Объем жби колец таблица: Размеры, вес и объем бетонных колец 1, 1,5, 2 м

Объем кольца ЖБИ с рекомендациями к применению

Базовые характеристики

  • Высота: 90 см;
  • Наружный диаметр: 118 см;
  • Внутренний диаметр: 100;
  • Толщина стенки: 9 см;
  • Объем: 0,706858 м3. (0,7 м3)

 

Не очень популярный товар, однако зря.Постараемся объяснить почему.Естественно спрос на данное кольцо не превышает планку среднего, в таблице размеров оно на последнем месте если не брать в расчет укороченные варианты.Основная масса заказов приходится на обустройство питьевых колодцев, либо для полива огорода.Очень редко люди берутся ставить его для осушения участка.Во-первых, это ограниченное число мест(где грунтовая вода в жару буквально под ногами), а во-вторых, не является первой необходимостью. Как можно увидеть примеров минусов в упрек метровых достаточно.Разберем плюсы.

На первом месте наравне с ценой, ошибочное мнение о размерах.Правило конечно работает, но рискну предположить впитывание отходов в грунт не на 100 % зависит от площади точки соприкосновения.Все мы знаем, что такое баня.В теории можно предположить как деды закапывали небольшие бочки лет 30 назад, которые и по сей день сухие.А ведь мыльная вода далеко не редкость в процессе мытья.

Мы подводим к тому, что бюджетные варианты, какими считаются метровые, при нужном грунте вполне себе достойно, если конечно же вы планируете делать сливную яму из двух стопок(он же септик)Как накопительная часть, первый колодец из трех метровых колец это очень даже прилично.

Как правило в своем большинстве грунт имеет хорошую пропускную способность, но увы попадаются и жесткие слои, поэтому быть уверенным нельзя.В любом случае во второй колодец сливается относительно чистая жидкость.Может звучать навязчиво, но три стопки метровых колец, настоящее очистное сооружение.Не обязательно делать тройные, можно сделать первую 3 элемента, вторую и третью по два.И так далее по желанию.Как минимум обдумать можно.Примерно такой вариант мы описали в септике ромашка, где подробно описали принцип работы тройного перелива.

Подведем итог:

В каком случае подойдут ЖБИ бетонные кольца КС 10-9

  •  Вы ищите бюджетный вариант для септика под ключ в Новосибирске;
  •  Хотите переливной септик, но переплачивать не готовы;
  •  Знаете что у вас грунт 60-70% песка и уверены что вода уходит быстро;
  •  У соседей сделано также и прекрасно работает;
  •  Ваш дом используется только для летнего проживания;
  •  Живете круглый год, но понимаете что пользуетесь в меру;
  •  Вам не лень сортировать жиры в специальных контейнерах;
  •  Планируете выкопать септик своими силами и заказать только самогруз;

Некоторые пункты покажутся вам неприемлемыми для себя, однако прошу учесть тот факт, что все люди живут в разных условиях и у каждого свой взгляд на вещи.

Объем бетонного кольца (жби, железобетонного)

Объем бетонного кольца – величина, которая нужна для вычисления оптимальных размеров изделия в процессе проектирования и монтажа той или иной системы, колодца. Бетонные кольца сегодня используются повсеместно, выступая основными элементами в монтаже колодцев разного типа (канализационные, водопроводные, смотровые, газопроводные и т.д.).

Кольца подбирают в соответствии с требованиями по массе, внутреннему диаметру, высоте. Все важные характеристики прописываются в маркировке изделия. Все бетонные изделия данного типа производят в соответствии с ГОСТом 8020-90, с применением высококачественного бетона, стальной арматуры. Благодаря этому бетонные кольца получаются прочными и надежными, стойкими к агрессивным средам и механическим нагрузкам, долговечными и не боящимися влаги.

Обустройство колодца и канализации может понадобиться в самых разных случаях, актуально как для многоэтажной застройки, так и для частного домостроения. К сооружениям предъявляются определенные требования по прочности, санитарно-гигиеническим нормам, объему и т.д. И обеспечивать все важные свойства колодцу может использование качественных и подходящих по размерам бетонных колец, крышек, опорных колец, днищ и всех конструкционных элементов.

Какие бывают кольца ЖБИ: виды и назначение

Железобетонные кольца – это конструкции круглой формы, без верха и дна (как правило), из которых собираются колодцы различных коммуникаций, септиков, систем, углубляемых в грунт. Это самый простой и экономически оправданный вариант. Бетонные кольца производят с металлическим армированием, поэтому они способны выдерживать немалые нагрузки и служить долго.

Основные виды колец ЖБИ:

  • Доборные кольца

    – нужны там, где нужно скорректировать высоту колодца (когда сделать это с использованием стандартных колец не получается). Высота может быть разной, как и масса таких элементов.

  • Фильтрационные

    – в изделиях есть равномерно распределенные отверстия (перфорация) по поверхности, что обуславливает их использование в обустройстве фильтрационных колодцев.

  • Дополнительные детали

    – плиты днища, крышки, цельные блоки с крышками и т.д.

По назначению бетонные кольца бывают канализационными и водозаборными, используемыми для монтажа подземных кабельных электрических сетей, газопроводными, а также используемыми в формате коллекторов. Изготавливаются кольца из бетона марок М200-М500 (выбор зависит от того, в каких условиях предполагается эксплуатация железобетонного кольца).

Технология производства

Изготавливают бетонные кольца из тяжелого бетона, который заливают в смонтированную опалубку. В форме предварительно выполняют армирование из стальной проволоки сечением 8-12 миллиметров. На противоположных концах изделия монтируют два вертикальных стержня, призванных выполнять функцию монтажных петель (для подъема краном). Размеры бетонных колец (как и масса) могут быть разными.

В опалубке весь объем бетона уплотняют вибрированием, чтобы убрать все пустоты и сделать бетон максимально плотным и прочным.

Через сутки опалубку демонтируют, потом готовые уже кольца складируют аккуратно на открытых площадках. Через 7 дней изделие набирает отпускную прочность (около 50% от заданной). Полный цикл прочности материал набирает через 28 суток.

Достоинства и недостатки

Железобетонные кольца используются в самых разных сферах, но практически всегда в грунте, когда нужно проложить под землей коммуникации, трубопроводы, инженерные системы и т.д. При выборе изделия обращают внимание на такие параметры, как объем кольца и его размеры, вес. Но до начала расчетов и монтажа желательно изучить основные плюсы и минусы элемента, его особенности.

Главные преимущества железобетонных колец:

  • Длительный срок эксплуатации

    – произведенные по ГОСТу в условиях завода кольца способны прослужить до 50 лет, сохранив целостность и прочность.

  • Разумная стоимость

    – что существенно удешевляет создание всего колодца.

  • Универсальность

    – в железобетонных кольцах обустраивают септики, питьевые колодцы, монтируют подземные коммуникации и т.д.

  • Быстрый монтаж

    за счет производства колец и доборных деталей, которые точно соответствуют друг другу и позволяют создать колодец любой конфигурации.

  • Высокий уровень механической прочности

    – кольца стойки к сдвигам грунта, давлению почвенных вод, имеют достаточный запас прочности, чтобы подходить для монтажа в любом типе грунта.

Из недостатков бетонных колец стоит выделить такие, как большой вес и габариты (из-за чего смонтировать самостоятельно элементы может быть проблематично, обычно привлекают спецтехнику), гигроскопичность и необходимость выполнять гидроизоляцию.

Маркировка согласно ГОСТ (таблица)

На каждое бетонное кольцо (и остальные детали) наносят маркировку, представляющую собой набор букв и цифр, предоставляющих основную информацию об изделии.

Что включает маркировка бетонного кольца:

Условные обозначения типов колец по ГОСТу:

  • КЛК – для обустройства городских ливневых канализаций и водостока.
  • КВГ – для водопроводных колодцев и газопроводов.
  • КО – опорное кольцо, использующееся в качестве фундамента колодца.
  • КС – кольцо стеновое, которое устанавливается в качестве основного элемента колодца.
  • КФК – сети коллекторов, дренажные системы.

Числовые обозначения говорят о величине изделий, но лучше всего для поиска оптимального элемента обращаться к специальным таблицам, где все подробно указано.

Пример расшифровки маркировки изделия КС-7-9: стеновое кольцо высотой 900 миллиметров и с толщиной стенок 70 миллиметров.

Стандартные размеры железобетонных колец

Объем колодца зависит от размера колец, которые монтируются. Вариантов очень много, но есть определенные нормы ГОСТа, в соответствии с которыми производят элементы.

Размеры ЖБИ колец по стандарту:

Дополнительные элементы

Для выполнения расчетов и проекта необходимо учитывать все элементы, которые входят в конструкцию. Только из колец колодцы не строят, обычно для монтажа используют также различные доборные элементы, позволяющие реализовать любую конфигурацию системы.

Какие элементы применяются в монтаже конструкций колодцев:

Также есть еще кольца с крышками, которые представляют собой объединение кольца и крышки в монолитную конструкцию в условиях завода.

Крышки для колодцев

Крышка представляет собой круглую плиту, которой накрывается кольцо, с наличием отверстия в центре или сбоку. В дренажных колодцах монтируют крышки с отверстием под люк в центре, для других целей – сбоку.

Производят крышки из тяжелого высокопрочного бетона класса минимум В15, водонепроницаемого и морозостойкого. Для осуществления монтажа, погрузки/разгрузки изделие оснащено петлями из арматуры.

Плиты днища

Это сборные железобетонные элементы для монтажа подземных инженерный сооружений и коммуникаций. Плиты становятся основанием для камеры, на них сверху монтируют кольца. Благодаря плитам днища получается обеспечить герметичность колодца и защитить его от разрушений, попадания влаги и обвалов грунта. Перед выбором плиты днища нужно знать, сколько весит бетонное кольцо, чтобы правильно рассчитать нагрузку.

Плиты днища – круглое изделие по диаметру колодца. Выполняется из бетона с показателями морозостойкости минимум F100, водонепроницаемости минимум W6, прочности В15 и выше.

Опорные кольца

Это специальные элементы, на которые опирается люк колодца. Изделия круглой формы по внешнему диаметру колодца, небольшой толщины с диаметром внутреннего отверстия минимум 70 сантиметров, чтобы при необходимости вовнутрь мог попасть человек. Вес бетонного кольца составляет около 50 килограммов. Бетон соответствует всем требованиям и стандартам.

Кольца с крышками

Такие изделия предполагают объединение двух элементов – кольца и крышки в условиях завода. На объект поставляется уже готовое изделие, заменяющее собой два других.

Таким образом удается избежать лишнего соединения и добиться большей герметичности, уменьшить объемы монтажных работ и ускорить сборку колодца.

Процесс монтажа

До того, как приступать к монтажу, желательно рассчитать вес бетонного кольца (1 метр колодца сколько равен или просто суммировать вес всех элементов, входящих в конструкцию). Как правило, кольца и другие детали монтируют с использованием спецтехники – вручную все это устанавливать достаточно трудно, но возможно.

Как осуществляется монтаж колец:

  • Выбор места

    – дренажные системы и водопроводные колодцы, канализационные конструкции не устанавливают рядом с жилыми домами, огородами. Есть определенный стандарт, которому нужно следовать. Чем дальше будет установлен колодец от всех объектов, тем лучше, но не ближе 5 метров к жилым домам и сооружениям. Кроме того, в выбранном месте нужно исследовать грунт на предмет залегания вод. Также заботятся о том, чтобы к месту свободно могла подъехать техника обслуживающих служб.

  • Рытье котлована

    – лучше с использованием техники. Яму копают на глубину высоты всех колец, на ее дно засыпают несколько слоев песка и щебня (общей толщиной минимум 50 сантиметров), трамбуют.

  • Монтаж дна может осуществляться двумя способами

    : либо с использованием колодца с глухим дном, либо с установкой плиты днища, а на нее уже сквозного кольца. Далее устанавливаются кольца одно на другое (желательно с привлечением крана), стыки тщательно замазываются раствором, закрепляются металлическими скобами.

  • Подводка коммуникаций

    , соединений, всех систем и т.д., после чего котлован засыпают, кольца накрывают верхней плитой, монтируют люк.

Какому производителю отдать предпочтение?

Современные производители предлагают кольца и другие элементы для колодцев в большом разнообразии. Как правило, вся продукция производится в соответствии с нормами, регламентируемыми ГОСТом и СНиП. Но цены на продукцию могут быть разными, как и ассортимент.

Выбор всегда остается за клиентом, который должен обращать внимание на качество самих элементов: внешний осмотр, наличие сертификатов, подтверждающих соблюдение требований производства, наличие оборудования и соответствие изделия указанным техническим характеристикам.

На сегодняшний день на территории России кольца и другие изделия выпускает около 250 компаний, ниже представлены проверенные и надежные.

Хорошо зарекомендовавшие себя на рынке производители бетонных колец:

  • «Завод промышленных строительных деталей» — работает на рынке больше 45 лет, крупный производитель ЖБК в Тюменской области. Есть своя аккредитованная строительная лаборатория, осуществляющая контроль за качеством продукции.
  • «МастерСтрой» — работает под Москвой в Вознесенске, несмотря на то, что специализируется на продаже валового/кулевого цемента, также изготавливает напорные трубы, ЖБ кольца.
  • «МонолитСтрой» — компания работает в Подмосковье, изготавливает и реализует ЖБИ с 2007 года. Ассортимент представлен составными и мостовыми сваями, плитами днища, ФБС, стеновыми кольцами, крышками колодцев и т.д.
  • «Торговая Компания Вира» — в Санкт-Петербурге расположена производственная линия предприятия. Компания изготавливает безнапорные трубы, железобетонные кольца. Продукция очень тщательно проверяется в процессе многоступенчатого контроля.
  • «ГазоБлоки» — компания из Воронежа, выпускает товарный бетон, облицовочный и силикатный кирпич, а также размерный ряд бетонных колец и доборных элементов.

На территории страны железобетонные кольца поставляет большое количество компаний. Вышеперечисленные гарантируют соответствие всем стандартам и заявленным свойствам, но в любом случае проверять все нужно очень тщательно при покупке, ориентируясь на расчеты и проект.

Размер колец для колодца: расшифровка маркировки, стандартные габариты

Один из самых простых способов сделать колодец любого назначения — собрать его из бетонных или пластиковых заготовок. Бетон более привычен и надежен, поэтому обычно он в приоритете. Но, чтобы определиться с конструкцией, надо знать размер колец для колодца. Они определены стандартом, хотя есть, как обычно, масса ТУ и ДСТУ.

Содержание статьи

Виды бетонных колодезных колец

Бетонные кольца применяют при устройстве колодцев различного назначения. Из них собирают питьевые, канализационные, сточные колонны и отстойники, резервуары. Также из них строят канализационные отстойники, септики. В ГОСТе 8020-90 определены все виды изделий для изготовления сетей и колодцев в частности. Не все они применяются в быту. Чаще всего применяют следующие виды колец:

  • КС — кольцо стеновое или сквозное. Представляет собой бетонный цилиндр. Установленные один на другой, они образуют колонну колодца. Бывают разного диаметра — от 70 см до 200 см, с толщиной стенки от 5 до 10 см. Могут быть:
  • КЦД — кольца бетонные с дном. Представляют собой подобие стакана с литым дном. Устанавливаются при сборке канализационных колодцев и отстойников, септиков. Гарантируют герметичность и ускоряют монтаж — не надо заливать плиту для дна.
  • КЦО — кольцо опорное. Устанавливается на собранную колонну под горловину. Позволяет вывести крышку колодца на нужную высоту.
  • КО — кольцо опорное. Устанавливается в качестве фундамента колодца. Имеет небольшую высоту, но толстые стенки.

По стандарту стенки колец могут иметь технологический уклон не более 1.5%. Но при этом толщина стенки и внутренний диаметр посередине высоты должны совпадать с нормативными. А вообще, ровные стенки, отсутствие каверн и трещин — признак нормального качества.

Плиты для перекрытия и основания

Еще при устройстве колодцев могут понадобиться плиты. Некоторые из них кладут на дно, другими закрывают сверху. При устройстве питьевых колодцев, бетонные плиты кладут нечасто — чаще делают домик для колодца. При сборке септиков из колодезных колец, часто плиту основания заливают, а не укладывают готовую. Так что без этих изделий можно обойтись, но их использование сокращает сроки работ. Вообще, в ГОСТе есть такие виды плит для колодцев:

Стандартные размеры для плит

Стандарт допускает наличие скоса на боковых гранях плит, изготовленных в неразъемных формах. Но качество бетона, отсутствие трещин, каверн и других серьезных изъянов — все это признаки нормального качества.

Как выбирать размер

Когда вы определились с конструкцией колодца, знаете какое хотите дно, как и чем накроете колодец, самое главное — определиться с размерами КС. Все остальные элементы выбирают того же типоразмера. Они разработаны так, что подходят один к другому. А количество звеньев определяется исходя из необходимого объема или примерно рассчитывается ориентируясь на глубину залегания водоносного слоя. Для отстойников, септиков, ливневых колодцев считают исходя из необходимого объема хранения.

Размеры колодезных колец всех типов должны совпадать

Если говорить про питьевые колодцы, их собирают из КС диаметром от 100 мм (КС-10) до 150 мм (КС-15). Кольцо с дном или донную плиту не ставят — требуется открытый доступ к водоносному слою. При сборке колодца для стоков, отстойника иди септика, нижнее звено лучше брать сразу с дном — и монтаж проще, и герметичность обеспечена. Еще вариант — донная плита и на нее установленное кольцо КС или КО. КО ставят, если есть необходимость в утяжелении нижней части.

Размер колец для колодца по ГОСТу

Для изготовления колодезных колец используют бетон марки М200. Его компоненты: цемент, песок, щебень и вода. Для улучшения прочностных характеристик в форму устанавливается стальная арматура. Обращаем ваше внимание, что бетонные изделия с арматурой внутри — это отдельная категория. Так что если нужны железобетонные кольца для колодца, их надо искать отдельно. Не все заводы выпускают такую продукцию.

Размеры колец для колодца из бетона: внутренний диаметр, высота и толщина стенки

Расшифровка маркировки

Для питьевых колодцев часто используют только один тип колодезных колец — КС. В маркировке дальше идут две цифры через точку. Например, КС 10.6. Первая цифра — это внутренний диаметр, указанный в дециметрах. Один дециметр равен десяти сантиметрам. Чтобы узнать диаметр кольца в сантиметрах, эту первую цифру надо умножить на десять (по сути, просто добавить ноль в конце). Например, КС 10.6 — внутреннее сечение 10*10= 100 см. КС 15.9 — 15*10 = 150 см.

Маркировка бетонных колец указывает внутренний размер и высоту

Вторая цифра в маркировке колец для колодца — высота в дециметрах. Перевод аналогичен: надо умножить на 10 (после цифры дописать ноль), получим сантиметры. Рассмотрим все те же примеры: КС 10.6 — высота 60 см (по ГОСТу высота 590 мм, то есть 59 см). Для КС 15,9 — высота кольца 9*10 = 90 см (по ГОСТу — 890 мм, то есть 89 см).

В пункте ниже есть выдержка из ГОСТа 8020-90, в котором указаны точные размеры. Если посмотреть на цифры, видим, что высота везде в маркировке стоит округленная. Показана больше, чем должно быть по нормативу. Так что имейте в виду, что по факту высота будет меньше на 1 см. И это не отклонение, а соблюдение ГОСТа. Например, КС 10.6 — в высоту по стандарту 59 см, а если расшифровать, то получается 60 см. Это стоит учесть и при измерениях.

Какие бывают размеры колодезных колец

Принято определять размер колец для колодца по внутреннему диаметру. Именно он и указывается при маркировке. Наружный диаметр может быть больше или меньше — в зависимости от того, нормальной прочности кольцо или усиленное. В таблице указаны параметры для изделий нормальной прочности.

  • КС 7.3 и КС 7.9. Размер внутри — 70 мм, две высоты — 29 см и 89 см. Они используются редко, так как маловаты. Могут применяться для небольших ливневых систем. Но там чаще ставят пластиковые — они практичнее и легче.
  • Следующий размер — метровые КС 10.3, КС 10.6 и КС 10.9. Внутреннее сечение — 100 см, три возможных высоты: 29 см, 59 см и 89 см. Это практически самые ходовые габариты. Оптимальный размер КС 10.6 — они проще в установке чем те, которые на 90 см.
  • Редко встречается размер КС 13.9. Его по каким-то причинам заводы игнорируют.

    Размер колец типа КС для стенок

  • Следующая ходовая позиция — на полтора метра в диаметре. КС 15.6 и КС 15.9. Этот размер колец подходит, если надо хранить большие объемы. Его иногда применяют для питьевых колодцев, но чаще для септиков или отстойников.
  • Двухметровые колодезные кольца есть в трех размерах: КС 20.6, КС 20.9 и КС 20.12. Применяют их обычно для септиков. Собирают иногда и питьевые колодцы, если надо обеспечить большой расход воды. Как видите, тут впервые встречается высота кольца 119 см (в маркировке 12 после точки).

