CC BY
19
УДК 725:69.059.28
ЛОГ1СТИКА ПЕРЕМ1ЩЕННЯ ЗАСОБ1В МЕХАНВАЦП П1Д ЧАС РОЗБИРАННЯ РУЙНУВАНЬ БУД1ВЕЛЬНИХ ОБ'СКТ1В
ШАТОВ С. В.1, д. т. н, доц., УЛГГША М. Ю.2, здобувач
1 Кафедра будгвельних та дорожтх машин, Державний вищий навчальний заклад «Приднгпровська державна академш буд-вництва та архггектури», вул. Чернишевського, 24-а, 49600, Днгпро, Укра!на, тел. +38 (0562) 46-93-47, e-mail: shatovsv@yandex.ua, ORCID ID: 0000-0002-1697-2547
Департамент науки i освпи Харювсько! обласно! державно! адтшстраци, Харкгв, Укра!на, тел. +38 (057) 705-03-14 e-mail: m_ulitina@ro.ru, ORCID ID: 0000-0001-9678-6842
Анотащя. Постановка проблеми. Техногенш авари та стихiйнi явища спричинюють руйнування або пошкодження будiвельних об'eктiв - споруд i будiвель. Щд уламками та пошкодженими конструкщями споруд можуть залишатися потерпiлi. Найбшьш поширена техногенна aвaрiя — це вибухи побутового газу. Залежно вщ пaрaметрiв та напряму вибуху змiнюeться структура зaвaлiв, у першу чергу, розмiр та розташування уламк1в. Розбирання улaмкiв конструкцiй та пошкоджених частин будiвель виконуеться за нерaцiонaльними схемами, яш не враховують характер руйнувань, та без зaсобiв мехашзаци, яш не завжди вiдповiдaють вимогам цих робгт Це збiльшуе термiни, трудомютшсть та вaртiсть !х ведения. Тому потрiбнa розробка рaцiонaльних технологiчних ршень, вiдповiдних машин та логiстики !х перемiщення для ефективного розбирання руйнувань будiвельних об'ектiв. Мета cmammi — розроблення логiстики рaцiонaльного перемiщення машин та обладнання на будiвельному майданчику для забезпечення ефективних процесiв розбирання руйнувань будiвель та споруд. Висновок. Досвщ робiт iз розбирання зруйнованих будiвельних об'ектiв показуе, що вони виконуються без урахування характеру руйнування споруд та не розглядають рацюнальне перемiщення машин, що зумовлюе значни ресурсни! втрати. Розроблено структурну модель вхвдно! шформацп для прийняття ршень iз розбирання зaвaлiв зруйнованих будiвель, яка мiстить склaдовi частини технолопчного процесу, зокрема, нaявнiсть транспортних мереж, типи зaсобiв мехашзаци та напрямки !х перемiщення. На основi системи масового обслуговування визначено основнi показники взаемодп машин.
