвзр. = 450000·С, кГм

Энергия взрыва, действующая на горизонтальную защитную поверхность:

Eуд. = 12000·С, кГм[лит 4](С. 39)

где С — масса заряда взрывчатого вещества, кг.

Сила удара

Получаемый результат очень неточен, так как не учитывает местные деформации, влияние конструкции и др., но зато позволяет узнать порядок величины силы удара.

Fуд. = М·V/(g·tуд.), кгс[лит 5](С. 110)

где: g=9,81 м/с²

tуд. — продолжительность удара снаряда от начала проникновения в поверхность до остановки, ~0,01 с.

Сила взрыва

Как и в предыдущей формуле, результат неточен.

Fвзр. = С·Vдет./(g·tдет.·7), кгс[лит 5](С. 110)

где: Vдет. — скорость детонации ВВ, в источнике 6000 м/с;

tдет. — продолжительность детонации, ~0,004 с; 1/7 — часть энергии взрыва, идущая в защитную поверхность, остальное в воздух.

Глубина проникания снаряда в защитную преграду

В простом виде, какого в большинстве случаев достаточно
Hпрон. = Кпр.·М·V·sinα/D², м[лит 6]

где: Кпр. — коэффициент податливости прониканию материала, см. приложение[# 1];

D — диаметр (калибр) снаряда, м; α — угол траектории падения к преграде, град; если снаряд ударяется перпендикулярно, то sinα = 1.
В более сложном виде, учитывающем дополнительные факторы
Hпрон. = Кпр.·Кф.·Кк.·М·V·cos((β·n + β)/2)/D², м[лит 7](С. 13)

где: V — скорость снаряда, м/с;

Кф. — коэффициент формы головной части снаряда: 1,3 — для бетонобойного в случае проникания в бетон, железобетон и скалу, 1,0 — для всех других случаев; Кк. — коэффициент калибра (диаметра) снаряда: калибры 37 — 57 мм Кк. = 0,9; 76 — 155 мм: 1; 203—240 мм: 1,1; 250—280 мм: 1,2; 350 мм и выше: 1,3; 0,5 м: 1,3; 0,6 м: 1,35; 0,7 м: 1,4; 0,84 м: 1,45; 1 м: 1,5 n — коэффициент возможности изменения траектории снаряда в процессе проникания: 1,5 — бетонобойный снаряд в бетон; 1 — в остальных случаях. β — угол между траекторией падения и перпендикуляром к преграде.

Глубина разрушения или фугасного действия

Радиус разрушения от центра заряда ВВ:

Rраз. = Краз.·Кзаб.·С1/3, м[лит 7](С. 14), где:

где: Краз. — коэффициент податливости материала разрушению, см. приложение[# 2];

Кзаб. — коэффициент забивки, чем лучше забивка, тем сильнее воздействие взрыва на преграду: 1 — взрыв на поверхности сооружения или земли, плохая забивка; 1,3—1,35 — взрыв при проникании бетонобойного снаряда в бетон и железобетон, средняя забивка; 1,5 — взрыв снаряда в вязком грунте (глина), хорошая забивка, за снарядом остаётся канал; 1,65 — взрыв снаряда в рассыпчатом грунте (песок), хорошая забивка, песок обсыпается вслед за снарядом; С — масса взрывчатого вещества в заряде, кг.

Глубина разрушения от поверхности:

Hразр. = Hраз. + Rраз. − Ц, м[лит 8]Ц — расстояние от центра заряда ВВ до «носа» снаряда, если он взрывается стоя на поверхности и от центра до наружной стенки, если взрывается лёжа, м.

Взрыв фугасной бомбы с высоким содержанием ВВ может оказаться эффективнее в положении лёжа, даже если проникание вообще не состоялось, так как центр взрывного заряда ближе подходит к поверхности. Потому защитное сооружение от фугасных бомб должно рассчитываться на два вида воздействия бомбы:

  • пробивание (оно обычно меньше, чем у снаряда, особенно бетонобойного) и взрыв;
  • удар без пробивания, поворот и взрыв в момент, когда бомба была готова отрикошетировать и находится в положении лёжа на поверхности защитного сооружения.