    Таблица размеров колодезных колец с указанием толщины стенки и массы

  • Самый большой размер колец для колодца — два с половиной метра. КС 25.12. В быту они применяются редко, так как установить без спецтехники их нереально.

Если говорить о массе колец, то она зависит от нескольких факторов. Первый — марка бетона, тип заполнителя. Второй — количество и размеры (масса) арматуры. Третий — толщина стенки. Так что у каждого производителя масса получается своя. Выше приведена таблица одного из заводов. Обратите внимание: толщина стенки указана от 70 см до 100 см. Если посмотреть в таблицу ГОСТа, там минимальная толщина стенки — 14 см для КС 7. Для КС 10 уже идет 16 см, а дальше — 18 см, 20 см. Так что те, которые будут изготовлены по стандарту, будут примерно в два раза тяжелее.

Как проверить размер колец для колодца по ГОСТу

Выбор производителя колец для колодца, обычно, головная боль. Производителей разного масштаба обычно несколько. Кому отдать предпочтение? Можно собрать отзывы по соседям и так выбрать пару-тройку производителей. Дальше стоит проехаться и посмотреть воочию, потому что «нормальное качество» у каждого свое. На что обращать внимание и как осматривать колодезные кольца? Вот как определяет проверку тот же ГОСТ.

Измерения проводят по двум перпендикулярным диаметрам. Это значит, что выбирают одну из точек. Напротив нее будет расположена вторая, а две других на перпендикуляре (прямая, проведенная под углом 90° — как на рисунке).

Как проверить размер бетонного кольца для колодца
  • В четырех точках, попарно расположенных друг напротив друга, измеряют толщину стенок. Причем этот параметр желательно проверить снизу и сверху. Если кольца замковые, проверяют и параметры шипа/паза — они должны совпадать. И контролировать надо тоже и сверху и снизу.
  • Также в четырех точках, проверяют высоту кольца.

По той же методике проверяют плиты, кольца. Выбирают четыре точки — по две на перпендикулярных прямых и в них проводят измерения. Измеряемые величины должны совпадать. Допустимые отклонения — не больше 1,5%.

Какие лучше и как определить качество

Есть две технологии производства бетонных колец: методом вибролитья и вибропрессованием. В первом случае бетон заливают в разборные формы, уплотняют погружным вибратором и оставляют до схватывания. Обычно происходит это через 6-8 часов. Затем формы снимают и оставляют кольца «дозревать», чтобы они набрали достаточную для продажи прочность — 50%. Монтировать их можно через 28 дней, так что «свежие» кольца лучше не покупать. Еще один момент: в последние дни вызревания могут проявиться трещины. Так что лучше всего приобретать «вылежанные» на складе колодезные кольца. Как видите, технология проста, кроме форм никакого оборудования. Это и позволяет открывать небольшие цеха, которые делают эту продукцию. В таком случае качество полностью зависит от того, кто замешивает и заливает формы.

Выбирать надо по качеству стенок и края, отсутствию брака и отклонений в размерах

Для изготовления колодезных колец вибропрессованием требуется специальное оборудование. Не только формы, но и сам вибропресс. Он создает определенное давление и частоту вибрации на каждом из этапов процесса. Результат — более однородный бетон, гладкие и ровные края, идеально сформированный край или замок. Но и цена выше — более дорогое оборудование.

Объем и высота канализационного кольца колодца✍: стандартные размеры и расчеты

На чтение 7 мин Просмотров 6.1к. Опубликовано Обновлено

Железобетонные кольца – популярный строительный материал, который часто используют при сооружении автономных канализационных систем. Из них собирают колодцы для слива стоков, где последние частично перерабатываются. Изготавливают кольца методом литья в формы. В качестве исходного материала используют бетонный раствор. Предварительно в формы закладывают армирующий каркас из стальной арматуры, которую собирают в виде решетки.

Виды бетонных колец

Стандартное ЖБ кольцо

Производители предлагают расширенный ассортимент бетонных изделий. Два-три десятка лет тому назад этот материал представлялся в единственном экземпляре – сплошные кольца с плоскими торцами. Их монтаж производился с применением цементно-песчаной смеси, которую использовали в качестве кладочного раствора. Скрепляли элементы между собой металлическими скобами.

Сегодня на рынке можно приобрести :

  • С замковым (фальцевым) соединением. Верхний торец представляет собой фальц с внутренней выемкой, нижний — с внешней. При установке друг на друга происходит плотное примыкание фальц. Чтобы увеличить герметичность места соединения, между ними укладывают уплотнитель в виде резинового жгута или вспененного полимера.
  • Фильтрационные. Бетонные кольца, по всей плоскости которых сделана перфорация в виде сквозных отверстий. Такие изделия используют для формирования фильтрационных колодцев, в которые сливается осветленная (очищенная) вода. Она проходит сквозь отверстия, проникая в грунт.
  • Доборные. Это нестандартной высоты канализационные кольца, которые используют, если стандартных колец не хватает, чтобы обеспечить требуемую высоту колодца. Они на рынке представлены с плоскими и фальцевыми торцами.

Производители ЖБИ предлагают к кольцам дополнительные элементы: днища для колодцев и крышки с отверстиями для люков и вентиляционных патрубков. Оба элемента производят в соответствии с диаметрами железобетонных колец.

Маркировка изделий

Все канализационные кольца и дополнительные элементы имеют стандартную маркировку:

  • КС – кольцо стеновое;
  • ПД или ПН – плита днища;
  • ПП или ПК – плита перекрытия.

Кроме буквенного обозначения в маркировке присутствуют и цифры. К примеру, КС 10-9:

  • «10» — это внутренний диаметр в дециметрах, то есть это 1 м;
  • «9» — это высота изделия (дм), то есть 90 см или 0,9 м.

Производители добавляют к маркировке еще одно буквенное значение. Оно обозначает проницаемость бетона. Нормальная проницаемость обозначается – Н, пониженная – П, особо низкая – О.

Кроме такой разновидности маркировки, есть классификация, которая делит бетонные кольца по назначению.

Из каких колец делают канализационные колодцы для частного дома?

Марку КС обычно используют для сооружения небольших по размерам колодцев. Поэтому они подходят для возведения бытовых канализационных конструкций.

Другие марки:

  • КО — кольцо, используемое в качестве опорной части колодезного сооружения, укладывают в нижнюю часть собираемой конструкции;
  • КВГ — можно использовать для строительства колодцев, предназначенных для проводки газо- или водопровода.
  • КЛК используются для возведения колодцев для ливневой канализации, сооружаемой внутри города;
  • КФК используют для септиков и фекальных сисием.

Отличаются все виды бетонных колец друг от друга маркой бетонного раствора, а также степенью проницаемости исходного материала. Изделия «КВГ» не подвергаются в процессе эксплуатации влажностным нагрузкам. Их изготавливают из бетона с особо низкой проницаемостью, что снижает цену изделия.

Производители предлагают кольца с дном. Маркируются элементы этого типа как ДК. При создании герметичной колодезной конструкции такие изделия укладывают в самый низ. Отпадает необходимость укладывать днище и герметизировать стык между ним и нижним кольцом.

Стандартные размеры и объем

В бетонных кольцах стандартизированы три размерных параметра: внутренний диаметр, высота и толщина стенок. В таблице указаны эти параметры, плюс вес изделий.

НаименованиеРазмерные параметры, ммМасса, кг
диаметрвысотатолщина стенки
КС 7-17001008046
КС 7-1,57001508068
КС 7-3,570035080140
КС 7-570050080230
КС 7-670060080275
КС 7-970090080410
КС 7-10700100080457
КС 10-5100050080320
КС 10-6100060080340
КС 10-9100090080640
КС 12-1012001000801050
КС 15-6150060090900
КС 15-91500900901350
КС 20-620006001001550
КС 20-920009001002300

Валера

Голос строительного гуру

Задать вопрос

Если последняя цифра в маркировке бетонных изделий не стоит, высота по умолчанию 90 см. Все остальные значения высоты указываются обязательно.

Объем бетонного кольца

К объему колец канализационных колодцев подходят, как к расчету объема цилиндра — умножением высоты изделия на площадь сечения. Последний показатель рассчитывается по формуле:

S=πD²/4=3,14D²/4.

К примеру, для кольца марки КС 10-9, где диаметр равен 1 м, высота 0,9 м:

S=3,14х1²/4=0,785 м² — это площадь сечения.

V=SxH, где Н — высота кольца. Получается: V=0,785х0,9=0,7 м³ — это объем кольца марки КС 10-9.

Расчет объема канализационного колодца для дома

Канализационная система рассчитывается с учетом стоков, которые сливаются в сборный железобетонный колодец. Чем их больше, тем больше должна быть емкость. Для расчета потребуется три параметра:

  • количество людей, постоянно проживающих в доме;
  • суточная норма, которая приходится на одного человека — этот показатель стандартный, в СНиПах и СанПиНах указано 200 литров в сутки или 0,2 м³/сут.;
  • время, за которое бактерии перерабатывают органику — этот показатель также является стандартным – 3 суток.
Минимальные объемы

Обозначенные значения надо перемножить между собой. Конечный показатель – требуемый объем канализационного колодца. К примеру, если в доме постоянно проживает 3 человека:

V=3х0,2х3=1,8 м³.

Чтобы получить такой объем бетонного резервуара, надо полученное значение разделить на объем одного кольца. К примеру, с той же маркой КС 10-9:

1,8:0,7=2,57, округляем в большую сторону, получается – 3 кольца.

Необходимо учитывать и тот момент, что канализационная труба вводиться в колодец на определенном расстоянии от верхнего торца верхнего элемента. Этот показатель не должен быть меньше 30 см. И этот объем надо будет учитывать, рассчитывая количество бетонных изделий.

В некоторых регионах проблематично делать большие заглубления. Этому препятствует вечная мерзлота или высокий уровень грунтовых вод. В данном случае стараются установить железобетонные кольца большего диаметра.

К примеру, если выбраны кольца КС 20-9, объем одного элемента – 2,8 м³. То есть для дома, где проживает 3 человека, одного кольца более чем предостаточно. Копать под него глубокий котлован не надо, максимально он заглубляется на 70-80 см. Это упрощает строительные работы и снижает бюджет. Поэтому очень важно сначала провести все расчеты, а затем переходить к строительным работам и приобретению материалов.

Пример схемы переливного септика:

Размеры бетонных колец для канализации: виды конструкций

  Канализационная система одна из главных коммуникаций, монтаж которой проходит в несколько этапов, детально подготавливая каждый шаг. Процесс проектирования включает в себя выбор строительных материалов. Качество выбранных изделий напрямую влияет на срок полезного использования. Одним из самых популярных видов материала, используемых в монтаже канализации – бетонные кольца. Использование бетона началось много десятилетий назад и по сей день не утратило свое значение в строительстве.

  Производители бетонных изделий изготавливают товары различных параметров, среди которых:

  • бетонные кольца;
  • бетонное дно;
  • прямые изделия;
  • бетонное изделие с замком;
  • цельное изделие с дном;
  • кольца фильтрации;
  • люк.

  Каждое изделие имеет свой ГОСТ, для железобетонных изделий 8020-90, строго оговорено для каких нужд используются специальные составы растворов, определенный вид арматуры. Бетонные кольца делят на основные – стеновые, вторичные – доборные кольца. Основные служат для формирования шахты колодца или другого сооружения, вторичные формируют горловину конструкции, благодаря нестандартным размерам добирается высота и объем изготавливаемого резервуара.

Производство бетонных колец

  Эксплуатация строительных материалов требует определенных технических качеств – прочности, достигаются такие высокие показатели производителями в процессе изготовления преимущественно благодаря раствору особого состава мелкозернистой фракцией. Подобный раствор можно изготовить из марок бетона М500, М200.

  Создание делиться на 6 основных этапов:

  • подготовительные работы – включают подготовку специальных форм и каркасов;
  • укладка в формы арматурного каркаса;
  • готовиться бетонная смесь;
  • заливаются формы;
  • используя вибрацию раствор усаживаю, избавляется от пустот в стенках изделия;
  • сушка изделия в специально подготовленных климатических условиях.

  После прохождения всех этапов, изделие вынимают, после чего можно использовать по назначению.

  Применяя различные каркасы, формы, получают различные изделия по габаритам (высота кольца, толщина стенки, внутренний диаметр, вес изделия). Именно от таких технических характеристик зависит классификация, стоимость.

  Маркировка изделия содержит буквы и цифры. Буквы обозначают вид изделия, цифры (сразу идут после букв) – внутренний диаметр, вторая цифра – высота. Рассмотрим на примере КС-7-1 имеет внутренний диаметр 70 см, высота 10 см, модель КС-7-10 изготавливается с внутренним диаметром 70 см, высотой 100 см, изделие КС-20-9 соответствует габаритам: внутренний диаметр – 200 см, высота – 90 см. Производители имеют классификационные таблицы, ознакомиться можно изучив требования ГОСТа 8020-90. Буквенная маркировка означает следующее:

  • КО – кольцо опорное;
  • ПО – плита опорная;
  • ПД – плита дорожная;
  • ПН – плита дна;
  • ПП – плита перекрытия.

  Водопроницаемость – главная характеристика, особенно для канализации, маркируется таким образом: О – особа малая, Н – нормальная, П – уменьшенная.

  Некоторые умельцы изготавливают бетонные кольца самостоятельно, где арматурную сетку заменяют мелким гравиев, но стоит напомнить, изготовленные бетонные изделия без соблюдения определенных технических требований, определенной техники не могут соответствовать заявленным характеристикам заводских моделей.

Преимущества ЖБИ колец

  Железобетонные кольца для строительства канализационных коммуникаций выбраны не зря, большое количество преимущественных сторон:

  • арматура обеспечивает надежность конструкции на весь срок эксплуатации, который составляет 50 лет;
  • бетонное изделие устойчиво к различным температурным нагрузкам, отсутствуют такие процессы как расширение и сжатие материала;
  • монтаж проводиться рабочими различной квалификации;
  • широкий ассортимент позволяет создать резервуар с максимальной точностью заданного объема;
  • прочность;
  • стоимость изделия относительно невысокая;
  • поверхность изделия удобна для проведения различных работ по уходу;
  • бетон не вступает в химические реакции с различными веществами;
  • возможна установка в агрессивной среде, подвижном грунте;
  • безвредны для окружающей среды;
  • широкий спектр применения.

  Многие из качеств бетонного изделия увеличиваются за счет специальной обработки герметичными средствами. Обработка не только повышает водостойкость изделия, в целом увеличивает срок эксплуатации на десяток лет, несколько десятилетий.

  Среди положительных сторон, нашлось место отрицательным:

  • хрупкость изделия требует бережного обращения, во время проведения монтажных работ, удар о твердый предмет может привести к сколу, трещине и другим нарушениям первоначальной конструкции, некоторые из которых абсолютно делают изделие непригодным к использованию;
  • вес изделия велик, для транспортировки, работ погрузки, разгрузки нужна специальная техника, оборудованная подъемным механизмом;
  • монтаж без спецтехники невозможен, дополнительная аренда увеличивает стоимость;
  • использование в агрессивной среде требует специального покрытия, обычно изоляцию делают раствором битума.

  Сэкономить можно, нужно провести земельные работы до момента транспортировки, выгружая изделия сразу на место монтажа, можно избежать трат на повторный наем транспортного средства с краном.

Применение и расчет объема железобетонных колец

  Применяются изделия из бетона в различных областях, касающихся прокладки различных видов коммуникаций:

  • колодцы различного назначения, питьевой источник, смотровой, ревизионный, поворотный и другие колодцы;
  • ливневая канализация;
  • шахты для прокладки кабеля;
  • септики.

  Канализационная система, особенно автономная, часто использует бетонные кольца для создания очистных сооружений. Традиционно для канализации применяют кольца высотой 90 см, внутренний диаметр колец может существенно отличаться от 1 до 2 метров. Выбор кольца основан на объеме который нужно получить в качестве резервуара. Грамотно подобрать материала для монтажа, облегчить задачу монтажа, кольца с замками обеспечивают максимальную устойчивость конструкции, тщательное соединение разных элементов. Крепление важная часть, именно от нее зависит стойкость конструкции в целом.

  Торцевое крепление не всегда применяется с цементным раствором, зависит от случая, но без крепления, осуществить прочную сцепку нельзя.

  Подбирать нужно изделие с одинаковым креплением, что касается расчета объема, делается несложно. За основу расчета берется количество постояльцев, число жильцов умножаем на норму, установленную государством, 200 литров в сутки. Полученную цифру нужно умножить на количество дней прохождения очистки стоками, трое суток, средний показатель современных очистных сооружений.

  Проведем расчет, 3 жильца х 200 литров воды на каждого = 600 литров воды в сутки, 600 л х 3 суток очистки = 1800 литров, переводим в м³, получаем 1,8 метров кубических. Нужно обязательно сделать запас, гости, новое оборудование или члены семьи увеличат расход воды, соответственно понадобиться больший объем резервуара. Набрать нужный объем из колец несложно, нужно знать на сколько секций будет делиться основная конструкция, соответственно, разбить по строительным нормам, первая секция или приемник самая большая, две другие могут быть одинакового объема.

  Рассчитать объем одного кольца проводиться по известной всем формуле, упрощает задачу таблица с указанным объемом для конкретного бетонного изделия. Ознакомимся с некоторыми из них: КС-15-5 0,22 м³, КС-15-6 объем 0,265 м³, КС-15-9 0,4 куб. метра, КС-20-9 объемом 0,56 м³, КС-25-1 объем 0,97 куб. метров. Есть модели изделий, которые называются вторичными, вспомогательными или доборными, используются в качестве деталей, заменяющие основной элемент, при нехватке незначительного объема.

  Табличные данные помогут подобрать нужное изделие для каждой секции очистной конструкции.  

Размеры бетонных колец для канализации: виды конструкций

Виды и размеры бетонных колец

Стеновые канализационные кольца

Производство футерованных колец жб

Схема расположения дренажного колодца

Расчет бетонного кольца — онлайн калькулятор

Инструкция к калькулятору по расчету бетонных колец

Размеры укажите в миллиметрах:

H – высота бетонного кольца, выбирается исходя из его назначения (для обустройства канализационного септика, водопроводных и газопроводных сетей) и варьируется в широких пределах от 70 до 1000 мм и больше. Размерные характеристики регламентируются ГОСТ 8020-90 (ДСТУ Б В.2.6-106:2010).

D – диаметр кольца (внешний) следует выбирать, учитывая варианты применения, руководствуясь, ГОСТ 8020-90 (700-2000 мм). Для канализационных коллекторов предпочтительнее диаметр больше, в таком случае ниже находится уровень влаги и лучше дренаж сточных вод. Для колец водоносного колодца стоит выбирать небольшой диаметр, поскольку в этом случае потребуется меньший объём земляных работ. В то же время слишком малый размер затруднит обслуживание и чистку колодца.

A – толщина кольца варьируется в пределах 70-140 мм. С увеличением толщины стенок повышается расход бетона и масса изделия. Использование армирующей сетки позволяет уменьшить толщину до 60-80 мм, несколько снизить массу, количество используемого бетона для кольца и не ухудшить прочность. Снижение веса кольца дает возможность не использовать грузоподъемную технику для перемещения и монтажа.

Черно-белый чертеж:

Отметив пункт «Черно-белый чертеж» Вы получите приближенный к требованиям ГОСТ чертеж и сможете его распечатать, не расходуя зря цветную краску или тонер.

Нажмите «Рассчитать».

Результаты расчета:

Объем бетона – позволяет выяснить нужное количество раствора для отливки кольца заданных размеров и закупить компоненты для его приготовления: цемент (М-400), кварцевый песок и гранитный щебень (размер фракции – 1/4 толщины стенки изделия).

Внутренний диаметр определяет фактическую внутреннюю полость, позволяет оценить удобство проведения работ внутри кольца.

Расчет внутреннего объема бетонного кольца показывает вместительность кольца, такие данные пригодятся при вызове ассенизаторской машины необходимой емкости или приготовления реагентов для периодической обработки колодца, обеспечивающего водой.

Высота, ширина и площадь арматурной сетки – необходимые параметры для приобретения армирующего каркаса, регламентированного ГОСТ 23279-2012 или его самостоятельного изготовления. Зная высоту, подготавливают 10-12 стержней из стали 8-10 мм и равномерно располагают по окружности формы (между стенками опалубки) вертикально. Исходя из рассчитанного значения ширины, нарезают стальной проволоки диаметром 5-8 мм, и обвивают ею вертикальные стержни с шагом 160-200 мм. Арматуру фиксируют между собой сваркой или вязальной проволокой. Перед заливкой арматурную сетку обязательно необходимо очистить от ржавчины.