Ключовi слова: техногеню авари, руйнування o6'eKmie, логктика nepeMi^Hrn машин
ЛОГИСТИКА ПЕРЕМЕЩЕНИЯ СРЕДСТВ МЕХАНИЗАЦИИ ПРИ РАЗБОРКЕ РАЗРУШЕНИЙ СТРОИТЕЛЬНЫХ ОБЪЕКТОВ
ШАТОВ С. В.1, д. тт. н, доц., УЛИТИНА М. Ю.2, соискатель
'Кафедра строительных и дорожных машин, Государственное высшее учебное заведение «Приднепровская государственная академия строительства и архитектуры», ул. Чернышевского, 24-а, 49600, Днепр, Украина, тел. +38 (0562) 46-93-47, e-mail: shatovsv@yandex.ua, ORCID ID: 0000-0002-1697-2547
2Департамент науки и образования Харьковской областной государственной администрации, Харьков, Украина, тел. +38 (057) 705-03-14 e-mail: m_ulitina@ro.ru, ORCID ID: 0000-0001-9678-6842
Аннотация. Постановка проблемы. Техногенные аварии и стихийные явления приводят к разрушению или повреждению строительных объектов — сооружений и зданий. Под обломками и поврежденными конструкциями сооружений могут находиться потерпевшие. Наиболее распространенной техногенной аварией являются взрывы бытового газа. В зависимости от параметров и направления взрыва изменяется структура завалов, в первую очередь, размер и расположение обломков. Разборка обломков конструкций и поврежденных частей зданий выполняется по нерациональным схемам, которые не учитывают характер разрушений, и без средств механизации, которые не всегда отвечают требованиям этих работ. Это увеличивает сроки, трудоемкость и стоимость их ведения. Поэтому необходима разработка рациональных технологических решений, соответствующих машин и логистики их перемещения для эффективной разборки разрушений строительных объектов. Цель статьи — разработка логистики рационального перемещения машин и оборудования на строительной площадке для обеспечения эффективных процессов разборки разрушений зданий и сооружений. Вывод. Опыт работ по разборке разрушенных строительных объектов показывает, что они выполняются без учета характера разрушения сооружений и не рассматривают рациональное перемещение машин, которое приводит к значительным ресурсным потерям. Разработана структурная модель входной информации для принятия решений по разборке завалов разрушенных зданий, которая содержит составные части технологического процесса, в частности, наличие транспортных сетей, типы средств механизации и направления их перемещения. На основе системы массового обслуживания определены основные показатели взаимодействия машин.
Ключевые слова: техногенные аварии, разрушение объектов, логистика перемещения машин
MOVING LOGISTIC OF MECHANIZATION EQUIPMENT AT SORTING OUT OF BUILDING OBJECTS DESTRUCTIONS
SHATOV S. V.1, Dr. Sc. (Tech.), Ass. Prof, ULITINA M. Yu.2, competitor
'Department Build and Road wave, State Higher Education Establishment «Prydniprovs'ka State Academy of Civil Engineering and Architecture», 24-A, Chernishevskogo str., Dnipro, 49600, Ukraine, тел. +38 (0562) 46-93-47, e-mail: shatovsv@yandex.ua, ORCID ID: 0000-0002-1697-2547
2Department of science and education of Harkiv regional state administration, Harkiv, Ukraine, +38 (057) 705-03-14 e-mail: m_ulitina@ro.ru, ORCID ID: 0000-0001-9678-6842
Annotation. Formulation of the problem. Technogenic failures and elemental phenomena result in destruction or damage of building objects - constructions and buildings. Under wreckages and damaged constructions of building there can be victims. The most widespread technogenic failure are explosions of domestic gas. The structure of obstructions changes depending on parameters and direction of explosion, first of all size and location of wreckages. Sorting out of wreckages of constructions and damaged parts of building is executed on not rational charts, which do not take into account character of destructions, and without corresponding facilities of mechanization, which answer the requirements of these works not always. It increases terms, labour intensiveness and cost of their conduct. Development of rational technological decisions is therefore needed, corresponding machines and logistic of their moving for the effective sorting out of destructions of building objects. Purpose. Logistic development of the rational moving of machines and equipment on a site area for providing of effective processes of sorting out of destructions of constructions and buildings. Conclusion. Experience of works shows on sorting out of the destroyed building objects, that they are executed without the account of destruction character of building and does not examine the rational moving of machines, which results in considerable resource losses. Worked out structural model of entrance information for making decision on sorting out of obstructions of the destroyed building, which contains component parts of technological process, in particular presence of transport networks, facilities types of mechanization and direction of their moving. On the basis of the queuing system the basic indexes of machines co-operation are certain.
