§ 6.3. Механизм разрушительного действия атмосферных вихрей.

Разрушения и повреждения, которые торнадо наносит сооружениям, вызываются в основном двумя факторами: прямым давлением ветра, обусловленным его высокой скоростью, и взрывным эффектом, связанным с быстрым падением давления в центре торнадо.

Силы, обусловленные движущимся воздушным потоком, - это сдвигающая сила, действующая на здание в горизонтальном направлении, и подъемная сила, действующая на крышу (эффект самолетного крыла).

Сдвигающая сила определяются по формуле

, (6.5)

где - сила, H;

- площадь поперечного сечения здания, м²;

- коэффициент лобового сопротивления.

В данной формуле величина - это давление скоростного напора воздушного потока, Па ( - плотность воздуха, кг/м³; - скорость воздушного потока, м/с).

Значения коэффициента для некоторых простых геометрических тел приведены в табл. 27 [47].

Таблица 27

Значения коэффициента лобового сопротивления

Н азвание тела	Схема расположения	Соотношение сторон	Величина
Куб		a=b=H	1,5
Квадратная призма		a=b=0,36H	1,3
Квадратная призма		H=b=0,06a	1,2

Продолжение таблицы 27

Круговой цилиндр		Д=0,36H	0,73
Вертикальная стенка		H=0,06a	1,25

В центре торнадо существует зона низкого давления. Когда центр торнадо проходит над зданием, давление внутри здания не может мгновенно сравняться с наружным и поэтому оно (здание) может разрушиться под действием разности давлений, как бы “взрывается”.

Разрушительное действие тайфунов зависит от трех факторов: больших скоростей ветра, наводнений, штормовых волн.

Сила воздействия давления ветра такая же, как рассмотренная выше, только несколько слабее, поскольку скорости воздушного потока обычно ниже, чем в торнадо. Взрывной эффект, проявляющийся в зданиях под влиянием низкого давления в центре торнадо, в тайфунах выражен также слабее, поскольку градиент давления в них меньше и, кроме того, успевает произойти относительное выравнивание давления внутри и снаружи зданий.

Наибольшие разрушения и человеческие жертвы при тайфунах связаны со штормовыми приливами, обрушивающимися на прибрежные участки местности. Действие их такое же, как действие цунами. Большую опасность при тайфунах представляют также наводнения, вызываемые выпадением значительного количества осадков. Как отмечалось в предыдущем параграфе, выпадение 500 мм осадков и более не является редким исключением.

Воздействие циклонов связано в основном с действием ветра.

Характер разрушений и повреждений зданий и сооружений при прохождении торнадо, тайфунов, циклонов в зависимости от скорости ветра показан в табл. 28.