Кольца колодезные бетонные: размеры

Несмотря на активное использование в строительстве современных материалов, железобетонные колодезные кольца до сих пор актуальны. Приспособление представляет собой конструкцию из металлического каркаса и бетона. Высота колец может колебаться от 10 до 90 см, а диаметр от 70 до 200 см. Размеры колодезных бетонных колец подбираются в зависимости от вида и особенностей коммуникаций. Кроме того, учитываются задачи использования конструкции.

Применение конструкции

Железобетонные кольца активно применяются при создании канализаций, коллекторов и обычных колодцев. Также их используют при подводке электронных коммуникаций и газопроводов.

По ГОСТу для производства подобных конструкций должен применяться цемент М 200-500. Товары данного спектра подлежат обязательной маркировке.

Преимущества ЖБ колец

Конструкции из бетона, которые применяют для обустройства разного вида коммуникаций, имеют ряд достоинств:

  • надежность и прочность;
  • полная герметичность всех областей соединения;
  • легкая установка;
  • демократичная стоимость.

Помимо всего прочего, колодцы и коммуникации, построенные с использованием подобных конструкций действительно долговечны. Они имеют высокую ремонтопригодность.

Армирование ЖБ колец

Производство разных видов данной конструкции имеет свои нюансы. Не все модели поддаются обязательному армированию. Однако изделия со стальным каркасом более прочны и устойчивы к давлению.

Заводские модели ЖБ колец армируют по специальной технологии прессования с использованием виброустановок. Процесс придает изделиям сильную усадку. Благодаря вибрациям из смеси удаляются микропузырьки воздуха, которые способствуют разрушению конструкции.

Маркировка колодезных колец по ГОСТу

Железобетонные кольца различаются не только габаритами, но и маркировкой. Она используется для разделения назначений конструкций. Наиболее распространены в строительстве изделия со следующими аббревиатурами:

  • КО – опорные модели, использующиеся для нижней части всей системы;
  • КФК – это ЖБИ, применяющиеся при возведении водоотвода или канализации;
  • КЛК – изделия выпускаются для городских водосточных и канализационных систем.

Кроме буквенного обозначения, в маркировке указываются цифры. Они расшифровываются как высота и диаметр конструкций.

Обратите внимание! Первое числовое обозначение говорит о диаметре, а второе о высоте кольца.

Также ЖБ конструкции дополняются дополнительными частями, такими как перекрытие дна. В такой ситуации плита имеет пометку ПП или ПК (для дна, совпадающего с диаметром кольца). Плиты для дна имеют обозначение ПД. Подобные конструкции придают герметичность системе. Их укладывают сверху и снизу для защиты конструкции от грунтовых вод. В колодцах с питьевой водой плиты используют для предотвращения загрязнения воды грунтом и грязью.

Подобрать бетонные кольца для колодца довольно сложно, поэтому, чтобы избежать проблем с установкой, такие изделия выполняются с маркировкой. В ней указываются необходимые значения, такие как диаметр и высота. Кроме того, маркировка позволит узнать, сколько будет стоить определенное изделие.

Размеры колодезных конструкций

При выборе ЖБ колец необходимо рассчитать объем воды, потребляемой домочадцами. После расчетов можно приобретать конструкции и приступать к монтажу.

Помимо самих колец, в коммуникациях подобного типа используют другие конструкции. Для них размер железобетонных конструкций подбирается индивидуально, с учетом расчетов работы системы. К таким видам относят доборные и вспомогательные конструкции. Их используют для дополнения основных систем конструкции.

Размеры ж/б колец для колодцев могут быть абсолютно разными. Однако существуют и устоявшиеся стандарты, по которым выполняется большинство таких изделий. Возможные варианты:

высота таких конструкций обычно варьируется в диапазоне от 10 до 100 см;

  • стенки имеют толщину от 70 до 120 мм;
  • внутренний диаметр составляет 70-200 см;
  • вес бетонных колец может достигать 300 кг.

Подбор колодезных колец для создания собственной системы водоснабжения или канализации не составляет труда, если знать, каких размеров понадобится конструкция. Для соответствия колодца заявленным требованиям необходимо установить дополнительные элементы. Это поможет защитить колодец от лишней грязи и продлить срок его эксплуатации.

Кроме бетонных колец, при создании различных систем применяются:

  • нижние плиты;
  • плиты перекрытия;
  • доборные изделия – они имеют стандартный диаметр, но отличаются по толщине и высоте.

Кроме того, необходимо знать несколько особенностей монтажа железобетонных колец для колодца.

Монтаж конструкций

Правильный монтаж железобетонных колец проводится с участием специальной техники, при помощи которой можно установить кольца, не боясь их разрушить.

По регламенту бетонные изделия монтируют в подготовленный котлован. При установке одной конструкции на другую необходимо плотно состыковать края. Никаких щелей и зазоров между частями системы быть не должно. Для замазывания стыков применяют цемент. Помимо обработки швов раствором, необходима качественная гидроизоляция всех стыков. Материал для процедуры зависит от назначения колодца.

Современные модели ЖБ конструкций для колодцев выпускают двух видов: с плоским краем и с замком. Первый тип более распространен, но изделия с замком более надежны. Они сохраняют свое положение даже при сильных подвижках грунта. Замок колец крепится по типу паз/гребень. Данный вид соединения обеспечивает колодцу высочайшую герметичность.

Обратите внимание! При установке колец сначала устанавливают деталь с дном. Такое устройство сделает систему чище и безопаснее. Для тупиковых веток колодца используют плитные перекрытия. Кроме того, такие конструкции снижают нагрузку на всю систему коммуникаций.

Для соответствия колодца установленным нормам установку конструкции можно осуществлять согласно определенным правилам. При этом следует работать в определенном порядке:

  • Выбор оптимального места. Колодцы для водопровода и системы дренажа не устанавливаются вплотную к жилым домам. Обычно их монтируют на удалении от дома в 5 м. В месте, где будет обустраиваться колодец, не должно быть грунтовых вод. В противном случае понадобится потратить дополнительные средства на герметизацию конструкции. К месту установки следует обеспечить свободный подъезд техники.
  • Рытье котлована. Для такой задачи легче нанять специальную технику. Яму необходимо сделать такой глубины, чтобы в нее поместились 2 кольца. Вручную рыть его довольно трудно. На дно следует засыпать песок и щебень. Этот слой должен быть не меньше полуметра высотой.
  • Установка колец. Чтобы выполнить нижний ярус, понадобится уложить плиту низа. Элементы монтируют автокраном. Стык усиливается при помощи металлических скоб.

Когда кольца будут установлены, к колодцу необходимо подвести коммуникации. Кроме того, следует выполнить все соединения и накрыть конструкцию верхней плитой. Затем устанавливаются канализационные люки.

Создание железобетонных колец своими руками

Если система коммуникаций требует нестандартной формы или размера изделия, его можно сделать самостоятельно. Для производства ЖБ колец необходим цемент, песок, арматурные прутья и форма требуемого размера.

Форма снимается с готового кольца после того, как пройдет 2-3 дня. Затем кольцо должно полностью затвердеть и высохнуть. Для этого понадобится неделя.

Важно! Готовые изделия требуется периодически смачивать. Это позволит им не пересохнуть на солнце и не растрескаться.

Выводы

Как видно, бетонные кольца имеют определенные плюсы и не обделены минусами. Они довольно прочны, однако отличаются большим весом. При выборе колец для колодца необходимо ознакомиться с маркировкой и видами таких изделий. Это поможет подобрать оптимальный вариант изделия для своих задач. При этом важно учитывать множество тонкостей выбора и установки. Расчеты помогут подобрать такие изделия по цене.

5. Скважины большого диаметра

5. Скважины большого диаметра

5,1 Обоснование строительства скважин большого диаметра
5.2 Размеры для колодцев большого диаметра
5,3 Земляных работ
5,4 Футеровки котлованов
5,5 Оборудование для подъема и опускания материалов
5.6 Формы
5.7 Бетонные работы
5.8 Безопасность
5.9 Отделка больших диаметр скважины

Как указано в Таблице 1, скважины большого диаметра имеют некоторые недостатки по сравнению со скважинами малого диаметра, в том числе:

— большие усилия и более длительное время строительства
— большая угроза безопасности во время и после строительства
— сложность предотвращения загрязнения
— обычно меньшая скорость притока для задействованных усилий.

Однако есть обстоятельства, которые делают необходимым строительство колодцев большого диаметра:

и. невозможность получить или обслуживать насосы или специальные ковши, необходимые для скважин небольшого диаметра

ii. желание использовать какой-либо тип системы подъема воды, требующий больше места, чем имеется в колодце небольшого диаметра (например, непрерывная цепь и ведра)

iii. желание улучшить или отремонтировать существующие скважины большого диаметра. iv. необходимость хранения воды там, где водоносный горизонт имеет чрезвычайно низкую проницаемость v.недорогая рабочая сила доступна

vi. доступны местные навыки.

Скважины большого диаметра почти всегда имеют круглую форму в горизонтальном сечении. Эта конфигурация (i) делает стороны наиболее устойчивыми во время выемки грунта; (ii) использует наименьшее количество облицовочного материала для данной площади поперечного сечения; и (iii) наилучшим образом использует прочность облицовки каменной кладкой на сжатие. Одним из возможных исключений могут быть колодцы, в которых в качестве облицовки используется горизонтальная деревянная опалубка. В этом случае горизонтальное поперечное сечение будет прямоугольным, предпочтительно квадратным.

Внутренний диаметр колодцев, вырытых вручную, обычно составляет от одного до двух метров. На нижнем пределе небольшой размер выемки обычно затрудняет работу, поскольку должно быть место, по крайней мере, для одного рабочего, его инструментов и ведра, в которое он загружает выкопанный материал. Кроме того, после достижения уровня грунтовых вод цилиндрический кессон обычно опускается внутрь первоначальной шахты, тем самым еще больше сокращая рабочее пространство.

Однако по мере увеличения диаметра достигаются определенные практические пределы, поскольку объем вынутого грунта пропорционален квадрату диаметра, а объем материала, необходимого для выравнивания выемки, примерно пропорционален диаметру.Например, объем материала, извлеченного из колодца диаметром два метра, будет в четыре раза больше, чем объем материала, извлеченного из колодца диаметром один метр. Как следствие, обнаружено, что подавляющее большинство вырытых колодцев имеют диаметр в диапазоне от 1,2 до 1,5 метра (от 4 до 5 футов). Большой размер позволяет одновременно использовать до четырех больших колодцев, если подъемные шкивы расположены правильно.

Рис. 43 Цистерны-колодцы очень большого диаметра с лестницей для спуска на поверхность воды.(а) со стенами из тесаного камня

Рис. 43 Цистерны-колодцы очень большого диаметра с лестницей для спуска на поверхность воды. (б) выемка из выветрившегося гранита

Выемки очень большого диаметра, выполняющие функцию двойного колодца-цистерны, действительно существуют (рис. 43). У некоторых есть лестницы, встроенные в боковые стороны, позволяющие людям спускаться к уровню воды, чтобы окунуться в воду. Однако лестницы обычно используются в основном во время строительства и обслуживания. Строительство таких сооружений не может быть рекомендовано, за исключением очень особых случаев, из-за больших затрат на строительство.Очевидно, неэффективно опускать и поднимать весь вес тела водовоза на поверхность земли с уровня грунтовых вод. Наиболее эффективно просто поднять воду.

Основная цель и проблема выемки — точность, как по местоположению, так и по размерам, то есть центральная линия или ось выемки должна поддерживаться как можно более вертикальной, при этом радиус выемки должен быть как можно точнее относительно оси. Вертикальная точность необходима для предотвращения угловых ошибок и ошибок смещения между последовательными участками футеровки.Радиальная точность необходима, поскольку выемка служит внешней формой для облицовки. Если радиус выемки слишком мал, в облицовке образуется тонкое слабое место. Если радиус слишком велик, образуется толстое пятно, расточительное количество материала.

Положение оси можно легко и точно определить в любое время и на любой глубине с помощью отвеса. Линия может быть прикреплена к специальной измерительной штанге с отверстием на каждом конце, которое проходит по диаметру колодца на поверхности земли и обозначает два стальных стержня, надежно вбитых в землю с обеих сторон колодца (Рисунок 44a).Если эту ручку использовать для определения центра скважины в самом начале, она и отвес будут служить для определения оси скважины в любое время, когда она проводится над двумя стальными установочными штифтами. Если существует опасность того, что в процессе строительства эти колышки будут сбиты вбок, их следует установить в бетон.

Ручные инструменты, используемые на месте, обычно подходят для проведения земляных работ. Это могут быть лопаты, бруски, кирки и мотыги. Иногда ручки укорачивают для использования в ограниченном пространстве.Затем яму выкапывают немного меньшего размера до желаемой глубины, сохраняя дно достаточно ровным. Вынутый грунт помещается в ведро или корзину рабочим, выполняющим копку, и поднимается на поверхность с помощью каната и шкива другими рабочими, которые сбрасывают его на некотором расстоянии от колодца. Это расстояние должно быть достаточно большим, чтобы куча выкопанного материала не превратилась в препятствие и не смыла его обратно в колодец дождем.

После черновой выемки яма аккуратно обрезается до готового размера.Это требует использования отвеса. Один из методов состоит в том, чтобы точно вбить заостренный металлический стержень в центр выемки, как определено отвесом, а затем проверить верх стержня отвесом, чтобы убедиться, что он вертикальный. Верхняя часть стержня должна быть не ниже самой высокой точки, которую нужно обрезать. После установки стержень можно использовать как временную ось. Затем можно использовать измерительную линейку для проверки радиуса выемки в процессе обрезки. В качестве альтернативы для окончательной обрезки можно использовать небольшой скребок или мотыгу, прикрепленную к цепочке правильной длины, поворачиваемой вокруг осевого стержня.Другой метод — это крест, ножки которого чуть короче желаемого диаметра котлована. Этот крест подвешен к отвесу с помощью петли в его средней точке, так что обе его ножки находятся в горизонтальной плоскости. В стенах котлована аккуратно прорезаны четыре вертикальных паза, чтобы крест мог свободно висеть. Затем обрезка продолжается до тех пор, пока крестовина не будет иметь желаемый зазор в любом положении, когда она подвешена к отвесу. Затем следует тщательно выровнять дно котлована, если предполагается разместить опалубку для облицовки котлована.

Футеровка котлована служит как минимум трем целям:

и. Он защищает рабочих от обрушения во время строительства.

ii. Он стабилизирует стенки колодца, предотвращая отслоение и вымывание материала во время использования, тем самым продлевая срок службы колодца.

iii. Это может предотвратить попадание поверхностных вод и последующее загрязнение там, где вода предназначена для потребления людьми.

Обычно используются три разные системы футеровки (Таблица 3).В одной скважине можно использовать более одной системы в зависимости от встречающихся условий. С каждой системой можно использовать несколько различных типов футеровки.

Система I (таблица 3, рисунок 44) состоит из выемки грунта и точной обрезки одного метра глубины. Рядом с дном котлована добавляется горизонтальная кольцевая канавка, которая затем облицовывается. Затем выкапывается еще один метр глубины, обрезается и бороздится, что полностью подрывает облицовку первого метра. Однако эта футеровка поддерживается за счет того, что она входит в кольцевую канавку.Дополнительная поддержка может быть получена путем забивания коротких отрезков арматурного стержня радиально наружу в стороны выемки с торцами, выступающими в выемку, перед укладкой облицовки. Как только будет подготовлен второй счетчик, он также облицовывается. Попеременная выемка грунта и футеровка продолжаются вниз, пока не будет достигнут уровень грунтовых вод. На этом этапе необходим другой метод, поскольку присутствие воды и обычная нестабильность насыщенного материала делают этот метод неприменимым.

Самый распространенный метод футеровки — заливка бетона в кольцевое пространство между котлованом и цилиндрической формой. Толщина подкладки варьируется от 5 до 15 см, причем наиболее распространены размеры примерно посередине между двумя крайними значениями. В целом, чем тоньше подкладка, тем больше навыков и внимательности требуется для получения адекватного результата. Перед заливкой важно выровнять форму и тщательно отцентрировать ее по отвесу. Форма сконструирована так, чтобы ее можно было сложить или разобрать для снятия после того, как футеровка наберет достаточную прочность.После первого метра глубина каждой последующей выемки делается на пять-десять сантиметров больше, чем высота формы. Это оставляет пространство между верхом формы и низом ранее отлитой футеровки, через которое бетон может быть помещен позади формы. Впоследствии это пространство необходимо залить бетоном. Хотя теоретически можно выкапывать и облицовывать один метр в день, этого трудно добиться на постоянной основе, особенно на больших глубинах.

Важно обеспечить непрерывность между последовательными заливками.Это может быть обеспечено путем вбивания отрезков арматурного стержня вертикально вниз в дно котлована по его периферии, где будет размещаться облицовка. При заливке футеровки в нее входят верхние половинки стержней. Нижние половинки стержней обнажаются при последующей выемке и становятся частью следующего участка футеровки. Эти стержни обеспечивают непрерывность между соседними участками футеровки.

Там, где формы недоступны, можно установить довольно мелкую сетку из вертикальных и кольцевых арматурных стержней по периферии обрезанной выемки.Затем бетонный раствор затирается в армирующую сетку и разглаживается без помощи формы. Этот метод требует больше человеко-часов, больше навыков и больше арматурного стержня, чем предыдущий, однако хороший каменщик может добиться удовлетворительного результата.

В качестве альтернативного метода в качестве облицовочного материала используется кирпич или камень. На дно каждого уровня котлована необходимо насыпать железобетонный подоконник или кольцо, на которые кладется кирпичная или каменная кладка. Это кольцо должно хорошо входить в кольцевую канавку вокруг дна котлована, чтобы оно могло поддерживать облицовку над ним после того, как оно будет подорвано.

Этот метод сводит к минимуму необходимое количество бетона, арматурного стержня и формы, но увеличивает количество требуемых человеко-часов и навыков. С помощью такой футеровки также трудно изолировать поверхностные воды.

Предпринимаются некоторые усилия по производству полуколец из стекловолокна, которые можно легко установить вместо бетона. Пока что стекловолокно кажется довольно дорогостоящим и, безусловно, требует сложных технологий производства, которые не всегда доступны там, где необходимы колодцы самопомощи.

Рис. 44 Земляные работы и устройство колодца большого диаметра. (a) выкопайте и подрежьте первый метр, включая опорную канавку.

Рис. 44 Выемка грунта и облицовка скважины большого диаметра. (b) вбейте арматурный стержень в боковые стороны и дно котлована, поместите форму и залейте бетон

Рис. 44 Выемка грунта и облицовка колодца большого диаметра. (c) удалить форму и выкопать и обрезать следующий метр глубины

Рис.44 Выемка и строительство колодца большого диаметра. (d) забейте арматурный стержень в стороны и дно котлована, поместите форму и залейте бетон

СИСТЕМА I: ПО АЛЬТЕРНАТИВНОМУ ГЛУБИНУ И ЛИНИЙНЫЙ ВАЛ
(перед повторением процесса выкапывается и облицовывается примерно один метр глубины)

Общие ограничения и возможности техники

Тип футеровки

А.Монолитный железобетон

Б. Бетон, залитый шпателем в арматурную решетку

C. Кирпич или камень. бетонная основа, закрепленная в стороны котлована

Применяется только над уровнем грунтовых вод, так как отсутствие воды и стабильность земляных работ.Должен использоваться вместе с кессонным методом. ниже, чтобы хорошо закончить.

Глубина практически не ограничена.

1. Описание

Бетон заливается в кольцевое пространство, образованное между сторонами котлована. и разборная форма

Уложена достаточно мелкая сетка из вертикального и кольцевого арматурного стержня. вокруг вне раскопа.Бетонный раствор засыпается в сетку. и разглаживается без плесени.

На дно котлована засыпано кольцевое железобетонное кольцо. Его кольцо вставлено в паз за пределами выемки и поддерживает на него кладут вагонку.

2. Требования

Разборная форма, арматурный стержень, бетон.Кольцевая проточка прорезана по периметру вне котлована для поддержки футеровки при ее последующем подрыве для дальнейшего углубления.

Пруток арматурный бетонный, опытный каменщик. Кольцевые канавки и / или стержень радиально забиваемый в стороны выемки, может использоваться для поддержки во время подрыв.

Маленькая форма для бетонного кольца, арматурного стержня, бетона, кирпича или камня.

3. Преимущества

Гладкая, прочная, однородная подкладка. Наиболее часто используемый метод. Высокое мастерство не требуется.

Форма не требуется.

Количество бетона и арматуры, а также размер формы минимизированы.

4.Недостатки

Стоимость пресс-формы.

Требуется больше человеко-часов, навыков и арматурного стержня. Бетон, вероятно, будет быть менее прочным и плотным, чем с плесенью.