Глубина взрыва

Радиус взрыва (радиус сферы сжатия: образующегося пустого пространства вокруг центра взрыва, из которого взрывные газы вытеснили материал перекрытия):

Rраз. = Квзр.·Кзаб.·С1/3, м[лит 7](С. 16), где:Квзр. — коэффициент податливости материала взрыву, см. приложение[# 3];

Глубина воронки:

Hвор. = Hпрон. + Rраз. − Ц, м

Глубина воронки значительно меньше глубины разрушения, но она нужна для оценки дальнейшего сопротивления сооружения после первых попаданий, так как растрескавшийся, но оставшийся на месте бетон (кирпич) ещё способен сдерживать новые боеприпасы.

Глубина откола

Радиус откола от центра заряда ВВ:

Rотк. = Котк.·Кзаб.·С1/3, м[лит 7](С. 52), где:Котк. — коэффициент податливости материала отколу, см. приложение[# 4]

Глубина откола с учётом ударного действия снаряда:

Hотк. = Hпрон. + Rотк. − Ц, м

Толщина защитного железобетонного перекрытия в зависимости от массы фугасной бомбы

Упрощённая формула для определения необходимой толщины монолитного перекрытия из армированного бетона от обычной фугасной авиабомбы свободного падения, содержащей заряд ВВ около половины своего веса (до 60 %), падающей с большой высоты со скоростью в пределах 300 м/с[лит 9](С. 18)[лит 10](С. 16, 29):

Hж/б = kн·M1/3, м,

где: М — масса бомбы, кг;

kн — коэффициент материала: для бетонных покрытий он равен от 0,25 до 0,35; лучшее значение 0,25 относится к железобетону с противооткольным слоем.

Разрушение от ударной волны

Радиус сильного разрушения обычных построек от воздушной ударной волны взрыва обычного боеприпаса[лит 11](С. 22):

Rу.в. = 5·С1/3, м.

Мощные постройки типа каземата обычно мало подвержены разрушению ударной волной и уязвимы в основном местному ударному и фугасному действию боеприпаса при прямом попадании.

Приложение, значения коэффициентов[лит 7][лит 12][лит 5][лит 13][лит 14]