Keywords: technogenic failures, destruction of objects, logistic of machines moving
Проблема. Техногенш аварп та стихшш явища спричиняють руйнування або пошкодження буд1вельних об'екпв - споруд i буд1вель. Ид уламками та пошкодженими конструкщями споруд можуть залишатися потерпш, яких необхщно рятувать. Розбирання уламюв конструкцш та пошкоджених частин будiвель виконусться за нерацюнальними схемами, яю не враховують характер руйнувань, та без зaсобiв мехашзацп, якг не завжди вщповщають вимогам цих роб^. Це збшьшуе термши, трудомюткють та вартють !х ведення. Тому розроблення рацюнальних технолопчних ршень, вщповщних машин та лопстики !х перемщення тд час розбирання зруйнованих будiвельних об'екпв або !х пошкоджених частин -важлива науково-техшчна проблема.
Анал1з публжацш. Будiвельнi об'екти можуть бути зруйнованими або пошкодженими вщ дп природних явищ: землетрусу (рис. 1, а), цунам^ урагану, зсуву, повеш [1; 8]. Стихшш лиха супроводжуються великими людськими та мaтерiaльними втратами, яю визначають
значш обсяги вщновлювальних та рятувальних робiт. Техногеннi катастрофи та аварп пов'язаш з пожежами, вибухами газу (рис. 1, б), порушення норм виконання будiвельних та ремонтних роб^ тощо [3; 6]. Значних пошкоджень об'ектiв завдають военнi дп та терористичш акти. Нaйбiльш поширена техногенна aвaрiя - вибухи побутового газу [7; 10]. Залежно вщ пaрaметрiв i напряму вибуху, типу споруд та !х кiлькостi змiнюеться характер руйнувань й умови виконання робт
Виконання рятувальних роб^ у ВiрменГi, мiстaх Днiпропетровськ, Gвпaторiя, Хaркiв, Междуреченськ, в Ггалп [2; 3] показало, що завали, пГд якими можуть бути потерпш, потрГ6но розбирати за найкоротший термiн - 6...8 годин [13]. Аваршно-рятувальш й вiдновлювaльнi роботи виконують пГдроздГли Держслужби з надзвичайних ситуацш та будiвельнi оргaнiзaцii, яю мають вiйськове i будiвельне мaтерiaльно-технiчне забезпечення [12]. Для розбирання зруйнованих будiвель та споруд використовуеться рiзномaнiтнa технiкa:
екскаватори, навантажувач1, бульдозери, крани, мехашзований шструмент.
Залежно вщ обсягу руйнувань та можливосп розташування буд1вельних машин на об'ект !х використовують одночасно або почергово (рис. 2). При цьому враховують наявшсть не заблокованих уламками транспортних мереж (автодор1г) для руху техшки та автотранспорту [4; 9]. Уламки 1з завалу навантажують у автотранспорт для вивезення на пол1гони для складування або переробки для повторного використання.
б
Рис. 1. На^дки техногенних аварш: а - вгд землетрусуу 1тали (2016р.); б - вгд вибуху газу в Междуреченську (2016р.)
Недолши технолопчних процеав розбирання завал1в - це необхщшсть заведення вручну строп автокрана тд уламки, що не завжди можливо й небезпечно, а також необхщшсть використання ювшевих машин для розбирання др1бних уламюв.
В окремих випадках розбирання уламюв виконусться грейферним обладнанням або гщравл1чними ножицями на баз1 крашв та екскаватор1в. 1х використовують без анал1зу
характеру руйнувань об'екпв. Вщсутш дослщження з визначення кшькосп та структури машин, а також рацюнальних схем !х перемщення у процес розбирання або вщновлення пошкоджених буд1вель.
б
Рис. 2. Схема розстановки та перемщення машин при розбираннi руйнувань: а - у 1талп; б - у Междуреченську
Мета статт - розроблення лопстики рацюнального перемщення машин та обладнання на буд1вельному майданчику для забезпечення ефективних процеав розбирання руйнувань буд1вель та споруд.
Результати дослщження. Граф1чною штерпретащею робгт 1з розчищення територш вщ повшстю зруйнованих об'екпв або вщновлення тих будинюв, як зруйноваш частково, е структурна модель вхщно! шформацп для прийняття р1шень щодо розбирання завал1в зруйнованих буд1вель, показана на рисунку 3. Модель дозволяе спланувати рацюнальне перемщення засоб1в мехашзацп [11; 14].