Больше человеко-часов, медленнее прогресс, требуется больше навыков. Подкладка наверное не такой прочный, как монолитный бетон. Трудно исключить поверхностную воду.

СИСТЕМА II: ВЫКРЫТЬ К ВОДОСНАБЖЕНИЮ, ЗАТЕМ ПОСТРОИТЬ ОБЛИЦОВКУ ВВЕРХ

Общие ограничения и возможности техники

Тип футеровки

А.Монолитный железобетон

Б. Кирпич или камень по

C. Деревянные опоры или другие деревянные конструкции

Применяется только над уровнем грунтовых вод, так как отсутствие воды и стабильность земляных работ. Должен использоваться вместе с кессонным методом. ниже, чтобы хорошо закончить.

Глубина практически не ограничена.

1. Описание

Бетон заливается в кольцевое пространство между формой и котлованом. Каждый заливка равна высоте формы и идет снизу к поверхности.

Заливка кольцевого бетонного фундамента на дне котлована и футеровки лежит на нем.

Бревна или бревна, уложенные горизонтально в прямоугольной выработке (‘бревенчатый домик’ мода). В качестве альтернативы можно использовать вертикальные столбы с разрезным бамбуком, сплетенные горизонтально. вокруг них мода корзины.

2. Требования

Разборная форма, арматурный стержень, бетон.

Бетон, арматурный стержень, кирпич или камень

Подходящая древесина.

3. Преимущества

Минимальные потери времени и материалов, если скважина должна быть оставлена ​​без завершение. Гладкая, прочная однородная подкладка. Не требуется высокого мастерства.

Минимальные потери времени и материалов, если скважина должна быть оставлена ​​без завершение. Количество бетона и арматуры сведено к минимуму,

Минимальные потери времени и материалов, если скважина должна быть оставлена ​​без завершение.Низкая начальная стоимость и трудозатраты.

4. Недостатки

Вал без футеровки представляет угрозу безопасности!
Стоимость пресс-формы-

Вал без футеровки представляет угрозу безопасности!
Для облицовки требуется больше навыков и человеко-часов. Трудно исключить поверхностную воду.

Вал без футеровки Угроза безопасности!
Не исключена низкая жизнь живой поверхностной воды.

СИСТЕМА III: ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ ЦИЛИНДРИЧЕСКАЯ ФУТБОЛКА МОЙКИ С ПОМОЩЬЮ

Общие ограничения и возможности техники

Тип футеровки

А. Сборный железобетонный кессон

Б.Кирпич или камень на армированном кольце

C. Кессон сборный стальной

D. Вертикальные планки, поддерживаемые внутренними горизонтальными кольцами

Применяется как выше, так и ниже уровня грунтовых вод. (Пористый или перфорированный материал, используемый ниже уровня грунтовых вод, чтобы допустить попадание воды.) Может использоваться исключительно или в сочетании с вышеуказанными методами.

Глубина обычно ограничивается трением по сторонам до 5-10 диаметров.

1. Описание

Кессон цилиндрической формы имеет в нижней части переднюю кромку. Он может состоять из двух или несколько секций, надежно скрепленных между собой или он может быть монолитным, выполненным заливки.

Режущее кольцо изготовлено из сборного железобетона и опущено на дно.Кессон стоит на приколе звенеть. Могут использоваться специальные блоки, чтобы арматурный стержень мог проходить сквозь их для дополнительной силы.

Цилиндрическая сталь с режущей кромкой внизу и необходимой арматурой ребра.

Доски затачиваются по нижнему краю и забиваются индивидуально. по мере продолжения раскопок.

2.Требования

Бетон, арматурный стержень, формы для внутренних и наружных поверхностей. Средство для скрепления секций между собой. Средства для опускания кессонных секций в колодец, если необходимо.

Бетон, арматурный стержень, форма для врезного кольца, кирпича или камня.

Цилиндрическая стальная металлическая конструкция для опускания в скважину.

Доска, опорные кольца из стали или клееной древесины.

3. Преимущество

Возможна заливка кессонов на объекте. Не требует высокого мастерства или чрезмерного человеко-часы. Наиболее часто используемый метод.

Количество бетона и арматуры и размер формы

Более легкий вес для опускания в колодец.Не треснет при оседании. Последовательные секции могут быть скреплены болтами.

Достаточно легкие предметы для опускания в колодец. Кессон не треснет, если происходит оседание.

4. Недостатки

Требуются пресс-формы и опускное оборудование.

Больше человеко-часов, требуется больше навыков.Кессон может треснуть при отстаивании если арматурный стержень не используется.

Вероятно, его нужно изготовить с места и перевезти. Вес может должны быть добавлены, чтобы разрешить затопление.

У досок ограниченный срок службы.

Система II (Таблица 3, Рисунок 45) состоит из погружения котлована до уровня грунтовых вод без какой-либо облицовки.Затем возводится футеровка от дна котлована до поверхности земли любым из методов, описанных в Системе I.

Там, где питьевая вода не требуется, иногда используют деревянную опалубку для выравнивания колодца. Он состоит из горизонтальных бревен, уложенных внутри прямоугольной шахты с перекрытием концов, как «бревенчатый». Там, где много древесины, получается недорогая и быстрая облицовка, но с ограниченным сроком службы.

Другая деревянная облицовка, срок службы которой еще более ограничен, состоит из ряда вертикальных столбов, примерно очерчивающих круговой котлован.Они переплетены с тяжелым бамбуком, закрученным по спирали по горизонтали, образуя более или менее непрерывную подкладку.

Хотя Система II несколько быстрее и проще, чем Система I, и должна давать футеровку с минимумом разрывов , ее нельзя рекомендовать из-за опасности для безопасности, присущей работе в нижней части вала без футеровки.

Рис. 45 Установка кессонов из сборного железобетона в колодец, вырытый до уровня грунтовых вод, без футеровки

Система III (таблица 3) состоит из погружения предварительно сформированного цилиндрического кессона с открытым концом путем выкапывания внутри него и под его краями, что позволяет ему опускаться под собственным весом.Это единственная практичная система для выемки грунта ниже уровня грунтовых вод, поскольку стороны выемки обычно не обладают достаточной прочностью, чтобы поддерживать себя в насыщении. По этой причине Система III почти всегда используется для заканчивания скважин, которые были облицованы либо Системой I, либо Системой II над уровнем грунтовых вод. Кроме того, колодец может быть полностью построен с помощью кессонной системы проходки, начиная с уровня земли (Рисунок 46). Однако в этом случае глубина скважины может быть ограничена примерно в десять раз больше ее диаметра из-за нарастания трения на внешней стороне кессона.Если требуется большая глубина, можно использовать второй кессон с телескопами внутри первого. Обычно часть кессона, которая находится ниже уровня грунтовых вод, либо перфорирована, либо сделана пористой, чтобы вода могла поступать в скважину. Нижняя кромка должна быть скошена внутрь, чтобы образовалась острая режущая кромка, чтобы минимизировать ее сопротивление опусканию. Если кессоны сделаны из кирпичной кладки, следует обильно использовать арматурный стержень, чтобы предотвратить растрескивание при перемещении, опускании и установке.

Рис. 46 Скважина, построенная путем подрыва кессонов из сборного железобетона, начиная с поверхности земли

Кессоны обычно проектируются так, что их высота может увеличиваться по мере опускания. Это помогает сохранить размер и вес единиц, с которыми необходимо работать, на более управляемом уровне. Увеличение роста может быть достигнуто за счет:

и. использование форм для заливки новых бетонных секций целиком поверх старых. В этом случае должна быть непрерывность вертикального арматурного стержня от одной секции к другой;

ii.постепенная кладка кирпича или камня для образования кессона нужной высоты поверх врезного кольца из железобетона;

iii. добавление предварительно сформированных разделов поверх существующих разделов.

В последнем случае чрезвычайно важно, чтобы последовательные секции были надежно соединены, чтобы предотвратить разделение во время погружения или при использовании.

Было разработано несколько способов соединения сборных железобетонных секций кессона (Рисунок 47):

(a) Нижняя секция кессона может быть отлита с тремя или четырьмя длинными стальными стержнями, выступающими из нее вертикально вверх.Последующие секции отливаются с вертикальными отверстиями через них, чтобы их можно было надевать на стержни. Стержни могут иметь резьбу на верхнем конце и гайки, используемые для удержания стопки секций кессона вместе.

(b) Три или более стальных стержня, ремня или троса проходят вертикально снизу вверх вдоль внутренней поверхности кессонной трубы. Каждый из них оснащен соответствующими крючками, которые подходят для верхней и нижней части стопки, а также натяжным устройством для надежного удержания стопки вместе.

(c) Горизонтальные стальные выступы в трех или более местах около верха и низа каждой секции кессона выступают на несколько сантиметров в скважину. Выступы в верхней части секции кессона привинчиваются к соответствующим выступам в нижней части следующей секции, таким образом соединяя их.

(d) Маленькие стальные пластины с отверстиями для болтов устанавливаются заподлицо в верхнюю и нижнюю поверхности секций кессона. Эти плиты крепятся к кессону путем приваривания их к вертикальным частям арматурного стержня перед заливкой кессона.При заливке бетона для обсадной колонны вокруг плиты опускается небольшое количество. Это позволяет вставить короткий болт из-за одной пластины. Болт проходит через отверстие соответствующей пластины в соседней секции кессона, и гайка используется для скрепления двух секций вместе. После того, как все гайки затянуты, бетон, который был пропущен вокруг крепежных пластин, затирается на место. Этот способ имеет небольшое преимущество перед двумя предыдущими, так как крепеж не выступает в колодец.

Рис. 47 Способы крепления кессонных секций. (а) секции кессона со сборными отверстиями, надетыми на штанги

Рис. 47 Способы крепления кессонных секций. (б) секции, скрепленные стержнями или ремнями

Рис. 47 Способы крепления кессонных секций. (c) стальные выступы, выступающие в скважину

Рис. 47 Способы крепления кессонных секций. (d) стальные пластины, закрепленные на секциях

Помимо кессонов для кладки, иногда используются стальные, дощатые и кирпичные кессоны.Стальные кессоны могут потребовать навыков изготовления и оборудования, недоступного рядом с буровой. Кессоны досок состоят из вертикальных досок, нижние концы которых заострены и расположены вокруг внутренних опорных колец. По мере раскопок отдельные доски забиваются вниз. Срок службы кессона из досок, как правило, будет значительно меньше, чем у каменной облицовки, особенно тех частей, которые время от времени подвергаются воздействию воздуха.

Устройство, позволяющее воде попадать в скважину через стенки кессона (Рис. 48), вероятно, является наиболее важной характеристикой скважины и часто является ее наименее удовлетворительной характеристикой.Иногда он становится «ахилловой пятой» хорошо построенного колодца.

Рис. 48 Способы обеспечения притока воды через стенки кессона (а) литые отверстия в кессоне

Рис. 48 Способы обеспечения притока воды через стены кессона (б) пористый бетон

Рис. 48 Способы обеспечения притока воды через стенки кессона (c) «окна» из перфорированной пластины из нержавеющей стали

Формы для кессонов колодцев часто снабжены отверстиями, через которые можно вставить стержни небольшого диаметра.Эти стержни извлекаются после того, как бетон в форме частично застынет, оставляя отверстия в стенке кессона, через которые вода может попасть в колодец. Однако, если водоносный горизонт не является относительно крупным, таких отверстий бывает слишком мало и они имеют слишком большой диаметр. В результате мелкий материал в водоносном горизонте может уноситься водой и попадать в скважину. Это потребует периодического удаления мелкого материала из колодца. Постепенно в водоносном горизонте за пределами обсадной колонны могут образовываться большие пустоты.Возможное обрушение этих пустот также может привести к обрушению дна скважины, что сделает его бесполезным. Приточные отверстия иногда наклонены вверх снаружи внутрь, чтобы препятствовать поступлению штрафов. Сомнительно, насколько эффективна эта методика. Мелкий гравий может быть введен между внешней стороной кессона и облицовкой скважины во время проходки с целью формирования гравийной набивки вокруг кессона. Такая гравийная набивка может улучшить проницаемость и уменьшить количество мелких частиц, попадающих в скважину.

В качестве альтернативы можно сделать кессон из пористого бетона. Это делается путем уменьшения количества песка из обычной цементно-песчано-крупнозернистой смеси. Предлагаемое соотношение цемент: песок: крупный заполнитель — 1: 1: 4. Изготовленный таким образом пористый бетон значительно менее плотный и прочный, чем обычный бетон. Поэтому его следует делать с большим количеством арматуры и обращаться с ним более осторожно, чем с обычным бетоном. Однако этот метод обеспечивает большую площадь инфильтрации и предотвращает попадание мелкого материала в скважину.

Второй вариант состоит в том, чтобы сделать «окна» в стенах кессона из листа нержавеющей стали с достаточно мелкой перфорацией. Это может предотвратить попадание штрафов, но поскольку «окна» составляют довольно небольшой процент площади кессона, приток воды также может быть ограничен.

Другие системы используют непроницаемый кессон и полагаются на воду, поступающую со дна скважины или через скважинные экраны, погруженные вертикально в дно скважины или вытесняемые радиально через порты в кессоне.Они будут описаны более подробно позже.

Кессон заглубляется путем удаления равномерного слоя материала со дна скважины, работая как можно ближе к краю кессона. По мере опускания кессона необходимо внимательно следить за тем, чтобы он оставался вертикальным. Если одна сторона опускается медленнее, чем другая, земляные работы следует в некоторой степени сконцентрировать в этой точке, чтобы попытаться вернуть кессон в вертикальное положение. Если ситуация не исчезнет, ​​цепь или трос от поверхности земли можно прикрепить к нижней стороне кессона и приложить к нему нагрузку с помощью лебедки или приспособления, чтобы замедлить спуск в этой точке.

Поскольку кессон опускается ниже уровня грунтовых вод, приток воды в колодец начинает препятствовать дальнейшим земляным работам. В этом случае выкачивание грунта обычно чередуется с рытьем. Это сильно замедляет продвижение и нередко приводит к тому, что рытье колодца заканчивается на недостаточной глубине. Строительство или углубление колодца в то время года, когда вода находится на минимальном уровне, может помочь несколько смягчить эту проблему. По возможности, мотопомпы иногда используются для осушения колодца.Однако, если скважина достаточно глубокая, центробежные насосы могут не иметь требуемой грузоподъемности. Установка мотопомпы в колодец с плохим воздухообменом очень опасна для всех, кто находится в колодце, из-за накопления окиси углерода. Твердые частицы, унесенные водой, вызывают чрезмерный износ большинства типов насосов. По этой причине диафрагменные насосы обычно используются для осушения котлованов.

Лучшим решением является разработка методов, позволяющих проводить земляные работы под водой.Такие методы обычно не используются. Исключением является использование обычных кранов с электроприводом или бугельных тросов с ковшами типа «моллюск» или «апельсиновая корка». Аналогичные методы необходимо разработать для проектов с низким капиталом и трудоемкостью. Предлагаются две возможности: (i) большой, тяжелый желонка или шламовый отстойник, аналогичный описанным в разделе о скважинах малого диаметра. Это может быть выполнено рабочими на уровне земли и под руководством рабочего на строительных лесах у дна колодца; и (ii) небольшую апельсиновую корку или ведро аналогичного типа.Как и черпак, он будет подниматься и опускаться рабочими на уровне земли и направляться рабочим у дна колодца.

Возможность выемки грунта под водой позволит опустить кессон на желаемую глубину и станет важным преимуществом при строительстве колодцев, вырытых вручную.

Поскольку весь вынутый материал должен быть поднят из колодца, а весь строительный материал для облицовки, кессонов и т. Д. Должен быть опущен в колодец, а рабочие должны подниматься и опускаться несколько раз в день, безопасная и адекватная система для выполнения работ. это должно быть изобретено (Рисунок 49).

Рис. 49 Кессон опускается в скважину с помощью подвесного шкива и стального троса, выдаваемого лебедкой джипа

Минимальные требования — наличие прочного троса и шкива, расположенных довольно точно по центру колодца на высоте, по крайней мере, до плеча. Его можно подвесить на штативе, например, показанном на рис. 9, или на поперечной балке на вертикальных опорах. В любом случае опоры или вертикальные опоры должны быть установлены в бетоне или глубоко заглублены, чтобы обеспечить устойчивость при больших горизонтальных нагрузках на канат, проходящий через шкив.Используемые опора шкива, шкив и трос или трос должны выдерживать самые тяжелые нагрузки, которые, несомненно, будут кессонными секциями. Усиленная секция кессона высотой один метр, внешним диаметром 130 см и толщиной стенок 7,5 см будет весить примерно 800 кг. Иногда кессоны делают полуметровыми секциями для уменьшения веса. Для этого потребуется как минимум канат из манильской конопли диаметром 30 мм, диаметр шкива 20 см и поперечная балка из прочной твердой древесины 25 см на 25 см в поперечном сечении, если расстояние между опорами равно 2.5 метров. В качестве альтернативы можно использовать стальной трос диаметром 12 мм. Следует подчеркнуть, что это минимальный размер .

Различные ручные лебедки с ручными кривошипами, редуктором, тросовым барабаном, храповым механизмом и ручным тормозом можно приобрести для использования на проектах строительства скважин. Катушка должна быть достаточно большой, чтобы в нее можно было дотянуться до дна колодца. Это несколько дорого, и хотя они удобны, они не являются абсолютно необходимыми. Снижение тяжелых грузов может быть выполнено путем наматывания троса на три или четыре оборота вокруг гладкой круглой стойки, надежно установленной в земле на некотором расстоянии от колодца (Рисунок 50).Между веревкой и стойкой возникает достаточное трение, так что рабочие, удерживающие свободный конец веревки, могут без труда опустить тяжелый груз. Этот столб должен быть ростом примерно с человека, а его верхушка должна отклоняться от колодца, чтобы веревка не сошла с верха столба. Самый тяжелый груз, который необходимо поднять, — это вес одного человека. Его могут поднять 3-5 рабочих. Свободный конец троса следует обвести вокруг тормозного столба и удерживать в натянутом состоянии дополнительный рабочий, чтобы исключить любую возможность падения рабочего.Этой же практике следует придерживаться при подъеме вынутого грунта из колодца для защиты рабочего на дне колодца.

Рис 50 Опускание кессона с помощью тормозного столба

Имеются промышленные формы для облицовки колодцев и кессонов. Они могут дать отличные результаты при небольшом количестве навыков и минимальных трудозатратах (рис. 51). Однако такие формы относительно дороги, и решение о том, покупать их или нет, зависит от того, сколько колодцев будет построено, наличия необходимого капитала, имеющихся навыков и стоимости рабочей силы.Менее дорогие формы можно изготавливать на месте. Для получения хорошего результата может потребоваться немного больше времени и навыков. Одна такая форма показана на рисунке 52. Она состоит из облицовки из листового металла толщиной 2 мм, натянутой вокруг двух деревянных колец. Этот тип формы может использоваться для облицовки колодцев или для формирования внутренней поверхности кессонов. После схватывания бетона деревянные кольца можно свернуть и снять. Затем листовой металл можно удалить.

Формы могут быть полностью деревянными.В этом случае облицовка обычно выполняется из узких деревянных полос, идущих параллельно оси кривизны. Эти облицовочные полосы прикреплены к деревянным ребрам, образуя секции цилиндра, как снаружи, так и внутри. Эти секции должны быть соединены таким образом, чтобы их можно было легко разобрать для снятия. Чтобы получить хорошую отделку поверхности, форму необходимо тщательно очищать и смазывать маслом перед каждой заливкой.

Самая простая форма с наименьшими затратами — это форма, которую формируют путем осторожного вкапывания желаемой формы в землю и заполнения ее бетоном.Однако это требует значительного времени и навыков для достижения точности размеров и хорошего качества поверхности. Кессоны могут быть изготовлены путем аккуратного создания цилиндрической выемки, служащей формой для внешней поверхности. В кристаллизаторе устанавливается сетка из вертикального и кольцевого арматурного стержня. Бетонный раствор вливается в армирующую сетку и затем вручную разглаживается. Таким образом отпадает необходимость во внутренней форме. Должны быть предусмотрены средства для крепления к кессонам, чтобы их можно было опустить в колодец.

Секции водопропускных труб из сборного железобетона могут использоваться в качестве кессонов при условии, что разработаны средства для их надежного скрепления между собой.

Рис. 51 Секции кессона, изготовленные с использованием стандартной формы (обратите внимание на перфорацию на поверхности для впуска воды)

Рис.52 Форма местного производства

Бетон часто играет важную роль при строительстве скважин. Хорошая практика может иметь особенно важное значение для успеха и срока службы скважин большого диаметра.О рекомендуемых практиках написано много книг и статей, поэтому здесь будут упомянуты лишь несколько принципов и практических правил.