Материал Коэффициентпроникания[# 1] Коэффициентоткола[# 2] Коэф.взрыва[# 3] Коэф.взрыва[# 4]
Коэффициенты податливости материалов
Железобетон марки свыше 250[лит 13]. 0,000 000 7
Железобетон марки 400 с жёстким противоотколом[лит 7](С. 52)[лит 14](С. 306) 0,000 000 8 0,42 0,13 /0,33
Железобетон марки 400 с гибким противоотколом[лит 7](С. 52, 59)[лит 14](С. 306) 0,000 000 8 0,52 0,13 /0,42
Фортификационный бетон марки 400[лит 14](С. 306) 0,000 001 0 0,6 0,16
Бетон армированный и бетонобойный снаряд 0,000 000 9 0,13 0,52/0,42
Железобетон марки 250[лит 13] 0,000 001 0 0,6 0,13 0,52/0,42
Железобетон марки 200[лит 14](С. 306) 0,000 001 1 0,6 0,14
Бетон армированный и фугасный снаряд 0,000 001 2 0,13 0,52/0,42
Бетон армированный 0,6-0,7 0,13 0,47
Бетон состава 1:1,5:3 0,15 0,52
Бетон высокого качества состава 1:2:4 на гранитном щебне 0,000 001 0 0,77 0,175 0,6
Бетон марки 200[лит 14](С. 306) 0,000 001 3 0,65 0,18
Бетон марки 160[лит 13] 0,000 001 3 0,7 0,175 0,6
Бетон состава 1:3:7 0,19 0,65
Бетон литой состава 1:2:4 с гравием 0,21
Бетон 0,000 001 3 0,87 0,175
Тюфяк сборный из железобетонных плит[лит 13] 0,000 001 5 0,7
Бутобетон[лит 14](С. 306) 0,000 001 6 0,7 0,18
Гранитная и гнейсовая скала без трещин[лит 14](С. 306) 0,000 001 6 0,86 0,2
Известняковая или песчаниковая скала без трещин[лит 14](С. 306) 0,000 002 0 0,92 0,25
Каменная кладка на цементном растворе[лит 14](С. 306) 0,000 002 0 0,84 0,2
Каменная булыжная кладка насухо 0,000 002 5 0,25
Кирпичная кладка на цементе (красный полнотелый кирпич начала 20-го века)[лит 14](С. 306)[лит 14](С. 71) 0,000 002 5 0,86 0,25 0,88
Каменная или кирпичная кладка насухо[лит 14](С. 306) 0,000 003 0 0,96 0,25
Дуб, бук, ясень[лит 14](С. 306) 0,000 004 0,6 0,3
Сосна (?)[лит 14](С. 306) 0,000 005 0 0,6 0,3
Сосна (в пластинах и брёвнах)[лит 13](С. 257) 0,000 006 0 0,6 0,3
Тополь[лит 13](С. 256) 0,000 007 5
Глина с супеском, каменистый грунт, каменная кладка среднего качества 0,96
Хрящеватый песок 0,000 004 0
Песок плотный чистый[лит 14](С. 306) 0,000 004 5 1,04 0,5
Песок 0,000 004 5 0,97 0,45
Супесок 0,000 005 0 1,0 0,5
Супесок, влажный песок, плохая каменная кладка 1,0
Суглинок[лит 14](С. 306) 0,000 006 0 1,0 0,5
Грунт, ненарушенный земляной массив 0,000 006 5 1,07 0,53
Глина плотная 0,000 007 0 1 0,5
Земля с песком и гравием 1,07
Песок неслежавшийся (песчаная насыпь) 0,000 009 0
Глинистый влажный грунт, болото 0,000 010
Земля неслежавшаяся в насыпи, слабый грунт 0,000 013 0 1,4 0,6
Материал Коэф.проникания

[# 1]

Коэф.разру-шения[# 2] Коэф.взрыва

[# 3]

Коэф.откола

[# 4]

Примечания
  1. ↑ 1 2 3 Коэффициент податливости материала прониканию
  2. ↑ 1 2 3 Коэффициент податливости материала разрушению
  3. ↑ 1 2 3 Коэффициент податливости материала взрыву
  4. ↑ 1 2 3 Коэффициент податливости материала отколу: в числителе — без противооткольного устройства, в знаменателе — с ним (двутавровые балки, листы железа, швеллеры, рельсы с низу перекрытия или с внутренней стороны стены).
Использованная литература
  1. ↑ Шоссбергер, Г. Строительно-техническая противовоздушная оборона / Под ред. воен. инж. 2 ранга В. В. Куканова. — М.-Л.: Военное изд-во Мин. обороны СССР, 1937. — 192 с.
  2. ↑ Манасевич А. Д. Строительные мероприятия по противовоздушной обороне промышленных объектов. — М.: Оборонгиз, 1941. — 240 с.
  3. ↑ Покровский Г. И. Взрыв и его действие. — М.: Воениздат, 1954. — 56 с.
  4. ↑ Морозов К. Д. Аварии зданий в результате бомбардировок. Опыт анализа. — [Л.]: Лениздат, 1944. — 153 с.
  5. ↑ 1 2 3 Пангксен А.И. Расчёт бетонных защитных построек. Л., Издание Военно-технической академии РККА им. т. Дзержинского, 1931. — 288 с.
  6. ↑ Стрельба наземной артиллерии / Под ред. полк. И. А. Соколова. — М.: Военное изд-во Мин. обороны СССР, 1970. — Т. 3. — С. 33. — 320 с. Ошибка в сносках?: Неверный тег <ref>: название «b4» определено несколько раз для различного содержимого
  7. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 Лисогор А.А. Защитные конструкции оборонительных сооружений и их расчёт. (Пособие для студентов по фортификации). Под ред. ген.-майора инж. войск М.И.Марьина. М., 1958. — 67 с.
  8. ↑ Хмельков С. А. Бетонные и железобетонные сухопутные фортификационные сооружения. М., Издание Военно-технической академии РККА им. В. В. Куйбышева, 1937.
  9. ↑ Защита сооружений и оборудования от действия фугасных авиабомб. — М.-Л.: Госэнергоиздат, 1941. — 28 с.
  10. ↑ Покровский Г. И. Предпосылки к расчётам конструкций на удар и взрыв авиабомб. — М.: Стройиздат наркомстроя, 1943. — 34 с.
  11. ↑ Куканов В. В. Убежища ПВО для населения. — [М.]: Издание Воен.-инж. акад., 1937. — 196 с.
  12. ↑ Пангксен А.И. Проектирование профиля защитной постройки. Л., Издание Военно-технической академии РККА им. т. Дзержинского, 1931. — 76 с.
  13. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 Наставление для инженерных войск. Полевые фортификационные сооружения. (ПФ-39). — СССР. Военные уставы и наставления. — М.: Воениздат, 1940. — С. 256, 257. — 272 с.
  14. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 Наставление для инженерных войск. Полевая фортификация. (ПФ-43). — СССР. Военные уставы и наставления. — М.: Воениздат, 1946. — 363 с.