Для зруйнованого об'екта А та характеру його руйнування Р взаемод1ю засоб1в мехашзацп Гм та транспортних засоб1в Ет можливо навести у вигляд1
розм1ченого графа (рис. 4) стану системи масового обслуговування [5].
Кожний стан системи позначаеться прямокутником i може переходити в шший стан (змша кшькосп зруйнованих об'екпв, рятувально! та транспортно! техшки, характеру руйнування 6уд1вд1).
Для визначення ймов1рност1 Рт Ет...1т того, що в систем1 знаходиться «т» вимог (транспортш засоби), i також ймов1рносп Рм, FM...IM того, що в систем1 знаходиться «м» канал1в обслуговування (засоби мехашзаци) з використанням систем лшшних
диференщальних р1внянь визначаеться:
Pn —
m ! у
Po
(1)
(m - n )!
де Pn — ймов1ршсть того, що в систем1 знаходиться «т» вимог, тобто канал обслуговування зайнятий i в черз1 знаходиться (т-1) вимога;
P0 — ймов1ршсть простою каналу обслуговування;
W — коефщент завантаження системи.
Середне число машин, яю перебувають у система
_ m 1
Ncuc =Z nPn = m — (1 - P0), у
(2)
n=1
1
де m — N сист +—(1 - Р0), У
— (1 - P ) — число вимог, яи перебувають У o зовн системи.
Середне число машин, яю перебувають у черзк
N4 =£ (n - 1)Pn .
n=1
Середнш час простою машин у система
N ■ t
сис рс
пр = т - N и ■
(3)
(4)
Середнш час чекання машин у черзк
tчек — tnp tн . (5)
Вирази (1) — (5) дозволяють визначити основш показники процесу обслуговування ведучими машинами (засоби мехашзаци) вимог (транспортш засоби).
б
Рис. 3. Зображення (а) та модель (б) ех1дног iнформацИ для прийняття ргшень 1з розбирання руйнувань: А - зруйнований об 'ект; n - кыьюсть об 'eкmiв; Б - будiвля або споруда; В - наявтсть транспортних мереж (дoрiг, прolздiв); д - кыьюсть прoiздiв; Г - засоби мехашзаци для розбирання руйнувань та 1х переробки; м - типи машин та N - кыьюсть; Е - засоби мехашзаци транспортнихробт; т - тльтсть одиниць транспорту; З - завал; Р - характер
руйнування; m - тльтсть зруйнованих поверхонь об'екта; СМ - склад-майданчик уламюв поруч з об'ектом; СП - пол^онуламюв; к - тльтсть складiв; I, II, III- зони виконанняробт: на oб'екmi, на майданчику, поза об'ектом
n
а
Рис. 4. Розмiчений граф стану системи: а - для каналу обслуговування К1; б - для каналу обслуговування К2; в - для каналу обслуговування Кг. Р, Е, I -ймовгршсть вгдповгдноI подп; X - ттенсившсть надходження вимог; р - ттенсившсть каналу обслуговування
Висновки. 1. Досвщ робгг ¡з розбирання зруйнованих буд1вельних об'екпв показуе, що вони виконуються без урахування характеру руйнування споруд та не розглядають рацюнальне перемщення машин, що спричинюе значшх ресурсшх втрати та нав1ть загибель людей.
2. Розроблено структурну модель вхщно! шформаци для прийняття ршень 1з розбирання
завал1в зруйнованих буд1вель, яка мютить складов1 частини технолопчного процесу, зокрема, наявнють транспортних мереж, типи засоб1в мехашзаци та напрямки !х перемщення.
3. На основ1 системи масового обслуговування визначено основш показники взаемоди машин.
ВИКОРИСТАНА Л1ТЕРАТУРА
1. Аварии и катастрофы. Предупреждение и ликвидация последствий : учеб. пособие в 3 кн. Кн. 1 / под ред. К. Е. Кочеткова, В. А. Котляревского, А. В. Забегаева. - Москва : АСВ, 1995. - 320 с.