Подходящая смесь для использования при строительстве скважин может иметь приблизительное объемное соотношение:

Вода

Портлендский цемент

Мелкий заполнитель

Крупный заполнитель

(песок)

(гравий или щебень)

3/4

1

2½

3½

Вода должна быть чистой и использоваться ровно столько, сколько необходимо для укладки бетона.Чем меньше воды, тем прочнее бетон. Если песок сырой или мокрый, воды потребуется меньше. И песок, и гравий не должны содержать мелких частиц, таких как ил или глина. При необходимости эту мелочь можно вымыть, разложив заполнитель на сетке и промывая ее водой.

И песок, и крупный заполнитель должны иметь градацию размера своих частиц. Крупнейшие частицы крупного заполнителя не должны превышать 1/3 толщины отливаемой детали.Бетон, который частично затвердел в мешке, следует измельчить и использовать как , а не , так как он будет иметь очень низкую прочность.

Если смешивание производится вручную, обычно делают платформу для смешивания из тонкого, слабого бетона размером не менее 2 на 2 метра. Ингредиенты для одной партии отмеряют на этой платформе, тщательно перемешивают и затем добавляют воду.

Когда бетон помещается в формы, пустоты могут быть устранены путем многократного перемещения тонкого стержня вверх и вниз по бетону и ударов по форме молотком.

Бетон следует выдерживать, выдерживая его во влажном состоянии не менее семи дней или дольше, если возможно. Это заметно прибавит ему силы. Это можно сделать, накрыв его влажным песком, землей, соломой или мешковиной.

Бетон прочен на сжатие, но относительно слаб на растяжение. Целью использования стального арматурного стержня является получение достаточной прочности на растяжение без необходимости делать бетон слишком массивным. Если бетон заливается на месте, очень хорошо поддерживается прочным материалом и не распространяется на большие площади, может не потребоваться его армирование.Однако, когда бетон заливается в одном месте, перемещается в другое и затем имеет сомнительную поддержку, как в случае с кессонами, армирование является необходимостью. Обычной практикой является использование двух наборов арматурных стержней, расположенных под прямым углом друг к другу (например, вертикального и кольцевого в кессонах). Два набора связаны световым проводом в точках пересечения, образуя жесткую сетку. Обычной практикой в ​​кессоне может быть арматурный стержень 6 мм или 8 мм с центрами 10-15 см в обоих направлениях. Перед использованием необходимо очистить арматурные стержни от грязи и ржавчины.

Строительство колодцев большого диаметра сопряжено с определенными опасностями. Следует приложить все усилия, чтобы минимизировать опасность.

Опасность обрушения может быть эффективно устранена путем облицовки каждого метра выработки по мере ее выполнения. Возможны два других типа несчастных случаев:

и. Рабочий на дне колодца ударил падающим предметом; либо ковш, используемый для удаления вынутого грунта, либо инструмент или другое оборудование.

ii.Рабочий падает в колодец при работе вокруг него или при входе в колодец.

ДТП первого типа можно свести к минимуму:

а. иметь постоянное соединение между ковшом и тросом и всегда иметь свободный конец троса, натянутый вокруг тормозного столба;

г. иметь какие-либо инструменты или оборудование, которые необходимо использовать возле края колодца, прикрепленные к надежно закрепленному шнуру, и защищать землю вокруг колодца от любого мусора или выкопанного материала;

г.обеспечение рабочего в колодце каской. Излишне говорить, что рабочий никогда не должен находиться в колодце, когда опускается тяжелый предмет, например, кессон.

Аварий второго типа можно избежать:

а. держать землю вокруг колодца ровной и свободной от препятствий;

г. закрепить свободный конец троса на тормозном посту, чтобы за него мог ухватиться любой, кто потеряет равновесие;

г. обеспечение подходящего стула боцмана для человека, входящего в колодец, и всегда удерживая свободный конец веревки натянутым вокруг тормозного столба при подъеме или опускании рабочего.Веревка местного производства может быть ненадежной или долговечной. По этой причине в качестве меры предосторожности рекомендуется использовать веревку из манильской конопли. Трос следует часто проверять на предмет повреждений или износа. Кроме того, на нем не должно быть грязи и песка, насколько это возможно.

Для входа в колодец и выхода из него можно использовать веревочную лестницу, но это утомляет рабочего. На дне колодца, особенно в теплом климате, работать жарко и душно. После того, как колодец достиг определенной глубины, следует подумать о вентиляции колодца.Применялись такие устройства, как большие кузнечные мехи или ручные воздуходувки, подключенные к трубам большого диаметра.

Когда вода в колодцах большого диаметра опускается ниже своего статического уровня, давление, оказываемое водой в колодце на материал на дне колодца, может быть значительно меньше давления, оказываемого на него водой, окружающей колодец. . В этих условиях может возникнуть так называемое «быстрое» состояние, в результате которого материал забоя поднимется или потечет вверх, частично заполнив скважину.Это показатель того, что кессон недостаточно проницаем и оказывает слишком большое сопротивление притоку воды из водоносного горизонта.

Если материал дна, который втекает, неоднократно удаляется, вокруг внешней части кессона может образоваться полость. Обрушение этой полости может серьезно повредить или разрушить колодец.

Эту проблему можно решить, утяжелив дно колодца либо диском из пористого бетона, либо слоем среднего и крупного гравия или щебня.В любом случае, вероятно, будет достаточно толщины или глубины 20-25 см.

Лучшее долгосрочное решение — найти методы улучшения пористости кессона, тем самым снижая его сопротивление притоку.

Все колодцы большого диаметра должны иметь парапет высотой примерно до пояса. Помимо значительного снижения риска падения детей, взрослых и животных, он также значительно снижает количество мусора, который выдувается или выбрасывается в колодец.

Тип конструкции вокруг кровли колодца определяется функцией колодца.Если он предназначен для хозяйственно-питьевого водоснабжения, круглая площадка из непроницаемого бетона должна выступать из колодца на 2-3 метра. Платформа должна иметь уклон в сторону от колодца. В одном случае обод вокруг платформы был спроектирован так, чтобы собирать всю пролитую воду, которая затем направлялась в поилку для скота. В любом случае пролитую воду нужно слить подальше от колодца.

Если колодец будет использоваться для орошения, тип водоподъемного устройства будет определять, какой тип надстройки потребуется.Если используется ручной или моторный насос, верх колодца можно закрыть сборной бетонной плитой, тем самым исключив источник загрязнения.

Круглая труба — Foley Products

Армированная круглая бетонная труба

  • Доступны диаметры от 12 дюймов до 96 дюймов в исполнении класса III, IV и V
  • Доступны специальные конструкции

Различная толщина стенок и конструкция классы могут ввести в заблуждение тех, кто не знаком с конструкциями железобетонных труб (RCP).RCP доступен как с разной толщиной стенки, так и с конструктивным классом. Независимо от указанной или предоставленной толщины стенки, класс конструкции будет обрабатывать те же указанные требования к нагрузке.

Стандартный RCP доступен на нескольких предприятиях Foley Products с толщиной стенки «B» или «C». B-стенка рассчитывается путем простого деления диаметра трубы (в дюймах) на 12 и прибавления 1 дюйма. C-wall просто добавляет ¾ дюйма к вышеприведенному расчету. Например, 60-дюймовый RCP будет иметь толщину стенки B 6 дюймов (60/12 = 5 + 1) и толщину стенки C 6 дюймов.75 дюймов. (60/12 + 1.75)

Стандартные конструкции RCP варьируются от Класса I до Класса V; однако большинство производителей производят трубы только от классов III до V. Трубы класса III предназначены для прохождения испытания на нагрузку D (см. ASTM C497) диаметром 1350 фунтов / фут / фут. Следовательно, независимо от того, указана ли RCP как B-стенка или C-стенка, труба класса III должна пройти одно и то же испытание на D-нагрузку. Конструкция с более тонкой B-стенкой требует дополнительной арматурной стали, чтобы выдерживать требуемую D-нагрузку. Это позволяет производителю предлагать наиболее экономичное решение с учетом затрат на сырье и фрахт в вашем регионе.

Часто инженеры-проектировщики определяют трубу с «С-образной стенкой», думая, что они получают дополнительное бетонное покрытие поверх арматурной стали; однако, независимо от указанной толщины стенки, минимальные требования к покрытию одинаковы в соответствии со спецификацией ASTM C76.

RCP — это стандарт, по которому измеряются все материалы дренажных труб, и, несмотря на шумиху вокруг конкурсов, инженеры-проектировщики продолжают «доверять свою марку» проверенному высокопрочному, эластичному и надежному выбору… АРМИРОВАННАЯ БЕТОННАЯ ТРУБА.

Характеристики железобетонных труб — Northwest Pipe Company

Geneva Pipe and Precast производит полную линейку железобетонных труб размером от 12 до 96 дюймов и больше по запросу. Доступные в различных классах прочности, наши трубы соответствуют или превосходят все применимые местные и национальные спецификации и производятся на предприятиях, сертифицированных NPCA. Бетонные трубы, являясь одним из самых надежных дренажных продуктов на рынке, обеспечат множество преимуществ для вашего проекта.Эта прочная и простая в установке труба — отличный выбор как для неглубоких, так и для глубоких подземных работ. Мы производим как стандартные, так и специально разработанные железобетонные трубы и специальные фитинги для труб для различных областей применения.

Обзор

Стандартный

ASTM C76, ASTM C655, ASTM C990, ASTM C443, ASTM C361, AASHTO M170, AASHTO M242, AASHTO M198

Конструкция

Сухая заливка с использованием цемента типа III / V, который отвечает требованиям как для цемента типа III, так и типа V

Размер

Стандартные диаметры от 12 до 96 дюймов, длина от 8 до 12 дюймов.Доступны большие диаметры.

Вместимость

Соответствует или превышает 13 фунтов на квадратный дюйм для прямых соединений и 10 фунтов на квадратный дюйм для отклоненных соединений в соответствии с ASTM C443. Приблизительная пропускная способность указана в таблице ниже. Все пропускные способности рассчитаны исходя из отсутствия напора, если вода течет на 100%, минимальный уклон 0,1%.

Соединения

Соединение с одинарным смещением и резиновым уплотнением по ASTM C443; Втулка раструба (12–72 дюйма) и гребень и паз (72–96 дюймов) в соответствии с ASTM C990.Профильные или предварительно смазанные прокладки.

Принцип использования

Обычно используется для отвода сточных вод, промышленных вод, ливневых вод и для строительства водопропускных труб. Применения включают ливневые стоки, канализационные коллекторы, водопропускные трубы, подземные системы задержания ливневых вод, ирригационные системы и трубопроводы очистных сооружений.

Эллиптическая железобетонная труба

Доступный в различных классах прочности, наш эллиптический RCP соответствует или превосходит все применимые местные и национальные спецификации и производится на предприятиях, сертифицированных NPCA.Эта труба — отличный выбор там, где существуют ограничения по высоте или ширине, или там, где требуется большая пропускная способность или более высокие скорости для условий неглубокого заглубления или при низких расходах, соответственно.

Стандартный

ASTM C507, AASHTO M207, ASTM C990

Конструкция

Сухая заливка с использованием цемента типа III / V, который отвечает требованиям как для цемента типа III, так и типа V.

Размер

Стандартная вертикальная эллиптическая труба с номинальным эквивалентным диаметром RCP от 18 до 54 дюймов.Стандартная горизонтальная эллиптическая труба с номинальным эквивалентным диаметром RCP от 38 до 54 дюймов. Укладочная длина 8 футов для всех размеров.

Соединения

Соединение шпунта и паза эластичной бутиловой мастикой согласно ASTM C990.

Принцип использования
Эллиптическая труба

— отличный выбор, когда вы сталкиваетесь с ограничениями по высоте или ширине, или когда системе требуется большая пропускная способность для неглубоких заглубленных помещений.

Труба для микротоннелирования железобетонная

Качество трубы играет важную роль в успешной бестраншейной установке.Наша труба может быть изготовлена ​​по индивидуальному заказу в соответствии со спецификациями конкретного проекта. Используя производственный процесс мокрого литья, мы можем производить трубы с очень жесткими допусками, которые не уступают по качеству любой другой железобетонной трубе для микротоннелирования во всем мире.

Стандартный

ASTM C76, ASTM C655, ASTM C443, ASTM C361, AASHTO M170, AASHTO M242, AASHTO M198, ASCE 27

Конструкция

Мокрая заливка с использованием самоуплотняющегося бетона.

Размер

Стандартные диаметры от 36 до 96 дюймов.Доступны дополнительные диаметры. По вопросам диаметра, выходящего за пределы этого диапазона, обращайтесь в наш отдел продаж.

Соединения

Конструкция соединения стальной раструбной ленты с ограниченным уплотнительным кольцом в соответствии с ASTM C443. Разработан, чтобы выдерживать давление 50 фунтов на квадратный дюйм.

Принцип использования
Труба для микротоннелирования

— лучший выбор, если вы пытаетесь избежать каких-либо нарушений, вызванных типичными методами строительства открытым способом.

Почему именно бетонная труба? — AmeriTex Pipe & Products

Прочность

Труба

из сборного железобетона — самая прочная труба на рынке, которая может быть спроектирована и испытана для соответствия любым условиям нагрузки.В отличие от гибкой трубы, бетонная труба имеет большую часть необходимой прочности, заложенной в трубу, и гораздо меньше зависит от ее установки. Бетонные трубы производятся в соответствии с ASTM C-76 и AASHTO M 170 в классах прочности от Класса I до Класса V. Эти значения прочности подтверждаются испытанием на подшипник с 3 кромками или испытанием D-нагрузки, проводимым на заводе.

Прочность

В сегодняшних экономических условиях проектирование с расчетом на долгосрочную перспективу и устойчивое выполнение проекта является обязательным условием для инженера.В отличие от труб из других материалов, бетонные трубы доказали свою эффективность. Бетонные трубы не ржавеют, не горят, не рвутся, не деформируются и не деформируются, а также невосприимчивы к большинству элементов окружающей среды. Инженерный корпус армии США рекомендовал сборные железобетонные трубы с расчетным сроком службы 70–100 лет, и существует множество примеров установок, которые превышают эти параметры.

Надежность

Надежный продукт не только должен хорошо работать, он должен быть полностью понят и вызывать доверие тех, кто определяет и использует продукт.Понимание того, как работает продукт, способность предвидеть и предотвращать потенциальные проблемы, а также наличие опытных монтажных бригад жизненно важны для обеспечения хорошо спроектированного и построенного проекта. Ни один из представленных на рынке материалов для труб не является более понятным, более часто используемым и зависит больше, чем от железобетонных труб. Доказанный опыт использования, а также постоянные исследования и разработки в области производства бетонных труб вселяют уверенность в инженерии и строительстве на протяжении многих десятилетий.

Конструкция и трубопровод

Все дренажные трубы служат одной цели; действовать как канал для перемещения определенного количества ливневой воды из одной точки в другую. Этот канал вместе с окружающей почвой обеспечивает структуру, которую должна обеспечивать установка. При использовании железобетонных труб в дополнение к трубопроводу вы получаете большую часть конструкции, необходимой для поддержки любого типа нагрузки, создаваемой поверх трубопровода.В отличие от гибкой трубы, где до 95% конструкции необходимо тщательно спроектировать и установить в полевых условиях, бетонная труба обеспечивает до 85% расчетной прочности конструкции.

Воспламеняемость

Бетонная труба не горит. Труба из термопласта легко воспламеняется. TxDOT выпустил директиву в 2009 году в ответ на лесные пожары в Техасе. Это потребовало от любого легковоспламеняющегося материала трубы использования негорючей обработки концов различной длины.

Значение

Скрытая инфраструктура — это актив, который финансируется и поддерживается государственными или частными организациями, инвестирующими в проект доллары налогоплательщиков или акционеров.

Все затраты на первоначальное проектирование, строительство, стоимость материалов, осмотр и техническое обслуживание составляют общую стоимость или «стоимость» актива. Любой актив, требующий дополнительных инвестиций для ремонта, обслуживания и / или замены для поддержания своей стоимости в течение всего срока службы актива, фактически увеличивает стоимость актива для владельца.

Для того, чтобы сделать правильный первоначальный выбор материалов, владелец должен правильно понимать актив, а также ценность или стоимость актива в течение проектного срока службы. Затраты на проектирование, установку и осмотр гибкой трубы превышают сопоставимые затраты на бетонную трубу. Стоимость бетонных труб не упадет в течение всего срока реализации проекта.

Местное производство

Почти каждый крупный или средний муниципалитет имеет поблизости производителя бетонных труб.Это позволяет сократить время доставки и повысить доступность продукта. Это также означает, что местные производственные мощности производят продукцию, разработанную в соответствии с местными стандартами. Если возникает проблема, обычно есть инженерный и вспомогательный персонал. Эти производители также нанимают большое количество местных жителей и вносят свой вклад в налоговую базу, тем самым поддерживая вашу местную экономику.

Стоимость

Анализ наименьших затрат — это эффективный метод оценки двух альтернативных материалов с разным сроком службы или экономической эквивалентностью.Факторами, которые влияют на традиционный анализ, являются срок службы проекта, срок службы материала, первоначальная стоимость, процентная ставка, уровень инфляции, затраты на замену и остаточная стоимость. Первоначальная стоимость важна для инженера и владельца, но не раскрывает полную стоимость трубопровода. При анализе наименьших затрат следует также учитывать затраты для путешествующих людей и предприятий из-за объездных путей и замены потенциальных катастрофических отказов.

Гибкие трубы могут иметь более низкую начальную стоимость, но они не так рентабельны, как бетонные трубы.В долгосрочной перспективе гибкая труба имеет более короткий срок службы и требует высококачественной подстилки и засыпки. Процедура установки должна быть точной, чтобы подстилка и засыпка приобрели требуемые структурные характеристики. Во время и после установки осмотр систем гибких трубопроводов имеет решающее значение для производительности, и во многих юрисдикциях обязательными являются испытания оправки или лазерное / видеонаблюдение. Как правило, реальная стоимость (установка, техническое обслуживание и замена) гибкой трубы может быть вдвое больше, чем стоимость бетона, исходя из 50-летнего или более длительного срока службы.

Если гибкие изделия указаны правильно, железобетонные трубы могут конкурировать с ними по той же или более низкой цене! Бетонная труба — это самый прочный из имеющихся дренажных изделий, наиболее эффективный с точки зрения гидравлики и имеющий большую ценность в настоящее время и в будущем как инфраструктурный актив.

Установка

Бетонная труба вдалеке выполняет пластик или металл. Жесткость и масса бетона позволяют легко и безопасно укладывать его в канаву без нарушения линии или уклона.Кроме того, соединения сборных железобетонных труб легко собираются, что помогает минимизировать время, необходимое для установки. Когда время монтажа имеет значение или когда почва затрудняет монтаж, сборные бетонные трубы — просто самый логичный и ответственный вариант.

Поскольку бетонная труба представляет собой жесткую систему труб, которая более чем на 85% зависит от прочности трубы 7 и только на 15% зависит от прочности грунтовой оболочки, установка выполняется легко. Во многих случаях установка пластиковых или металлических труб может занять больше времени, чем сборных железобетонных труб.Это связано с тем, что структурная и гидравлическая целостность гибких труб во многом зависит от того, насколько хорошо вы подготовите окружающую почву при установке, а не от присущей им грубой прочности. Обеспечение всех условий и установка в соответствии с национальными спецификациями может оказаться дорогостоящим и трудоемким делом при установке гибкой трубы.

Бетонная труба имеет неограниченный диапазон прочности трубы, из которой можно выбирать, и прочность демонстрируется перед установкой.Указав бетонную трубу:

  • У проектировщика больше контроля над прочностью труб, чем у любого другого аспекта проекта
  • Установщик меньше полагается на качественную установку
  • Снижена стоимость закладных материалов
  • Требуется меньшее уплотнение
  • Легче поддерживать уклон и выравнивание
  • Нет проблем с чрезмерным прогибом
  • Имеется меньшая стоимость жизненного цикла проекта
  • Имеется более низкая стоимость обслуживания в течение проектного срока проекта
  • Снижена вероятность отказа
  • Снижение риска для специалиста, проектировщика и владельца проекта, а также снижение общей ответственности перед общественностью после сдачи проекта в эксплуатацию

Стандартные установки — это термин, обозначающий технологию, используемую для строительства фундаментов сборных железобетонных труб.Расчет стенки трубы — ее толщина и количество армирования — основывается на напряжениях и деформациях в трубе. Этот подход более точен и может привести к созданию труб, требующих меньшего количества материала. Кроме того, стандартный подход к установке позволяет более широкий выбор материалов для засыпки, от гранулированных материалов до глины, и требует меньшего уплотнения засыпки.

Стандартные установки

были приняты Американским обществом инженеров-строителей (ASCE) в качестве Спецификации 15-93- Стандартной практики прямого проектирования подземных сборных железобетонных труб с использованием стандартных установок. Позднее он был принят в 1996 (16-м) издании Американской ассоциации государственных служащих автомобильных дорог и транспорта (AASHTO). Стандартные технические условия для автомобильных мостов, раздел 17, Системы взаимодействия железобетонных конструкций с грунтом.