http-wikipediya.ru

Фортификационные расчёты Википедия

Фортификационные расчёты — эмпирические формулы для расчёта устойчивости фортификационных сооружений огню противника, определения правильного их расположения и, наоборот, для подбора оружия разрушения и манёвров для взятия укреплений.

Расчёт прочных построек

Здесь приводятся эмпирические и полуэмпирические формулы, применявшиеся в начале и середине 20-го века для расчётов фортификационных и защитных сооружений на местное действие бомб и снарядов. Они позволяют без сложных инженерных изысканий ориентировочно выяснить, какой должна быть постройка, чтобы выдержать прямое попадание и взрыв боеприпаса.

Энергия удара

Eуд. = М·V2/2, кГм[лит 1](С. 32)М — масса снаряда (бомбы), кг; V — скорость снаряда, м/с.

В случае падения снаряда в середину пролёта перекрытия казематированного сооружения 1/10 часть этой энергии идёт на прогиб перекрытия, остальные 9/10 — на образование воронки (ударной выбоины)[лит 2](С. 47).

Энергия взрыва

Полная энергия взрыва[лит 3](С. 19)

EΣвзр. = 450000·С, кГм

Энергия взрыва, действующая на горизонтальную защитную поверхность:

Eуд. = 12000·С, кГм[лит 4](С. 39)

где С — масса заряда взрывчатого вещества, кг.

Сила удара

Получаемый результат очень неточен, так как не учитывает местные деформации, влияние конструкции и др., но зато позволяет узнать порядок величины силы удара.

Fуд. = М·V/(g·tуд.), кгс[лит 5](С. 110)

где: g=9,81 м/с²

tуд. — продолжительность удара снаряда от начала проникновения в поверхность до остановки, ~0,01 с.

Сила взрыва

Как и в предыдущей формуле, результат неточен.

Fвзр. = С·Vдет./(g·tдет.·7), кгс[лит 5](С. 110)

где: Vдет. — скорость детонации ВВ, в источнике 6000 м/с;

tдет. — продолжительность детонации, ~0,004 с; 1/7 — часть энергии взрыва, идущая в защитную поверхность, остальное в воздух.