2. Бакин В. П. Снос поврежденных при землетрясениях зданий / В. П. Бакин, Н. С. Батыгин // Механизация строительства. - 1989. - № 6. - С. 10-11.
3. Гончаренко Д. Ф. Технология демонтажных и строительно-монтажных работ при восстановлении частично разрушенного здания / Д. Ф. Гончаренко, Н. А. Меленцов, А. С. Константинов // Промислове будiвництво та шженерш споруди. - 2013. - № 1. - С. 42-44.
4. Казаков Б. Оргашзащя та проведення аваргйно-рятувальних робгг на житлових будiвлях i спорудах / Б. Казаков, Е. Чадов // Надзвичайна ситуащя. - 2007. - № 6. - С. 44-49.
5. Кудрявцев Е. М. Комплексная механизация, автоматизация и механовооруженность строительства / Е. М. Кудрявцев. - Москва : Стройиздат, 1989. - 246 с.
6. Марков А. И. Аварии зданий и сооружений / А. И. Марков, М. А. Маркова. - Запорожье : Настрой, 2008. -84 с.
7. Мгрошниченко М. Вибух газу - "це урок, який повинна засво!ти держава" / М. Мгрошниченко // Надзвичайна ситуащя. - 2007. - № 10. - С. 8-15.
8. Неукротимая планета. Когда природа сходит с ума / Д. Берни, Д. Гилпин, С. Койн, П. Симонс ; пер. с англ. -[Германия] : Дом Ридерз Дайджест, 2008. - 319 с.
9. Тараканов Н. Д. Комплексная механизация спасательных и неотложных аварийно-восстановительных работ / Н. Д. Тараканов. - Москва : Энергоатомиздат, 1984. - 303 с.
10. Трапчний вибух у £впаторп // Надзвичайна ситуащя. - 2009. - № 1. - С. 8-15.
11. Хмара Л. А. Технолопчш особливосп розбирання зaвaлiв зруйнованих будiвель / Л. А. Хмара, С В. Шатов // Вюник Приднiпровськоï держaвноï aкaдемiï будiвництвa та aрхiтектури : зб. наук. пр. - Дншропетровськ, 2010. - № 7. - С. 42-52.
12. Цившьний захист - один з прюритепв нацюнально1' безпеки // Надзвичайна ситуaцiя. - 2009. - № 2. - C. 3438.
13. Чумак С. П. Метод оценки объемов отдельных видов аварийно-спасательных работ при их планировании и подготовке / С. П. Чумак // Проблемы безопасности при чрезвычайных ситуациях : науч. информ. сб. / ВИНИТИ. - Москва, 2001. - Вып. 3. - С. 176-184.
14. Шатов С. В. Оргашзацшно-технолопчш ршення розбирання пошкоджених та реконструйованих споруд та будiвель / С. В. Шатов // Вюник Придшпровсько1' держaвноï академп будiвництвa та архггектури : зб. наук. пр. - Дншропетровськ, 2013. - № 4. - С. 12-17.