Стандартные установки

обеспечивают несколько преимуществ при использовании бетонных труб:

  • Обеспечивает гибкость для соответствия проектным требованиям и условиям площадки
  • Позволяет сузить пределы выемки грунта
  • Можно использовать менее дорогие материалы для засыпки
  • Может снизить уровень уплотнения
  • Повышает производительность подрядчика при установке железобетонной трубы

Существует несколько типов стандартных установок, которые обеспечивают универсальность для адаптации к полевым условиям.

  • Тип 1 : Установка высочайшего качества с использованием отборных сыпучих грунтов с высокими требованиями к уплотнению для набивки и подсыпки.
  • Тип 2 : Позволяет обрабатывать илистые зернистые почвы с меньшим уплотнением, необходимым для окучивания и подсыпки.
  • Тип 3: Позволяет использовать почвы с менее строгими требованиями к уплотнению для окучивания и подсыпки.
  • Тип 4: Позволяет использовать местный природный материал для окучивания и подсыпки без необходимости уплотнения.(При каменном фундаменте требуется 6 дюймов подстилки)

Короткие отрезки бетонных труб облегчают работу с существующими коммунальными службами. Монтаж бетонных труб с использованием траншейных коробов не требует особого внимания при перемещении траншейной коробки. На нарушение подстилки и засыпки в процессе перемещения траншейного ящика соблюдаются все стандарты монтажа и рекомендации производителей. Используя стандартные длины бетонных труб, можно часто проверять точность линии и уклона.

Гибкость конструкции и конструкции

В некоторых проектах элементы дизайна немного сложнее или запутаннее, чем в других. Сборные железобетонные трубы обеспечивают решения для этих проектов, будь то карьер, глубокие захоронения, туннели, бестраншейные, неглубокие захоронения, а также с вертикальными конструкциями или сложными изменениями выравнивания. Конструировать бетонную трубу несложно; математика правильная и легко определимая.

Сборная железобетонная труба

дает вам силу и гибкость, чтобы обеспечить успех ваших самых требовательных приложений.Трубы производятся с различными размерами, формами, вариантами соединений и уплотнений. Также существует множество футеровок и покрытий, которые могут работать в самых агрессивных средах.

Основные характеристики бетонных труб относятся к канализационной, ливневой канализации и водопропускным трубам. Многие атрибуты также могут применяться к коробчатым секциям, используемым для ливневой канализации, водопропускных труб, туннелей, мостов и подземных систем задержания. Бетонные трубы и коробчатые секции вмещают большие объемы сточных вод, занимая крохотную площадь.

Бетонные трубы, произведенные в начале двадцать первого века, являются следствием

  • Компьютерное проектирование и анализ
  • Современные конструкции бетонных смесей
  • Дозирование с автоматизированным и компьютерным управлением
  • Прецизионная арматура из проволоки
  • Технологии производства, ориентированные на качество
  • Улучшенные водонепроницаемые соединения
  • Новые стандарты установки

Сборные железобетонные коробчатые секции также имеют преимущества, аналогичные преимуществам бетонных труб.

  • Лучший контроль качества по сравнению с гибкими трубами
  • Простота установки
  • Снижение опасности, связанной с открытыми траншеями
  • Снижение воздействия на окружающую среду
  • Время объезда сокращено
  • Время проектирования уменьшено
  • Своевременная доставка с заводов производителей для небольших строительных площадок и плотных графиков строительства
  • Бригады, знакомые с процедурами установки бетонных труб, могут устанавливать коробчатые секции с минимальным обучением

Соединения бетонных труб

Бетонная труба предлагает различные соединения, от герметичных до герметичных.На них не влияет тип обратной засыпки, использованной при установке. Перед установкой труб необходимо продемонстрировать характеристики соединения на заводе, а целостность соединения можно проверить в полевых условиях различными способами. В случае бетонной трубы прогиб не повлияет на возможность испытания стыков на месте. Жесткость поперечного сечения бетонной трубы делает сборку соединения простой операцией. Жесткая целостность соединения сводит к минимуму вероятность проникновения заделки и проседания переполнения, часто называемого инфильтрацией.

Герметичные герметичные соединения RCP выдерживают минимальный гидростатический внутренний напор 13 фунтов на квадратный дюйм, равный 30 футам воды. (ASTM C 443 или C 1628)

Типы соединений бетонных труб включают:

  • Прокладки уплотнительного кольца.
  • Профильные прокладки.
  • Соединения из строительного раствора и мастики.

Уплотнительные кольца используются на всех санитарных и некоторых ливневых RCP, где требуются герметичные соединения. Эти прокладки могут использоваться в соединениях в соответствии с обозначениями ASTM, C 443, C 1628 или C 361 для приложений с низким давлением.

Профильные прокладки используются в ливневых водопропускных трубах, ливневых и бытовых канализационных коллекторах RCP. Труба изготавливается с одинарным смещенным гладким концом в соответствии с обозначением ASTM C 443 или C 1628.

Раствор или мастика используются для ливневой канализации, водопропускных труб и горизонтальных эллиптических железобетонных труб. На нижнюю половину раструба и верхнюю половину прилегающего патрубка наносят раствор или мастику.

Мастика и бутиловые герметики наносятся в соответствии с обозначением ASTM C 990

В некоторых случаях качественным стыком может быть обертка, нанесенная на внешнюю поверхность стыка.Они могут быть указаны в соответствии со стандартом ASTM C 877.

Бетонная масса

В низинных или болотистых условиях плавучесть заглубленных трубопроводов зависит от массы материала трубы, веса объема воды, вытесняемой трубой, веса жидкой нагрузки, переносимой трубой, и веса материал засыпки. Когда уровень грунтовых вод находится выше переворота трубопровода, существует возможность плавучести или плавучести. Хотя траншея для установки труб в болотистой местности обезвожена, участок траншеи ниже по течению (после первоначальной засыпки) может стать насыщенным.Это привело бы к плавучести на трубе. Масса бетонной трубы обычно противодействует этой выталкивающей силе. Альтернативные материалы, такие как термопластическая труба и гофрированная металлическая труба, могут подниматься вертикально или изгибаться горизонтально в условиях водно-болотных угодий. Во время засыпки на одной стороне трубы может накапливаться больше, чем на другой. Масса бетонной трубы выдерживает боковые нагрузки, и конструкция остается верной линии и уклону.

Масса бетонной трубы позволяет:

  • Эффективное уплотнение засыпки и засыпки
  • Предотвращение смещения при засыпке, обеспечивающее соблюдение проектного уклона и выравнивания
  • Маловероятное перемещение конструкции после установки
  • Пониженная вероятность размещения
  • Снижение вероятности повреждений при последующем строительстве или ремонте в поэтапных проектах

Гидравлический КПД

Ключ к долгосрочным характеристикам и эффективности заключается в способности материала сохранять свою первоначальную форму и выравнивание.Жесткость и масса сборных железобетонных труб позволяют ей значительно превосходить гибкие трубопроводные системы в этой критической области, что, в свою очередь, помогает повысить гидравлический КПД за счет минимизации сопротивления потоку воды, которое часто возникает, когда форма или целостность гибкой трубы нарушаются.

Гидравлическая мощность (количество воды, которое может передать труба) всех типов труб зависит от гладкости внутренней стенки трубы. Чем ровнее стенка, тем больше гидравлическая способность трубы.Гладкость трубы представлена ​​коэффициентом шероховатости Мэннинга, обычно называемым « n». ». Чем ниже значение« n »по шкале Мэннинга, тем больше объем воды, которая будет протекать по трубе.

Гидравлический анализ дренажных систем включает оценку проектного расхода на основе климатологических характеристик и характеристик водосбора. Гидравлический расчет дренажной системы всегда включает экономическую оценку. В течение проектного срока на площадке будет возникать широкий спектр паводковых потоков с соответствующими вероятностями.Выгоды от строительства системы большой пропускной способности, способной выдержать все эти штормовые явления без вредных последствий наводнения, обычно перевешиваются первоначальными затратами на строительство. Экономический анализ компромиссов выполняется с разной степенью усилий и тщательности. Анализ рисков уравновешивает стоимость дренажной системы с убытками, связанными с неадекватной производительностью. С бетонной трубой риска нет. Обладая долгим сроком службы и гидравлической эффективностью, бетонная труба удовлетворяет требованиям гидравлической конструкции системы.

При обсуждении коэффициента шероховатости трубы часто упоминаются два основных значения: значения лабораторных испытаний и расчетные значения. Разница между значениями лабораторных испытаний « n » Маннинга и принятыми расчетными значениями значительна. Значения Мэннинга « n » были получены с использованием чистой воды, гладких стыков, отсутствия нагрузок и прямых участков трубы без изгибов, люков, мусора и других препятствий. Результаты лабораторных исследований указывают только на разницу между трубами с гладкими и шероховатыми стенками.Грубая стенка, такая как гофрированная металлическая труба без футеровки, имеет относительно высокие значения « n », которые примерно в 2,5–3 раза больше, чем у гладкостенных труб.

Было обнаружено, что трубы с гладкими стенками имеют значение «n» в диапазоне от 0,009 до 0,010, но исторически инженеры, знакомые с бетонными трубами и канализацией, использовали 0,012 или 0,013. Этот проектный коэффициент от 20 до 30 процентов учитывает различия между лабораторными испытаниями и фактическими условиями установки различных размеров, а также учитывает коэффициент безопасности.Использование таких проектных коэффициентов является хорошей инженерной практикой, и для обеспечения единообразия для всех материалов труб применимое лабораторное значение Мэннинга « n » должно быть увеличено на аналогичную величину, чтобы получить сравнительные расчетные значения.

Исследования пришли к выводу, что конструкции, в которых используются бетонные трубы, в большинстве случаев можно уменьшить по крайней мере на один размер по сравнению со стальными, алюминиевыми и гофрированными трубами из полиэтилена высокой плотности. Чтобы инженеры-проектировщики и владельцы могли выбрать подходящую дренажную трубу для конкретной водопропускной трубы или канализации, критически важно, чтобы применяемые значения Мэннинга « n » были расчетными, а не лабораторными значениями

.

Согласно расчетным значениям, бетонная труба имеет превосходные гидравлические характеристики, а инженеры понимают и обладают надлежащей проверкой гидравлики бетонной трубы.

Качество и центровка так же важны, как и характеристики поверхности ствола. Кроме того, регуляторы входа и выхода влияют на гидравлику дренажной системы. Поток воды в трубе дросселируется или ограничивается входом в трубу. Входное отверстие может иметь верхнюю стенку, расширяющийся конец или выступающую трубу. Это состояние существует почти во всех поперечных водостоках и типично для пересечений участков и уездных проезжих дорог. Управление на выходе происходит, когда поток воды через трубу регулируется условиями на выходе из трубы.Выходной контроль обычно не существует, если выходной конец трубы не находится под водой или если отверстие было повреждено или ограничено. Выходы гибкой трубы легко повредить, что повлияет на гидравлику трубопровода.

Контроль качества и испытания бетонных труб

Дозирующие и смешивающие операции на ведущих заводах отрасли были модернизированы за последние 10 лет. Характеристики этой операции процесса производства труб обычно включают:

  • Системы взвешивания и дозирования с компьютерным управлением
  • Смесительные системы с компьютерным управлением
  • Автоматизированные регистрирующие системы
  • Испытание на абсорбцию

Американская ассоциация бетонных труб предлагает постоянную программу обеспечения качества, называемую программой сертификации заводов «Качественное литье».(http://www.concrete-pipe.org/qcast.htm)

Эта программа аудита и инспекций, состоящая из 124 пунктов, охватывает проверку материалов, готовой продукции и процедур обработки / хранения, а также документацию по испытаниям производительности и контролю качества. Заводы сертифицированы для обеспечения ливневой канализации и водопропускных труб или в рамках комбинированной программы санитарной канализации, ливневой канализации и водопропускных труб.

Устойчивое развитие

Исторически бетон является наиболее прочным и экологически безопасным материалом для инфраструктуры и крупного строительства.Он продолжает работать еще долго после завершения срока службы проекта, поддерживая структурную целостность, тем самым снижая затраты, связанные с ремонтом и заменой.

Прочность сборных железобетонных труб

имеет еще одно преимущество; это не мимолетная прихоть. Когда указана бетонная труба, проекты, которые вы строите сегодня, с большей вероятностью будут совместимы с любыми будущими расширениями или изменениями.

Экологически чистый

Дренажные изделия из сборного железобетона известны своей прочностью и долговечностью.Они не сгорают, не подвергаются преждевременной коррозии, не деформируются или не смещаются с уклона, что снижает гидравлические характеристики, а также не разрушаются под нагрузками, заложенными в конструкцию трубы. Инфраструктура сборного железобетона, состоящая из наиболее широко используемых в мире строительных материалов, быстро интегрируется в экосистемы. Это наглядно демонстрируется использованием трехсторонних сборных коробов, используемых для размещения естественных каналов ручьев на пересечениях дорог, и сборных бетонных труб для ливневой канализации и водостоков в долинах и на берегах.

Сегодня признание экологичности материала или продукта приобретает все большее значение для многих специалистов по спецификациям. Бетонные трубы подходят для проектов LEED и подходят для устойчивого развития.

В отличие от пластиковых труб, бетон изготавливается из безвредных, натуральных материалов. Производство бетона требует меньше энергии, чем производство пластика. Он также пригоден для вторичной переработки и практически не оказывает воздействия на окружающую среду. А при использовании местных ресурсов бетон также может обеспечить более низкую стоимость топлива для доставки.

Экспериментальное исследование сейсмического поведения на стыке кольцевых трубчатых железобетонных колонн

В этой статье был разработан новый тип соединения круглотрубных железобетонных колонн (CTSRC). Были представлены структурные характеристики, производственный процесс и механические свойства сырья для нового соединения. Чтобы смоделировать действие землетрясения, два соединенных образца были подвергнуты малоцикловой циклической нагрузке в конце колонны.Основано на углубленном изучении характеристик разрушения, гистерезисной кривой «нагрузка-смещение», кривой каркаса, индекса пластичности, гистерезисной кривой «нагрузка-деформация» в центральной области соединения, характеристик рассеивания энергии, характеристик деградации прочности и жесткости и деформации сдвига. В центральной зоне соединения в течение всего процесса нагружения было исследовано сейсмическое поведение этого нового типа соединения. Результаты показывают, что новое соединение имеет приемлемые характеристики разрушения, высокую несущую способность, хорошую пластичность, отличные характеристики рассеивания сейсмической энергии и сильное сопротивление деградации прочности и жесткости, что соответствует принципу сейсмического проектирования «сильное соединение и слабый компонент» и является подходит для результатов с особыми требованиями к сейсмическим характеристикам.Кроме того, были выдвинуты эскизные рекомендации по проектированию. Результаты исследования данной статьи могут предоставить теоретическую основу для применения такого рода новой структуры.

1. Введение

В настоящее время железобетонные композитные конструкции широко используются в области гражданского строительства. Забетонированная стальная трубчатая колонна и железобетонная колонна — две основные формы железобетонной композитной конструкции. Заполненная бетоном стальная трубчатая колонна превращает бетон в трубе в состояние трехмерного напряжения сжатия за счет ограничивающего воздействия внешней стальной трубы по окружности на бетон в трубе, чтобы повысить прочность бетона и несущую способность. структурная колонна [1–3].Стальной железобетонная колонна относится к бетонной колонне, оснащенной сталью, и с определенным напряжением и структурным армированием, железобетонная колонна благодаря синергетическому эффекту стали и бетона дает полный простор для производительности двух материалов и в то же время имеет отличные сейсмические характеристики и хорошую экономичность. В настоящее время он широко применяется в высотных и сверхвысоких домах [4].

Но недостатки этих двух тоже очень очевидны.Осевая нагрузка, разделяемая стальной трубой и бетоном, легко вызывает коробление стальной трубной плиты, что приводит к снижению сейсмических характеристик колонн. Стальной железобетонная колонна не удобна для заливки бетона из-за одновременной установки стального каркаса и профильной стали, а стальной каркас имеет недостаточные ограничения на бетон, что приводит к низкому пределу степени осевого сжатия и не может в полной мере использовать свойства материала .

Таким образом, на основе многолетней инженерной практики, накопленного опыта и результатов предыдущих исследований появился новый тип колонны из композитной конструкции: колонна из стальных железобетонных труб с круглыми трубами (CTSRC).Его внешняя стальная труба отсоединена в месте соединения балки с колонной и не проходит через центральную часть соединения. Следовательно, ее стальная труба не несет напрямую продольную нагрузку, а только сдерживает бетон сердечника, как показано на Рисунке 1. Исследования, проведенные соответствующими учеными, показывают, что [5–7] колонна CTSRC имеет высокую несущую способность на сжатие и сдвиг, превосходные сейсмические характеристики. , сильная межслойная способность к деформации, хорошая огнестойкость и удобная конструкция и могут в полной мере использовать характеристики высокопрочного материала.

В последние годы люди провели обширные исследования механических свойств этой структуры. Такамаса Ямамото изготовил три вида квадратных и круглых стальных трубчатых бетонных коротких колонн с различными размерами поперечного сечения и провел испытание на осевое сжатие для изучения сдерживающего воздействия круглой стальной трубы и квадратной стальной трубы на бетон [8]. Фам сделал пять образцов, чтобы сравнить осевую несущую способность заполненных бетоном стальных трубчатых колонн и ограниченных стальных трубчатых колонн, заполненных бетоном.Результаты показывают, что осевая несущая способность стальных трубчатых колонн, заполненных бетоном, значительно выше [9]. Chen et al. провели испытания на осевое сжатие, внецентренное сжатие и сейсмические характеристики на двух типах соединений балок RC-балок с частичным сквозным проходом через CFST с различными методами упрочнения [10–12]. Nie et al. изучили осевое сжатие и сейсмическое поведение своего рода железобетонной балки, ограниченной стальными трубами, с поперечным множеством обручей. Результаты показывают, что такая упрочняющая форма может восполнить недостаток, вызванный отсоединением стальной трубы [13, 14].Han et al. провели сравнительное экспериментальное исследование гистерезисного поведения стыков железобетонных железобетонных балок стальных трубчатых железобетонных колонн и стыков кольцевых балок железобетонных железобетонных колонн. Результаты показывают, что сейсмостойкость соединений железобетонных балок стальных трубчатых железобетонных колонн лучше, чем у соединений кольцевых балок железобетонных труб железобетонных колонн [15]. Zhang et al. провели экспериментальное исследование сейсмического поведения своего рода соединительной формы заполненной бетоном стальной трубчатой ​​колонны и несоединенного кольцевого соединения стальной балки с наружной стальной трубчатой ​​балкой [16].Gan et al. спроектировали армированное кольцом стальное соединение колонны из железобетонных труб и изучили его осевое сжатие и гистерезисное поведение [17]. На основе сбора результатов разрушения при сдвиге железобетонных колонн, ограниченных стальными трубами, с различным сечением, Gan et al. сравнил и проверил существующие методы расчета и формулы прочности на сдвиг, улучшил существующие методы расчета и предложил формулы расчета прочности на сдвиг для квадратных стальных труб и круглых стальных труб соответственно [18].Дуан и др. спроектировал новый тип соединения квадратной стальной трубы с бетонной колонной, провел двухэтапные испытания для исследования общего осевого сжатия образца и влияния геометрического размера соединения, прочности бетона и объема ячейки на его несущую способность, и предложил выражение несущей способности этого нового типа соединения [19]. Lin et al. проанализирован механизм сдвига и прочность на сдвиг каркасных соединений стальной круглой стальной трубы, армированной железобетоном (SRCFCST), и предложен метод расчета прочности композитного материала на сдвиг в центральной области соединений, который может служить эталоном для нелинейного анализа и инженерное проектирование подобных узлов [20].Yu et al. разработали новый тип соединения, в котором бетон в центральной части удерживается стальной трубкой в ​​центральной части, а внешняя часть ограничивается кольцевым хомутом. Проведен нелинейный анализ методом конечных элементов испытания несущей способности осевого сжатия, обсуждается влияние стальной трубы и хомута в зоне сердечника на несущую способность и предлагается формула расчета предельной несущей способности [21–23]. ]. Peng et al. спроектировали четыре образца заполненных бетоном соединений квадратной стальной трубчатой ​​рамы с неравной высотой балок, провели испытания на малоцикловую циклическую нагрузку, обсудили их сейсмические характеристики и проанализировали их способность к сдвигу [24].

Обзор литературы показывает, что механические свойства колонки CTSRC превосходны, и она имеет широкую перспективу применения, но в ее исследованиях есть два основных недостатка.