Глубина проникания снаряда в защитную преграду

В простом виде, какого в большинстве случаев достаточно
Hпрон. = Кпр.·М·V·sinα/D², м[лит 6]

где: Кпр. — коэффициент податливости прониканию материала, см. приложение[# 1];

D — диаметр (калибр) снаряда, м; α — угол траектории падения к преграде, град; если снаряд ударяется перпендикулярно, то sinα = 1.
В более сложном виде, учитывающем дополнительные факторы
Hпрон. = Кпр.·Кф.·Кк.·М·V·cos((β·n + β)/2)/D², м[лит 7](С. 13)

где: V — скорость снаряда, м/с;

Кф. — коэффициент формы головной части снаряда: 1,3 — для бетонобойного в случае проникания в бетон, железобетон и скалу, 1,0 — для всех других случаев; Кк. — коэффициент калибра (диаметра) снаряда: калибры 37 — 57 мм Кк. = 0,9; 76 — 155 мм: 1; 203—240 мм: 1,1; 250—280 мм: 1,2; 350 мм и выше: 1,3; 0,5 м: 1,3; 0,6 м: 1,35; 0,7 м: 1,4; 0,84 м: 1,45; 1 м: 1,5 n — коэффициент возможности изменения траектории снаряда в процессе проникания: 1,5 — бетонобойный снаряд в бетон; 1 — в остальных случаях. β — угол между траекторией падения и перпендикуляром к преграде.

Глубина разрушения или фугасного действия

Радиус разрушения от центра заряда ВВ:

Rраз. = Краз.·Кзаб.·С1/3, м[лит 7](С. 14), где:

где: Краз. — коэффициент податливости материала разрушению, см. приложение[# 2];

Кзаб. — коэффициент забивки, чем лучше забивка, тем сильнее воздействие взрыва на преграду: 1 — взрыв на поверхности сооружения или земли, плохая забивка; 1,3—1,35 — взрыв при проникании бетонобойного снаряда в бетон и железобетон, средняя забивка; 1,5 — взрыв снаряда в вязком грунте (глина), хорошая забивка, за снарядом остаётся канал; 1,65 — взрыв снаряда в рассыпчатом грунте (песок), хорошая забивка, песок обсыпается вслед за снарядом; С — масса взрывчатого вещества в заряде, кг.

Глубина разрушения от поверхности:

Hразр. = Hраз. + Rраз. − Ц, м[лит 8]Ц — расстояние от центра заряда ВВ до «носа» снаряда, если он взрывается стоя на поверхности и от центра до наружной стенки, если взрывается лёжа, м.

Взрыв фугасной бомбы с высоким содержанием ВВ может оказаться эффективнее в положении лёжа, даже если проникание вообще не состоялось, так как центр взрывного заряда ближе подходит к поверхности. Потому защитное сооружение от фугасных бомб должно рассчитываться на два вида воздействия бомбы:

  • пробивание (оно обычно меньше, чем у снаряда, особенно бетонобойного) и взрыв;
  • удар без пробивания, поворот и взрыв в момент, когда бомба была готова отрикошетировать и находится в положении лёжа на поверхности защитного сооружения.

Глубина взрыва

Радиус взрыва (радиус сферы сжатия: образующегося пустого пространства вокруг центра взрыва, из которого взрывные газы вытеснили материал перекрытия):

Rраз. = Квзр.·Кзаб.·С1/3, м[лит 7](С. 16), где:Квзр. — коэффициент податливости материала взрыву, см. приложение[# 3];

Глубина воронки:

Hвор. = Hпрон. + Rраз. − Ц, м

Глубина воронки значительно меньше глубины разрушения, но она нужна для оценки дальнейшего сопротивления сооружения после первых попаданий, так как растрескавшийся, но оставшийся на месте бетон (кирпич) ещё способен сдерживать новые боеприпасы.

Глубина откола

Радиус откола от центра заряда ВВ:

Rотк. = Котк.·Кзаб.·С1/3, м[лит 7](С. 52), где:Котк. — коэффициент податливости материала отколу, см. приложение[# 4]

Глубина откола с учётом ударного действия снаряда:

Hотк. = Hпрон. + Rотк. − Ц, м

Толщина защитного железобетонного перекрытия в зависимости от массы фугасной бомбы

Упрощённая формула для определения необходимой толщины монолитного перекрытия из армированного бетона от обычной фугасной авиабомбы свободного падения, содержащей заряд ВВ около половины своего веса (до 60 %), падающей с большой высоты со скоростью в пределах 300 м/с[лит 9](С. 18)[лит 10](С. 16, 29):

Hж/б = kн·M1/3, м,

где: М — масса бомбы, кг;

kн — коэффициент материала: для бетонных покрытий он равен от 0,25 до 0,35; лучшее значение 0,25 относится к железобетону с противооткольным слоем.