REFERENCES
1. Kochetkov K.E., Kotlyarevskij V.A. and Zabegaeva A.V., eds. Avarii i katastrofy. Preduprezhdenie i likvidaciya posledstvij [Accidents and вisasters. Prevention and mitigation]. Moskva: ASV, book 1, 1995, 320 p. (in Russian)
2. Bakin V.P. and Batygin N.S. Snospovrezhdennyxpri zemletryaseniyax zdanij [Demolition of damaged buildings by earthquakes]. Mexanizaciya stroitel'stva [Сonstruction mechanization]. 1989, no. 6, pp. 10-11. (in Russian)
3. Goncharenko D.F., Melencov N.A. and Konstantinov A.S. Texnologiya demontazhnyx i stroitel'no-montazhnyx rabot pri vosstanovlenii chastichno razrushennogo zdaniya [Technology of demolition, construction and installation work by recovering of partially destroyed building]. Promyslove budivnitstvo ta inzhenerni sporudy [Industrial construction and civil engineering constructions]. 2013, no. 1, pp. 42-44. (in Russian)
4. Kazakov B. and Chadov E. Organizatsiia ta provedennia avarijno-riatuvalnykh robit na zhytlovykh budivliakh i sporudakh [Organization and carrying of rescue works on residential buildings and structures]. Nadzvychaina sytuatsiia [Emergency]. 2007, no. 6, pp. 44-49. (in Ukrainian)
5. Kudryavcev E.M. Kompleksnaya mexanizaciya, avtomatizaciya i mexanovooruzhennost' stroitel'stva [Construction complex mechanization, automation and mechanical equipment]. Moskva: Strojizdat, 1989, 246 p. (in Russian)
6. Markov A.I. and Markova M.A. Avarii zdanij i sooruzhenij [Accidents buildings and constructions]. Zaporozh'e: Nastroj, 2008, 84 p. (in Russian)
7. Miroshnychenko M. Vybukh gazu - tse urok, yakyj povynna zasvoity derzhava" [Gas explosion - "This lesson should learn the state"]. Nadzvychaina sytuatsiia [Emergency]. 2007, no. 10, pp. 8-15. (in Ukrainian)
8. Berni D., Gilpin D., Kojn S. and Simons P. Neukrotimaya planeta. Kogda priroda sxodit s uma [Unrestrained planet. When nature goes mad]. Germaniya: Dom Riderz Dajdzhest, 2008, 319 p. (in Russian)
9. Tarakanov N.D. Kompleksnaya mexanizaciya spasatel'nyx i neotlozhnyx avarijno-vosstanovitel'nyx rabot [Complex mechanization of rescue and emergency restoration works]. Moskva: Energoatomizdat, 1984, 303 p.
10. Trahichnyi vybukh u Evpatorii [The tragic explosion in Yevpatoria]. Nadzvychaina sytuatsiia [Emergency]. 2009, no. 1, pp. 8-15. (in Russian)
11. Khmara L.A. nad Shatov S.V Tekhnologichni osoblyvosti rozbyrannia zavaliv zruinovanykh budivel [Technological features of rubble demolition of destroyed buildings]. Visnyk Prydniprovs'koi derzhavnoi akademii budivnyctva ta arkhitektury [Bulletin of Prydnniprovs'ka Academy of Civil Engineering and Architecture]. Dnipropetrovsk, 2010, no. 7, pp. 42-52. (in Ukrainian)
12. Tsyvilnyi zakhyst odyn z priorytetiv natsionalnoi bezpeky [Civil protection is one of the priorities of national security]. Nadzvychaina sytuatsiia [Emergency]. 2009, no. 2, pp. 34-38. (in Ukrainian)
13. Chumak S.P. Metod ocenki ob ''emov otdel'nyx vidov avarijno-spasatel'nykh rabot pri ikh planirovanii i podgotovke [Scope evaluation method of rescue operations certain types in their planning and preparation]. Problemy bezopasnosti pri chrezvychajnyx situaciyahx [Security concerns in emergencies]. VINITI [All-Russian Institute for Scientific and Technical Information]. Moskva, 2001, iss. 3, pp. 176-184. (in Russian)
14. Shatov S.V. Orhanizatsiino-tekhnolohichni rishennia rozbyrannia poshkodzhenykh ta rekonstruiovanykh sporud ta budivel [Organizational and technological solutions of damaged and reconstructed constructions and buildings dismantling ]. Visnyk Prydniprovskoi derzhavnoi akademii budivnytstva ta arkhitektury [Bulletin of Prydnniprovs'ka Academy of Civil Engineering and Architecture]. Dnipropetrovsk, 2013, no. 4, pp. 12-17. (in Ukrainian)
Рецензент: Млодецький В. Р., д-р т. н., проф.
Надшшла до редколегп: 08.11.2016 р. Прийнята до друку: 09.11.2016 р.