Во-первых, в настоящее время исследования конструкций CTSRC в основном сосредоточены на характеристиках осевого сжатия колонн и соединений, а исследования сейсмических характеристик соединений меньше. Если стыки будут повреждены, вся конструкция будет разрушена, независимо от того, насколько прочны балки-колонны.Следовательно, необходимо изучить сейсмические характеристики на стыках колонны CTSRC.

Во-вторых, существующие исследования сейсмических характеристик на стыках колонны CTSRC выполняются на мелкомасштабной модели. Существует большая разница между тестом и реальной ситуацией, а репрезентативность невелика.

Как следствие, необходимо изучить сейсмические характеристики соединений колонны CTSRC, особенно способ усиления ослабленной области соединения, влияние усиленной области соединения на сейсмические характеристики таких соединений и способ Сделайте так, чтобы он соответствовал принципам конструкции сильной колонны, слабой балки и более прочного соединения.Это ключевая проблема, которую необходимо решить в стальных трубчатых железобетонных конструкциях. Таким образом, в данной статье разработан стык нового типа. Бетонная кольцевая балка используется для усиления ослабленной области стыка, как показано на рисунке 2. Образец разработан с размером 1: 1. С помощью метода псевдостатических испытаний собираются данные о смещении и деформации каждой части образца. , а также сейсмомеханические свойства изучаются. Он обеспечивает теоретическую основу для популяризации и применения такого рода новой структуры.

2. План тестирования
2.1. Конструирование и изготовление образцов

В данной статье спроектированы два полноразмерных соединения каркаса, высота которых составляет 4375 мм, внешний диаметр цилиндра составляет 400 мм, толщина стенки круглой стальной трубы составляет 5 мм, а ширина составляет 3370 мм. Чтобы гарантировать, что круглая стальная труба не выдерживает продольной нагрузки, круглая стальная труба отсоединяется в области стыка, а от верхнего и нижнего краев бетонной кольцевой балки зарезервировано кольцевое отверстие диаметром 15 мм.Остальные конструкции и размеры показаны на рисунке 3 (на примере образца SH-1), а параметры образца показаны в таблице 1.

Номер образца Сталь коэффициент (%) Толщина круглой стальной трубы (мм) Форма кольцевой балки Коэффициент усиления кольцевой балки (%)
SH-1 4.19 5 Восьмиугольник 3,55
SH-2 круговой 2,05

обработка металлоконструкций и сборка компонентов; во-вторых, прилипшие тензодатчики; в-третьих, опалубка и заливка бетона; наконец, отверждение и антикоррозионная покраска образцов.

2.2. Механические свойства материалов

Измеренная средняя кубическая прочность на сжатие тестируемого бетонного блока составляет 57.58 МПа, а свойства материала стали и арматуры показаны в таблице 2.

стальной профиль в колонне)1 91121 9112 9112
Расположение образца материала для испытаний Предел текучести ( f y ) ( МПа) Предел прочности ( f u ) (МПа) Модуль упругости ( E ) (МПа) Относительное удлинение после разрушения (%)
14
14
284.19 437,38 212404 37,2
Перемычка (стальная секция в колонне) 309,35 453,02 217199 30,02 9116 9116 балка 9112 9112 212867 23,9
Паутина (стальная балка) 337,52 483,25 213321 27,7
Круглая стальная труба 355.62 488,81 194907 27,2
Усиление (20 мм) 486,85 691.60 195426 20,2
20,2
23,0
2.3. Устройство для испытаний

Образец соединения нагружается реакционной стенкой и реакционной рамой. Устройство горизонтальной загрузки использует электрогидравлическую машину для испытания конструкций с сервоприводом MTS.Максимальная нагрузка привода, прикладывающего горизонтальную возвратно-поступательную нагрузку, составляет 500 кН, а диапазон перемещения составляет ± 250 мм. Максимальная нагрузка домкрата, используемого при испытании на вертикальную нагрузку, составляет 2000 кН. Схема загрузки и загрузка панорамной фотографии показаны на рисунках 4 и 5.



2.4. Система нагружения

Существует два метода нагружения для испытаний соединений на сейсмические характеристики: один — это торцевое нагружение балки, а другое — торцевое нагружение колонны. Поскольку нагрузка на конец колонны может имитировать эффект силы тяжести второго порядка (P — ∆эффект) зданий при землетрясении, в этой статье принят метод нагрузки на конец колонны, как показано на рисунке 4, а конец балки поддерживается цепью. бар.Вертикальное смещение, угол поворота и горизонтальное смещение могут быть реализованы в верхней части колонны. Этот метод нагружения действительно может отражать деформацию и механические характеристики соединений балка-колонна при землетрясении.

Конкретная система нагружения определяется на основании соответствующих спецификаций [25] и соответствующих исследований [26, 27]. Режим нагружения смещения принят во всем процессе нагружения верха колонны. Сначала приложите осевую нагрузку к верхней части колонны, а затем примените горизонтальную нагрузку, которая нагружается до смещения текучести на 2-3 отдельных цикла.После текучести нагрузка осуществляется в соответствии с кратным значением текучести смещения верхней части колонны. Каждый цикл повторяется трижды (как показано на рисунке 6). Цикл не прекращается до тех пор, пока образец не будет поврежден или горизонтальная нагрузка на верх колонки не упадет ниже 85% от его пиковой нагрузки [16, 25]. В системе нагружения смещение текучести верхней части колонны соединительного образца представляет собой расчетное значение горизонтального смещения верхней части колонны, когда напряжение кромки полки секции в месте соединения стальной балки и бетонной кольцевой балки достигает « f y .”В ходе испытания этапы нагружения определяются или регулируются в сочетании с соответствующими значениями прибора. В то же время предел текучести образца оценивается по изменению гистерезисной кривой нагрузка-смещение, а гистерезисная кривая анализируется после испытания. Фактический предел текучести образца определяется [25–27].


2.5. Измерение содержимого

Тест включает измерение смещения и измерения деформации. Деформация образца измеряется измерителем перемещений и индикатором часового типа, деформация круглой стальной трубы, стального профиля в колонне, стальной балки и бетонной кольцевой балки, арматура измеряется тензодатчиком или тензодатчиком, данные измеряются тензодатчиком. Данные собираются системой измерения статической деформации TDS-602 и вводятся в компьютер, гистерезисная кривая нагрузка-смещение верхней части колонны автоматически собирается сервоприводом MTS, а трещины в бетоне измеряются прибором для наблюдения за трещинами.

3. Результаты тестирования
3.1. Анализ характеристик разрушения образцов

Поскольку конструктивные параметры двух образцов в основном схожи, режимы разрушения двух образцов, очевидно, схожи, разрушение начинается с растрескивания бетона на стыке стальной балки и кольцевой балки, и с непрерывным увеличением горизонтального смещения в верхней части колонны, фланец на стыке стальной балки и кольцевой балки сначала входит в текучесть.Наконец, два образца имеют форму полного сечения на конце стальной балки примерно в 5 см от края кольцевой балки. Образуется пластиковый шарнир (из-за проблем с качеством сварки нижней полки стальной балки на западной стороне образца SH-1 нижний фланец стальной балки на западной стороне образца SH-1 разрушается при разрыве образец Ш-1 окончательно разрушен), и бетон в месте стыка кольцевой балки и стальной балки трескается и частично отваливается.В течение всего процесса испытаний, за исключением торца балки, в зоне соединения сердцевины двух образцов нет явных признаков разрушения. На рисунках 7 и 8 показано состояние окончательного разрушения образцов SH-1 и SH-2.

Из-за разницы в соотношении объемного армирования кольцевой балки между двумя образцами, степень оседания бетонной кольцевой балки сильно различается, когда два образца повреждены. Из-за высокого коэффициента усиления образца SH-1, в частности, хомуты расположены рядом с двумя сторонами стальной балки на стыке стальной балки и кольцевой балки, и бетон кольцевой балки образца не упадет. после того, как сломался, он сильно отключился, но он все еще подключен к поврежденной кольцевой балке.Из-за небольшого отношения хомутов образца SH-2 хомуты по обе стороны от стыка между стальной балкой и кольцевой балкой находятся далеко от стальной балки, что приводит к падению большого количества бетона возле стальной балки. после фрагментации.

3.2. Гистерезисная кривая нагрузка-смещение в верхней части колонны

Гистерезисные кривые нагрузка-смещение для двух образцов показаны на рисунке 9. Из гистерезисных кривых двух вышеупомянутых образцов видно, что на начальной стадии циклического нагрузки гистерезисные кривые имеют форму параллелограмма.При непрерывном циклическом нагружении гистерезисные кривые постепенно изменяются от параллелограмма к прямоугольнику. В то же время полнота гистерезисных кривых двух образцов намного выше, чем у соответствующих стыков стальной рамы и стыков бетонной рамы, что показывает очень хорошие характеристики рассеивания энергии.

При этом кривые двух образцов показывают разные характеристики: во-первых, из-за плохого качества изготовления образца Ш-1 при нагружении до второго цикла 180 мм полностью нарушается западная сторона сварного шва. , что приводит к резкому падению кривой.Во-вторых, гистерезисная кривая образца SH-1 имеет более очевидное различие относительно горизонтальной оси координат; результаты показывают, что пиковое значение положительной горизонтальной силы (тяги) в верхней части колонны значительно больше, чем отрицательная горизонтальная сила (натяжение) в верхней части колонны при каждом цикле нагрузки амплитуды смещения.

3.3. Каркасная кривая

Каркасная кривая может быть получена путем соединения пиковых точек каждой точки нагрузки в одном направлении на гистерезисной кривой «нагрузка-смещение».Каркасная кривая не только отражает нагрузку и смещение каждой характерной точки в процессе нагружения, но также отражает поглощение энергии, пластичность, прочность, жесткость и деградацию конструкции или компонента при повторяющейся нагрузке. На рисунке 10 показана кривая скелета каждого образца.

Из кривых каркаса каждого образца видно, что кривые каркаса двух образцов имеют очевидную S-образную форму, и они прошли три стадии упругости, упругопластичности и разрушения.В процессе нагружения положительное и отрицательное направления образцов не полностью симметричны; особенно очевиден образец Ш-1; влияние формы кольцевой балки и степени армирования кольцевой балки на несущую способность и деформационную способность соединения незначительно; два образца не симметричны. После того, как образцы входят в пластическое состояние, с непрерывным увеличением смещения в верхней части колонны, нагрузка не уменьшается сразу, что указывает на то, что оба образца обладают хорошей пластичностью; кривые скелета обоих образцов не имеют очевидного предела текучести; а после пиковой нагрузки кривая и жесткость постепенно уменьшаются.

3.4. Характеристическая точечная нагрузка и индекс пластичности образцов

Из кривой каркаса двух образцов видно, что на кривой каркаса нет явного предела текучести. Таким образом, в данной статье используется «общий метод момента текучести» для определения смещения и значения нагрузки в характерных точках (текучесть, предел прочности и разрушение) в процессе нагружения двух образцов. Метод определения показан на рисунке 11. P y , Δ y , P max , Δ max , P u и u , определенные описанным выше методом, показаны в таблице 3.


Образец Состояние текучести Состояние предельной нагрузки Состояние отказа
P y (мм) P макс. (кН) Δ макс. (мм) P u (кН) Δ 9014 мм
SH-1 Положительный 155.80 41,67 168,44 60,01 143,17 178,51
Реверс 127,65 32,35 144,29

4		 604000 144,29

4		 9112 9112 144,29

4		 604000 2 Положительный 131,25 31,25 151,46 80,01 128,74 180,02
Обратный 120.74 30,29 155,31 60,03 132,01 157,54

Из приведенной выше таблицы, кривой обратной силы и гистерезиса видно экземпляра SH-1 совсем другое. Однако такая ситуация не проявляется при испытании образца Ш-2, что может быть вызвано отклонением восточной и западной стальных балок Ш-1 в процессе обработки и испытательной установки.

Коэффициент пластичности смещения ( μ ) [28] является показателем, отражающим способность конструкции к пластической деформации при землетрясении. Чем больше коэффициент пластичности смещения, тем выше пластичность конструкции или компонента. Расчет коэффициента пластичности смещения показан там, где «Δ u » — это горизонтальное смещение в верхней части колонны, когда соединительный образец выходит из строя, а «Δ y » — горизонтальное смещение в верхней части столбец, когда соединенный образец поддается.Расчет показан в Таблице 3.

Угол межслойной деформации ( φ ) каждого соединенного образца может быть получен в соответствии с геометрической зависимостью. Расчет коэффициента пластичности угла межслойной деформации показан здесь, где « φ u » — угол межслойной деформации при разрушении соединенного образца, а « φ y » — угол межслойной деформации, когда совместный образец уступает.Расчет показан в Таблице 4.

Образец Коэффициент пластичности смещения Угол межслойной деформации и коэффициент пластичности
4 y 9128 -1 9112 9117 0,0391
φ u (рад) μ φ = φ u / φ y Положительный 4.28 0,00905 0,0388 4,29
Обратный 4,77 0,00703 0,0335 4,77
261 ​​ 9112 9112 9112
261 ​​
261 ​​ 5,76
Реверс 5,20 0,00658 0,0342 5,20

Скелет может быть виден на двух образцах, которые можно увидеть в таблице 3 скелета Максимальный коэффициент пластичности при перемещении и коэффициент пластичности при угле межслойной деформации для двух образцов равны 5.76 и минимум 4,28. Результаты показывают, что угол межслойной деформации составляет от 0,00658 до 0,00905 при текучести и от 0,0335 до 0,0391 при разрыве. Соответствующий индекс намного больше, чем у обычной железобетонной конструкции, которая обладает очень хорошими характеристиками пластичности и деформации.

3.5. Анализ деформации образца

Согласно характеристикам разрушения образца в разделе 3.1, окончательное разрушение двух образцов происходит на стыке стальной балки и кольцевой балки, где пластиковый шарнир образуется во всем сечении стальная балка, бетон трескается и отваливается.Ниже в качестве примера используется образец SH-1, чтобы проиллюстрировать характеристики данных каждой точки измерения деформации образца.

Из гистерезисных кривых нагрузки-деформации для бетона полки, стенки и кольцевой балки в месте соединения стальной балки и кольцевой балки можно увидеть, что полка на стыке стальной балки и кольцевой балки сначала входит в состояние текучести и то немного коробит по сравнению с паутиной. Когда последний образец выходит из строя, на стыке восточной и западной стальных балок и кольцевой балки формируется пластиковый шарнир.Во время всего процесса нагружения максимальная деформация каждой точки измерения фланца достигает 40000 μ ε (как показано на рисунке 12 (a)). Стенка в состоянии текучести отстает от фланца (как показано на Рисунке 12 (b)). На начальном этапе нагружения бетон кольцевой балки не имеет трещин, кривая нагружения — деформация имеет линейный характер, а остаточные деформации практически отсутствуют. Однако при растрескивании бетона значение деформации каждой точки измерения быстро увеличивается, и большая часть деформации не может быть восстановлена, что указывает на то, что после появления трещины при непрерывном нагружении трещина вряд ли может быть закрыта, и остаточная деформация очень велика (как показано на рисунке 12 (c)).

Из показаний точек измерения деформации, расположенных в остальных частях образца, можно увидеть, что значения деформации остальных частей остаются эластичными в течение всего процесса нагружения, за исключением того, что центральная часть стальной стенки профиля в колонне переходит в состояние текучести на более поздней стадии нагружения, что полностью указывает на то, что наличие бетонной кольцевой балки заставляет разрушающуюся часть выдвигаться, что играет важную роль в защите центральной области соединения.

3.6. Характеристики рассеивания энергии образцов

Характеристики рассеивания энергии — еще один важный показатель для исследования сейсмических характеристик определенной конструкции. Эквивалентный коэффициент вязкого демпфирования ( h e ) часто используется для оценки способности конструкции рассеивать энергию, и « h e » вычисляется в соответствии с диаграммой огибающей нагрузки. гистерезисная кривая смещения образца (как показано на рисунке 13).По формуле (3) рассчитываются эквивалентные коэффициенты вязкого демпфирования петель гистерезиса двух образцов при каждой амплитуде смещения, и строятся кривые, как показано на рисунке 14:



Из эквивалентного коэффициента вязкого демпфирования кривые двух вышеуказанных образцов, можно сделать следующие выводы: (1) Предельные эквивалентные коэффициенты вязкого демпфирования ( h e ) для двух образцов равны 0.535 (Ш-1) и 0,615 (Ш-2). Соответствующие исследования показали, что « h e » железобетонных швов составляет 0,1, а стальных железобетонных швов составляет около 0,3. Значения « h e » для двух новых стыков в 5,35 и 6,15 раза больше для железобетонных стыков и в 1,78 и 2,05 раза для стыков из стали и железобетона. Соединенный образец обладает превосходными характеристиками рассеивания энергии. (2) На начальной стадии упругости эквивалентные коэффициенты вязкого демпфирования двух образцов относительно малы, а способность рассеивания энергии быстро увеличивается с увеличением смещения при циклической нагрузке; после перехода на стадию текучести на конце стальной балки образуется пластиковый шарнир, и бетон на стыке стальной балки и кольцевой балки трескается и постепенно отваливается, но способность рассеивания энергии двух образцов продолжает уменьшаться. улучшать.При непрерывной загрузке конец балки полностью срезается. Несущая способность двух образцов остается на высоком уровне, а способность рассеивания энергии все еще возрастает до конца разрушения нагрузки. Это полностью показывает, что способность рассеивать энергию двух образцов увеличивается при непрерывном малоцикловом циклическом нагружении. (3) От начальной стадии нагружения до почти разрушения образца кривые показателя рассеяния энергии двух соединенных образцов имеют небольшая разница, показывающая явление попеременного подъема, в то время как конец кривой показывает бифуркацию.Это связано с резким спадом гистерезисной кривой, вызванным разрушением нижнего фланцевого шва стальной балки на западной стороне образца Ш-1, что делает показатели диссипации энергии конечного образца Ш-1 меньше, чем что из SH-2.

3,7. Снижение прочности образцов

Снижение прочности относится к характеристике, согласно которой несущая способность образца уменьшается с увеличением количества процессов возвратно-поступательного нагружения при условии постоянной амплитуды смещения.Снижение прочности образцов соединения при многократном нагружении оказывает важное влияние на его сейсмические характеристики. В этой статье одинаковый коэффициент снижения несущей способности ( λ i ) и общий коэффициент снижения несущей способности ( λ j ) используются для отражения характеристик деградации прочности образцов соединений в тест.

Коэффициент уменьшения несущей способности того же уровня выглядит следующим образом: где — минимальное значение пиковой нагрузки в том же цикле нагружения, когда смещение составляет Дж, — пиковая точечная нагрузка первого цикла нагружения, когда смещение составляет . j .

Общий коэффициент снижения несущей способности выглядит следующим образом: где P j — минимальное значение нагрузки в пиковой точке j -го цикла нагружения, а P max — максимальное предельное значение несущей способности образца в течение всего процесса нагружения.

Согласно описанной выше методике расчета коэффициент снижения несущей способности Ш-1 и Ш-2 при различных смещающих нагрузках может быть получен в процессе положительного (толкающего) и обратного (тянущего) нагружения, а коэффициент снижения несущей способности кривая SH-1 и SH-2 построена, как показано на рисунке 15.

Из кривых коэффициента снижения несущей способности двух указанных выше образцов можно сделать следующие выводы: (1) На начальной стадии нагружения, с увеличением амплитуды смещения, значения λ i и λ j двух образцов быстро увеличиваются. При непрерывной нагрузке два значения остаются стабильными и колеблются в определенном диапазоне. При дальнейшем увеличении амплитуды смещения значения λ i и λ j медленно уменьшаются, и уменьшение очевидно до последнего смещения.(2) От начальной стадии нагружения до почти разрушения образца значения λ i двух образцов сохраняются на высоком уровне (за исключением соответствующего значения λ i. образца SH-2 при смещении 20 мм в положительном направлении) и диапазоне колебаний от 0,933 до 0,977; это показывает, что оба образца обладают сильным сопротивлением снижению прочности. Когда нагрузка достигает 180 мм амплитуды смещения, значение λ i двух образцов явно уменьшается.Кривая образца SH-1 уменьшается больше, чем у образца SH-2, потому что нижний фланец западной стальной балки ломается во время второго 180-миллиметрового цикла образца SH-1, что приводит к резкому падению нагрузки, что приводит к большему падению значения λ i . Сравнивая рисунки 15 (a) и 15 (b), можно увидеть, что один и тот же закон снижения прочности на уровне двух образцов аналогичен закону общего ухудшения прочности. Хотя значения кривой деградации прочности для двух образцов различаются, тенденция кривой в основном одинакова, что также показывает, что характеристики деградации прочности образцов в основном зависят от характеристик конца стальной балки, а не армирования кольцевой балки. .

3.8. Снижение жесткости образцов

Снижение жесткости — это характеристика того, что жесткость образца уменьшается с увеличением времени повторной нагрузки в условиях постоянной амплитуды смещения, что в основном вызвано текучестью стали, а также растрескиванием и падением бетона. Снижение жесткости представлено жесткостью петли [28].