Разрушение от ударной волны

Радиус сильного разрушения обычных построек от воздушной ударной волны взрыва обычного боеприпаса[лит 11](С. 22):

Rу.в. = 5·С1/3, м.

Мощные постройки типа каземата обычно мало подвержены разрушению ударной волной и уязвимы в основном местному ударному и фугасному действию боеприпаса при прямом попадании.

Приложение, значения коэффициентов[лит 7][лит 12][лит 5][лит 13][лит 14]

Материал Коэффициентпроникания[# 1] Коэффициентоткола[# 2] Коэф.взрыва[# 3] Коэф.взрыва[# 4]
Коэффициенты податливости материалов
Железобетон марки свыше 250[лит 13]. 0,000 000 7
Железобетон марки 400 с жёстким противоотколом[лит 7](С. 52)[лит 14](С. 306) 0,000 000 8 0,42 0,13 /0,33
Железобетон марки 400 с гибким противоотколом[лит 7](С. 52, 59)[лит 14](С. 306) 0,000 000 8 0,52 0,13 /0,42
Фортификационный бетон марки 400[лит 14](С. 306) 0,000 001 0 0,6 0,16
Бетон армированный и бетонобойный снаряд 0,000 000 9 0,13 0,52/0,42
Железобетон марки 250[лит 13] 0,000 001 0 0,6 0,13 0,52/0,42
Железобетон марки 200[лит 14](С. 306) 0,000 001 1 0,6 0,14
Бетон армированный и фугасный снаряд 0,000 001 2 0,13 0,52/0,42
Бетон армированный 0,6-0,7 0,13 0,47
Бетон состава 1:1,5:3 0,15 0,52
Бетон высокого качества состава 1:2:4 на гранитном щебне 0,000 001 0 0,77 0,175 0,6
Бетон марки 200[лит 14](С. 306) 0,000 001 3 0,65 0,18
Бетон марки 160[лит 13] 0,000 001 3 0,7 0,175 0,6
Бетон состава 1:3:7 0,19 0,65
Бетон литой состава 1:2:4 с гравием 0,21
Бетон 0,000 001 3 0,87 0,175
Тюфяк сборный из железобетонных плит[лит 13] 0,000 001 5 0,7
Бутобетон[лит 14](С. 306) 0,000 001 6 0,7 0,18
Гранитная и гнейсовая скала без трещин[лит 14](С. 306) 0,000 001 6 0,86 0,2
Известняковая или песчаниковая скала без трещин[лит 14](С. 306) 0,000 002 0 0,92 0,25
Каменная кладка на цементном растворе[лит 14](С. 306) 0,000 002 0 0,84 0,2
Каменная булыжная кладка насухо 0,000 002 5 0,25
Кирпичная кладка на цементе (красный полнотелый кирпич начала 20-го века)[лит 14](С. 306)[лит 14](С. 71) 0,000 002 5 0,86 0,25 0,88
Каменная или кирпичная кладка насухо[лит 14](С. 306) 0,000 003 0 0,96 0,25
Дуб, бук, ясень[лит 14](С. 306) 0,000 004 0,6 0,3
Сосна (?)[лит 14](С. 306) 0,000 005 0 0,6 0,3
Сосна (в пластинах и брёвнах)[лит 13](С. 257) 0,000 006 0 0,6 0,3
Тополь[лит 13](С. 256) 0,000 007 5
Глина с супеском, каменистый грунт, каменная кладка среднего качества 0,96
Хрящеватый песок 0,000 004 0
Песок плотный чистый[лит 14](С. 306) 0,000 004 5 1,04 0,5
Песок 0,000 004 5 0,97 0,45
Супесок 0,000 005 0 1,0 0,5
Супесок, влажный песок, плохая каменная кладка 1,0
Суглинок[лит 14](С. 306) 0,000 006 0 1,0 0,5
Грунт, ненарушенный земляной массив 0,000 006 5 1,07 0,53
Глина плотная 0,000 007 0 1 0,5
Земля с песком и гравием 1,07
Песок неслежавшийся (песчаная насыпь) 0,000 009 0
Глинистый влажный грунт, болото 0,000 010
Земля неслежавшаяся в насыпи, слабый грунт 0,000 013 0 1,4 0,6
Материал Коэф.проникания