Жесткость петли выглядит следующим образом: где K i — жесткость петли, — значение пиковой точечной нагрузки i -го цикла, когда смещение составляет j , это пиковая точечная деформация. значение i -го цикла, когда смещение составляет j , а n — количество циклов при таком же смещении.

С помощью вышеупомянутого метода расчета можно получить жесткость петли двух соединенных образцов на всех уровнях смещения и построить кривую деградации жесткости двух соединенных образцов, как показано на рисунке 16.


выводы могут быть сделаны из кривых деградации жесткости двух образцов: (1) На начальной стадии нагружения значение жесткости петли двух образцов немного увеличивается. Когда два образца достигают предела текучести и переходят в стадию циклического нагружения, значение K i достигает максимума, а затем уменьшается при непрерывном нагружении.На средней и поздней стадиях нагружения скорость уменьшения значения K i постепенно уменьшается, что отражается в постепенном уменьшении наклона кривой деградации жесткости и постепенном замедлении кривой. Это показывает, что способность противостоять деградации жесткости выше. (2) На ранней стадии нагружения значение K i SH-2 немного выше, чем SH-1. На средней и поздней стадии нагружения и до разрушения кривая деградации положительной жесткости SH-1 всегда выше, чем у SH-2; то есть значение K i SH-1 больше, чем значение SH-2 при том же положительном смещении, в то время как кривая деградации отрицательной жесткости для SH-1 и SH-2 мало отличается в процесс тестовой загрузки.Из результатов испытаний видно, что существует большая разница между положительными и обратными механическими свойствами образца SH-1 в процессе нагружения, а разница между положительными и обратными значениями нагрузки трех характерных точек составляет 16,73%. –22,05%, что приводит к тому, что значение отрицательной кривой деградации жесткости меньше положительной.

3.9. Анализ деформации области соединения

Площадь соединения относится к области соединения балки и колонны.Под действием реакции конца балки и горизонтальной тяги конца колонны соединения будут расширяться, изгибаться и сдвигаться. Из-за ограничений стальной балки можно пренебречь деформацией расширения и изгиба области соединения. В этой статье основное внимание уделяется деформации сдвига в области сустава.

Из-за наличия бетонной кольцевой балки неудобно размещать циферблатный индикатор в диагональном направлении вне области стыка для измерения. Поэтому в этом испытании применяют метод, описанный в [29], и тензодатчики наклеиваются в центральной области соединения для измерения деформации стальной стенки в диагональном направлении в центральной области соединения во время нагружения (как показано на рисунке). на рисунке 17).Чтобы сравнить данные различных образцов при анализе данных, данные, измеренные тензодатчиком, когда на образец было приложено осевое давление, а горизонтальная нагрузка на верхнюю часть колонны не была приложена, принимаются за исходные данные. точечные данные (нулевые точки), разница между реальными данными испытаний на деформацию и исходной точкой, когда горизонтальное смещение в верхней части столбца является максимальным, принимается в качестве стандартных данных деформации, а затем среднее значение двух диагональных деформаций равно взяты соответственно.Следует отметить, что в процессе испытания образца на SH-2, из-за ограничений прибора для сбора данных, при приложении нагрузки к циклу 80 мм сбор данных всех точек измерения деформации прекращается, поэтому данные деформации Узловой домен образца SH-2 собирают только при цикле 80 мм.


Из таблицы 5 видно, что точки измерения деформации №№ 13, 14, 15, 16 и 17 стали деформации сжатия при максимальном горизонтальном смещении в верхней части колонны, а точки измерения деформации №№Сталь 18, 19 и 20 — деформация растяжения при максимальном горизонтальном смещении в верхней части колонны; то есть одна диагональ области соединения представляет собой деформацию сжатия, а другая диагональ — деформацию растяжения. Более того, когда горизонтальное смещение верха колонны достигает максимума, средняя деформация не достигает предела текучести стали и остается в упругом состоянии.

6161 Среднее значение61 −4122 91121
Образец Номер стального тензодатчика и значение измерения деформации ( μ ε )
13 1461 18 19 20 21 Среднее значение
SH-1 −2658 Недействительное −2658 Недействительное −421 Недействительно Недействительно 320 489 405
SH-2 −326 −573 −308 −100 −2 −308 −100 −2 9112 9116 757 1045 Неверно 618

Использование среднего v значение максимальной деформации в диагональном направлении области узла в таблице 5 и с использованием геометрического соотношения, показанного на рисунке 18 и формул (7) и (8), фактическое значение деформации и соответствующие параметры в диагональном направлении ядра узла Площадь можно рассчитать по закону Гука, как показано в таблице 6.


0 9112

0 9112 в среднем

0 9112 диагональное направление выглядит следующим образом:

Потому что,.Угол сдвига составляет

. Из таблицы 6 видно, что когда горизонтальное смещение верхней части колонны достигает 180 мм, максимальная деформация угла сдвига образца SH-1 составляет 9,85% от относительного предельного угла балки. столбец. Когда горизонтальное смещение верхней части колонны достигает 80 мм и образец находится рядом с местом разрушения, максимальная деформация угла сдвига образца SH-2 составляет всего 5,58% от относительного предельного угла балки-колонны. Можно видеть, что прочность на сдвиг и жесткость области соединения такого типа образцов соединения очень велики, что соответствует требованиям «сильных соединений и слабых элементов» конструкции, а деформация сдвига области соединения имеет незначительное влияние на деформацию конструкции.

4. Рекомендация по предварительному проектированию
4.1. Рекомендация по проектированию конструкций

Из раздела 3 видно, что новый стык, предложенный в этой статье, имеет отличные сейсмические характеристики. Поэтому, исходя из требований сейсмостойкости и несущей способности, необходимо стремиться к простой конструкции и удобной конструкции. В сочетании с некоторыми действующими нормами и результатами исследований для этого типа соединения предлагаются следующие конструктивные предложения: (1) Чтобы гарантировать, что круглая стальная труба не выдерживает продольной нагрузки, круглая стальная труба отсоединяется в площадь стыка, а кольцевой проем 15 мм зарезервирован от верхнего и нижнего краев бетонной кольцевой балки.В то же время на конце стальной трубы может быть приварено армирующее стальное кольцо, чтобы предотвратить разрыв сварного шва стальной трубы, вызванный расширением бетона. Толщина армирующего кольца не должна быть меньше толщины стенки стальной трубы, а высота должна быть не менее 6-кратной толщины стальной трубы. (2) соединение является недостаточным, стальную пластину можно использовать для усиления стальной стенки секции в колонне в зоне соединения.Толщина и диапазон армирования стального листа должны соответствовать соответствующим положениям в [30]. (3) Чтобы обеспечить общие механические свойства колонны, определенное количество срезных шпилек должно быть установлено на стальном профиле. фланец в колонне за пределами каркаса арматуры в зоне соединения, а также спецификация и расстояние между срезными штифтами должны быть реализованы согласно соответствующим положениям в [31, 32]. (4) Во избежание появления отверстий в углу горизонтали ребра жесткости в зоне узла при заливке бетона, в этой части необходимо установить вытяжное отверстие, а форма проема должна быть реализована согласно соответствующим положениям в [33].(5) При проектировании соединения количество основных арматурных элементов в колонне, проходящей через фланец стальной балки, должно быть минимизировано. Когда это неизбежно, должны быть приняты соответствующие меры по усилению. В то же время, когда сквозное отверстие хомута колонны зарезервировано на стенке стальной балки, коэффициент потери сечения стенки не должен превышать 25% [34].

4.2. Формула расчета прочности на сдвиг

На основе экспериментального исследования сейсмических характеристик соединений предложена формула расчета прочности на сдвиг таких соединений [35]: где V f — прочность на сдвиг профильной стали. стенка в колонне, V h — прочность на сдвиг бетона колонны в центральной области стыка, V sv — прочность на срез хомутов в области стыка, V HL — прочность на сдвиг бетонной кольцевой балки, а V LF — прочность на сдвиг стенки консольной короткой стальной балки. Значение других символов можно увидеть в [ 35].

Из формулы видно, что сдвиговая способность таких соединений складывается из пяти частей. По сравнению с результатами испытаний и численного анализа методом конечных элементов [35], формула является разумной, которая может служить основой для инженерного проектирования таких соединений.

5. Заключение

Разработано соединение нового типа колонны CTSRC. С помощью псевдостатических испытаний исследуются механические свойства таких новых соединений при землетрясении.

Основные выводы включают следующее: (1) Режимы разрушения двух образцов в основном одинаковы, а наличие бетонной кольцевой балки эффективно защищает центральную часть соединения, что заставляет повреждение перемещаться наружу.(2) Результаты показывают, что гистерезисные кривые нагрузка-смещение двух образцов очень полные, а характеристики рассеивания энергии превосходны. Коэффициент пластичности смещения, угол межслойной деформации и коэффициент пластичности двух образцов намного больше, чем у традиционных соединений. (3) Результаты показывают, что предельные эквивалентные коэффициенты вязкого демпфирования ( h e ) образцы намного больше, чем у традиционных суставов.Образцы демонстрируют сильную стойкость к снижению прочности и жесткости. Деформация сдвига в области соединения очень мала, а жесткость очень велика. (4) Предлагается предварительная проектная рекомендация, которая может лечь в основу инженерного проектирования этого нового типа соединения.

Доступность данных

Данные, использованные для подтверждения выводов этого исследования, можно получить у соответствующего автора по запросу.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов в отношении исследования, авторства и / или публикации этой статьи.

Благодарности

Это исследование было поддержано Национальным фондом естественных наук Китая (№ 51408052), Молодежным проектом «Звезды науки и технологий» провинции Шэньси (№ 2016KJXX-51), Планом ключевых исследований и развития провинции Шэньси ( № 2018SF-354) и Специального фонда фундаментальных научных исследований в центральных университетах Чанъаньского университета (№ 300102289205).

Волокна | Бесплатный полнотекстовый | Сдерживаемое усадочное растрескивание высокопрочного бетона, армированного фиброй

1.Введение

Бетон известен как один из наиболее применимых строительных материалов во всем мире. Его экономичность, доступность компонентов, подходящая прочность в различных условиях окружающей среды и высокая прочность на сжатие являются одними из важных факторов, которые необходимы для бетона как строительного материала [1,2,3]. За последние несколько лет бетонная промышленность пережила рост и развитие, что привело к созданию и развитию бетонов высокого качества и применимости, таких как высокоэффективный бетон (HPC) и высокопрочный бетон (HSC) [4 ].Тем не менее, бетон является слабым по отношению к пределу прочности на растяжение и высоким деформациям, которые можно в определенной степени компенсировать с помощью арматуры или фибры [5,6,7]. В последние годы фибробетон (FRC) получил значительное внимание в гражданском строительстве. инфраструктуры, такие как тротуары, мосты, туннели, плиты, аэропорты, убежища и склады взрывчатых веществ. В связи с этим в последние десятилетия принимались во внимание низкая прочность и хрупкость бетона, высокое отношение длины волокон к диаметру, а также распределенный и диспергированный объем бетона.Следует отметить, что смеси, содержащие волокна (сталь) или железобетон (ЖБИ), корродируют и разрушаются (снижается несущая способность) из-за воздействия агрессивных сред (хлоридные или сульфатные условия) [8]. Эта проблема приводит к росту и развитию микро- или макротрещин, что приводит к снижению срока службы и / или долговечности из-за увеличения проникновения воды, ионов хлора или карбонизации. В настоящее время ухудшение структуры ЖБИ привело к разработке новых и инновационных материалов и методов для восстановления и усиления конструкций, поскольку замена конструкций была бы очень дорогостоящей и, следовательно, непомерно высокой [9,10].Использование волокон в бетоне и композитах на цементной основе с целью повышения ударной вязкости и пластичности в зонах после образования трещин значительно расширилось. Разрушение и разрушение бетона во многом зависит от образования макро- или микротрещин под нагрузкой или воздействием окружающей среды [11,12,13,14,15]. Изменения температуры и влажности цементного теста приводят к образованию микротрещин, которые концентрируются на поверхности крупного заполнителя. Кроме того, большие нагрузки и экологические проблемы приводят к большему количеству микротрещин в бетоне.Применение различных волокон является влиятельным фактором в развитии трещин, а также в улучшении поглощения энергии и прочности бетона, что может снизить вероятность разрушения бетонной конструкции, особенно в регионах, подверженных циклическим или сейсмическим нагрузкам [16]. Использование волокон играет ключевую роль в уменьшении растрескивания, усадки или термических трещин в качестве замены термического армирования. Кроме того, наличие дополнительного вяжущего материала (SCM), такого как микрокремнезем и летучая зола, а также форма, размер, тип, объем и характер распределения волокон являются важными факторами технической и экономической эффективности бетона.Для армирования цементной матрицы используется широкий спектр волокон с различными физическими, механическими и химическими свойствами. Среди доступных и применимых волокон в цементных композитах учитывались стальные, полипропиленовые (ПП), стеклоуглеродные и базальтовые волокна [17,18,19]. На рисунке 1 схематически показано влияние волокна на процесс разрушения бетона при растягивающей нагрузке. В целом усадка делится на четыре категории: усадка в раннем возрасте (полиолефиновая или капиллярная усадка), автогенная усадка, усадка карбонизацией и усадка при высыхании.Усадка в свежем бетоне в раннем возрасте происходит из-за обмена влаги с поверхности на окружающую среду (за счет испарения) и массообмена через бетон на его поверхность. Усадку полиолефина в первые часы измеряют после литья, что можно предотвратить путем оптимизации конструкции смеси и подходящего отверждения. Взаимодействие затвердевшего цементного теста и углекислого газа приводит к карбонизационной усадке [20,21]. Уменьшение объема из-за этого явления происходит медленно в окружающей области, так что оно не заметно по сравнению с усадкой при сушке.Усадка при высыхании происходит из-за обмена влаги в результате изменения относительной влажности между окружающей средой и бетоном. Последний случай включает в себя большинство изменений объема из-за усадки в бетонах высокой и средней прочности. По этой причине этот тип усадки специально изучается в данном исследовании [22,23,24]. Были проведены обширные исследования влияния различных типов волокон, таких как натуральные (органические) и искусственные (неорганические) волокна на бетон. Первое испытание армирования бетона стальной фиброй было проведено Бастоном и Рамуальдином в 1960 году в США [25].После этого было выполнено множество исследований и промышленных применений бетона, армированного стальной фиброй (SFRCP) и других волокон, для улучшения механических свойств и долговечности. Основываясь на предыдущих результатах, на несущую способность и прочность волокнистых вяжущих композитов влияют четыре основных фактора: качество матрицы, соотношение размеров, объемная доля и прочность связи (поверхность раздела матрица-волокно). Vandewalle [26] исследовал гибридные армированные волокном композиты с различной длиной и концентрацией волокон.Результаты измерения смещения раскрытия трещин показали, что короткие волокна более эффективны в областях с небольшими раскрытиями трещин, в то время как длинные волокна обеспечивают хорошую пластичность в широких трещинах. Короткие и длинные волокна приводят к перекрытию микро- или макротрещин, соответственно, что приводит к увеличению предельной деформации и несущей способности после трещин. Разрыв волокна в цементной матрице вызывается удлинением (разрывом) или выдергиванием [27]. В последние годы полиолефиновые волокна следующего поколения на основе полипропилена демонстрируют улучшенные характеристики.Их диаметр и длина открывают новые возможности применения. Было проведено несколько исследований для оценки этих волокон и их влияния на бетон. В некоторых исследованиях оценивалась усадка цементных матриц, содержащих натуральные волокна, такие как измельченные волокна кокоса и сизаля. Кроме того, было исследовано влияние условий отверждения, соотношения материалов и различных добавок, включая химические или неорганические материалы (микрокремнезем, летучая зола и шлак) на усадку FRC. Сообщается, что добавление 0.2% -ная объемная доля волокон сизаля в цементном растворе снижает усадку полиолефина. Кроме того, наличие волокон может увеличить начальное время растрескивания при сдерживаемой усадке и эффективно контролировать рост трещин в раннем возрасте цементных композитов [28]. Несколько исследований касаются влияния полипропиленовой фибры на усадку бетона при высыхании [29,30,31]. Результаты показали, что полипропиленовая фибра может значительно снизить автогенную и общую усадку бетона.Мостофинеджад и Хатами [32] изучали влияние использования полипропиленовых волокон на растрескивание, вызванное усадкой и удобоукладываемостью бетона. Результаты показали, что увеличенное содержание и длина волокна значительно снижает поверхность усадочных трещин полиолефина до 86% по сравнению с образцами без волокон. Tassew и Lubell [33] оценили механические свойства бетона, содержащего стекловолокно. Результаты показали, что добавление волокон не оказало значительного влияния на прочность на сжатие или модуль упругости, но значительно увеличило прочность на изгиб или прямой сдвиг.Саги и Делбари [34] сообщили о влиянии полиолефиновых волокон и прочности бетона на объем трещин, вызванных усадкой полиолефина в бетонных плитах. Результаты показали, что увеличение содержания волокна с 2 до 3% снижает поверхность трещины усадки полиолефина до 98%. Более высокое содержание волокна не только уменьшает ширину трещины, но также увеличивает время, необходимое для образования трещины на поверхности бетона, соответственно. В одной статье, озаглавленной «Метод прогнозирования усадочной трещины при высыхании в железобетонных стенах», Ли и Сео [35] показали, что «ширина трещины сильно зависит от прочности бетона на сжатие, диаметра стержней и его соотношения, но почти не зависит от усадки при высыхании. , коэффициент удержания, длина стенки или коэффициент ползучести.«Количество трещин и их расчетная ширина усадки были близки к результатам экспериментальных работ.

Обзор существующей литературы по высокопрочному бетону, армированному фиброй (FRHSC), показывает тот факт, что ограниченные исследования сосредоточены на риске растрескивания в стесненных условиях для такого бетона в раннем возрасте. Учитывая растущий интерес к использованию FRHSC в качестве замены бетона нормальной прочности в конструкциях и строительстве транспортной инфраструктуры, существует необходимость изучения характеристик бетона, сделанного из различных волокон.Целью настоящего исследования было изучить влияние различных волокон на усадку в раннем возрасте, прочность на сжатие и прочность на изгиб высокопрочного бетона (HSC). Изучаемыми параметрами являются ширина и тип трещин, а также возраст образования трещин в результате сдержанной усадки. Использовались бетонные смеси, содержащие 0,1% волокон с объемной долей при соотношении воды и вяжущего материала 0,38.

Таблица размеров требований к бетону

— Sonotube

Таблица размеров требований к бетону

Используйте приведенную ниже таблицу, чтобы определить конкретные требования для вашего проекта.

Бетонные формы Sonotube® доступны в следующих диаметрах
Sonotube® Finish Free®: 12–48 дюймов
Sonotube® Round: 6–36 дюймов
Sonotube® Commercial: 6–60 дюймов

Требования к бетону (Выражается в кубических ярдах для колонн разной высоты)

Образец (мм) γ θ 1 9122 9122

 0,2319 1,724 ° 17,5 ° 0,0985
SH-2 0,1785 1,327 ° 23,8 ° 0,0558

0,0558
9112. 9112.1 9116 91171 911700

Диаметр
(дюймы)

Высота колонны 1 ​​9147

3 фута.

6 футов.

8 футов.

10 футов.

12 футов.

16 футов.

20 футов.

6

.022 .044 .058 .073 .088 .117 .146

8

.01261 ​​ .155 .206 .258

10

.061 .121 .162 .202 .242 .323 .404

12

.08761 .349 .466 .582

14

.119 .238 .317 .396 .475 .634 .792

16

.155

.

 .620 .827 1.034

18

.196 .392 .523 .654 .785 1.046 1.310

20

.242 1 ​​

0		28 .970 1,293 1,616

22

.293 .587 .782 .978 1,173 1,565 1,956

24

. 349 1 ​​9112

7

9		 1,862 2,328

26

.410 .820 1.093 1,366 1,639 2,186 2,732

28

. 3.170

30

.545 1.091 1.454 1,818 2,182 2,909 3,636 9112 3,636 1,65514619 2.80200014619 2,802 90261 1,2222222

61 7,069 9602

61 7,069

61 7,069 92757

14,544

92757

КОНТАКТ США .

Опубликовано в категории: Разное

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

2019 © Все права защищены. Карта сайта
2.069 2.483 3.310 4.138

34

.701 1.401 1.868 2.335 2.335.785 1,571 2,094 2,618 3,142 4,189 5,236

40

.970. .464

42

1.069 2,138 2,850 3,563 4,276 5.701 7.126
7.126
7.126
7.126
4.654 5,585 7,446 9,308

54

1,767 3,534 4,712 5,890 5,890 5,890 2.181 4,363

5,817

7,272

8,727

11,634

14,544