[# 1]

Коэф.разру-шения[# 2] Коэф.взрыва

[# 3]

Коэф.откола

[# 4]

Примечания
  1. ↑ 1 2 3 Коэффициент податливости материала прониканию
  2. ↑ 1 2 3 Коэффициент податливости материала разрушению
  3. ↑ 1 2 3 Коэффициент податливости материала взрыву
  4. ↑ 1 2 3 Коэффициент податливости материала отколу: в числителе — без противооткольного устройства, в знаменателе — с ним (двутавровые балки, листы железа, швеллеры, рельсы с низу перекрытия или с внутренней стороны стены).
Использованная литература
  1. ↑ Шоссбергер, Г. Строительно-техническая противовоздушная оборона / Под ред. воен. инж. 2 ранга В. В. Куканова. — М.-Л.: Военное изд-во Мин. обороны СССР, 1937. — 192 с.
  2. ↑ Манасевич А. Д. Строительные мероприятия по противовоздушной обороне промышленных объектов. — М.: Оборонгиз, 1941. — 240 с.
  3. ↑ Покровский Г. И. Взрыв и его действие. — М.: Воениздат, 1954. — 56 с.
  4. ↑ Морозов К. Д. Аварии зданий в результате бомбардировок. Опыт анализа. — [Л.]: Лениздат, 1944. — 153 с.
  5. ↑ 1 2 3 Пангксен А.И. Расчёт бетонных защитных построек. Л., Издание Военно-технической академии РККА им. т. Дзержинского, 1931. — 288 с.
  6. ↑ Стрельба наземной артиллерии / Под ред. полк. И. А. Соколова. — М.: Военное изд-во Мин. обороны СССР, 1970. — Т. 3. — С. 33. — 320 с. Ошибка в сносках?: Неверный тег <ref>: название «b4» определено несколько раз для различного содержимого
  7. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 Лисогор А.А. Защитные конструкции оборонительных сооружений и их расчёт. (Пособие для студентов по фортификации). Под ред. ген.-майора инж. войск М.И.Марьина. М., 1958. — 67 с.
  8. ↑ Хмельков С. А. Бетонные и железобетонные сухопутные фортификационные сооружения. М., Издание Военно-технической академии РККА им. В. В. Куйбышева, 1937.
  9. ↑ Защита сооружений и оборудования от действия фугасных авиабомб. — М.-Л.: Госэнергоиздат, 1941. — 28 с.
  10. ↑ Покровский Г. И. Предпосылки к расчётам конструкций на удар и взрыв авиабомб. — М.: Стройиздат наркомстроя, 1943. — 34 с.
  11. ↑ Куканов В. В. Убежища ПВО для населения. — [М.]: Издание Воен.-инж. акад., 1937. — 196 с.
  12. ↑ Пангксен А.И. Проектирование профиля защитной постройки. Л., Издание Военно-технической академии РККА им. т. Дзержинского, 1931. — 76 с.
  13. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 Наставление для инженерных войск. Полевые фортификационные сооружения. (ПФ-39). — СССР. Военные уставы и наставления. — М.: Воениздат, 1940. — С. 256, 257. — 272 с.
  14. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 Наставление для инженерных войск. Полевая фортификация. (ПФ-43). — СССР. Военные уставы и наставления. — М.: Воениздат, 1946. — 363 с.

wikiredia.ru


Смотрите также