Бетонная безнапорная труба

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ(71) Заявитель Белорусский научно-исследовательский институт по строительству Министерства строительства и архитектуры Республики Беларусь(73) Патентообладатель Белорусский научно-исследовательский институт по строительству Министерства строительства и архитектуры Республики Беларусь(57) 1. Бетонная безнапорная труба, включающая стенку, подошву и пропускное отверстие, отличающаяся тем, что пропускное отверстие выполнено в поперечном сечении в виде двух участков дуг окружностей неодинакового радиуса, сопряженных между собой отрезками прямых, при этом участок дуги меньшего радиуса расположен со стороны подошвы. 2. Труба по п.1, отличающаяся тем, что наружная поверхность трубы выполнена в виде восьмигранника,поперечное сечение которого представляет две равнобедренные трапеции разной высоты и расположенный между ними прямоугольник, при этом большие основания трапеций являются противоположными сторонами прямоугольника, причем трапеция большей высоты расположена со стороны подошвы. 3. Труба по п.1, отличающаяся тем, что высота поперечного сечения пропускного отверстия составляет 2,1-4,0 радиуса дуги меньшей кривизны. 1851 1 Изобретение относится к промышленности сборного железобетона и может быть использовано в производстве бетонных и железобетонных безнапорных труб. Известна бетонная безнапорная труба, включающая стенку, пропускное отверстие, выполненное в форме спаренных сегментов и подошву (прототип). Форма поперечного сечения трубы позволяет увеличить ее несущую способность в сравнении с трубами круглого сечения при одинаковом расходе материала и равной пропускной способности. Недостатком данного решения является то, что форма пропускного отверстия данной трубы не является оптимальной с точки зрения пропускной способности, а поперечное сечение стенки не оптимально по расходу материала (бетона), что обусловлено наличием острых углов в лотке и шелыге трубы. Предлагаемое изобретение решает задачу увеличения пропускной способности труб, а также снижения расхода материалов на их изготовление в сравнении с трубами круглого сечения при равной несущей способности. Поставленная задача решена тем, что в бетонной безнапорной трубе, включающей стенку, пропускное отверстие и подошву, пропускное отверстие выполнено в поперечном сечении в виде двух участков дуг окружностей неодинакового радиуса, сопряженных между собой отрезками прямых, при этом участок дуги меньшего радиуса (2) расположен со стороны подошвы. Наружная поверхность трубы выполнена в виде восьмигранника, поперечное сечение которого представляет две равнобедренные трапеции разной высоты и расположенный между ними прямоугольник, при этом большие основания трапеций являются противоположными сторонами прямоугольника, причем трапеция большей высоты расположена со стороны подошвы. Высота поперечного сечения пропускного отверстия трубы составляет 2,1-4,0 радиуса дуги меньшей кривизны (1). Пределы соотношений геометрических размеров пропускного отверстия трубы установлены из условий 2,1 происходит снижение несущей способности трубы в сравнении с трубами круглого сече 1 4 увеличение несущей способности трубы уже не обеспечивает снижение расхода материала 1 для обеспечения ее заданной пропускной способности- при 12 происходит снижение пропускной способности трубы вследствие ухудшения гидравлических характеристик пропускного отверстия, где Н - высота пропускного отверстия. Для достижения оптимальной пропускной способности трубы и максимального снижения расхода материала на ее изготовление соотношения геометрических размеров пропускного отверстия уточняют с учетом фактических условий укладки труб (глубины заложения, вида грунта засыпки и способа его уплотнения,возможной временной нагрузки на поверхности земли). На фиг. представлено поперечное сечение бетонной безнапорной трубы. Труба включает стенку 1, пропускное отверстие 2 и подошву 3. Пропускное отверстие в поперечном сечении выполнено в виде двух участков дуг окружностей с радиусами 1 и 2 и сопряженных между собой отрезками прямых, при этом участок дуги меньшего радиуса расположен со стороны подошвы. Наружная поверхность трубы выполнена в виде восьмигранника, поперечное сечение которого представляет две равнобедренные трапеции разной высоты 4 и 5 и расположенный между ними прямоугольник 6. Соотношения размеров пропускного отверстия и поперечного сечения наружной поверхности трубы назначены с учетом требуемых пропускной и несущей способности трубы, при этом они обеспечивают меньший расход материала (бетона) в сравнении с аналогичными трубами круглого сечения. Предложенная форма поперечного сечения трубы в сравнении с трубой круглого сечения обеспечивает повышение ее пропускной способности за счет улучшения гидравлических характеристик пропускного отверстия, при этом достигается также повышение несущей способности за счет вытянутости сечения по вертикали, а также рациональном расположении материала по периметру сечения (наличие утолщений в зоне действия максимальных изгибающих моментов). При действии на безнапорную трубу внешней нагрузки в ее стенке возникают изгибающие моменты, величина которых зависит как от интенсивности нагрузки, так и от формы сечения (отношения Н/1). Причем максимальные изгибающие моменты действуют в шелыге, лотке и на уровне максимального горизонтального диаметра трубы. Предложенная форма поперечного сечения трубы позволяет не только снизить величину изгибающих моментов, но и усилить (утолстить) стенку трубы в зонах действия максимальных изгибающих моментов. Бетонная безнапорная труба предложенной конструкции может быть изготовлена следующим образом. В форму, состоящую из сердечника, наружной оболочки и поддона-раструбообразователя, подают бетонную 2 1851 1 смесь и производят ее уплотнение. Формовку изделия производят в вертикальном положении - раструбом вниз. Конфигурация наружной поверхности сердечника формы совпадает с конфигурацией пропускного отверстия трубы, а конфигурация внутренней поверхности оболочки - с конфигурацией наружной поверхности трубы. Сердечник выполнен неразъемным, имеет небольшой распалубочный уклон по вертикали и закреплен на виброосновании. Наружная оболочка формы выполнена из трех частей, шарнирно соединенных между собой с образованием одного разъема. Поддон-раструбообразователь закреплен на раструбном торце оболочки с помощью откидных болтов и одновременно определяет положение наружной оболочки относительно сердечника формы. После уплотнения бетонной смеси изделие вместе с наружной оболочкой и поддоном снимают с сердечника при помощи мостового крана и устанавливают на пост тепловой обработки. После набора бетоном распалубочной прочности производят съем наружной оболочки, при этом изделие остается на поддоне. После достижения бетоном отпускной прочности производят съем поддона, а изделие отправляют на склад готовой продукции. В таблице представлены сравнительные характеристики (по расходу материалов) бетонных и железобетонных труб круглого сечения и эквивалентных (по пропускной и несущей способности) труб по новому техническому решению. Как видно из таблицы, новое техническое решение позволяет существенно снизить материалоемкость труб. Так, в сравнении с бетонными трубами круглого сечения уменьшается расход бетона на 25 процентов,а в сравнении с железобетонными трубами полностью исключен расход металла, при незначительном увеличении расхода бетона. Таблица Сравнительные характеристики бетонных и железобетонных труб круглого сечения и эквивалентных им бетонных труб рационального сечения Трубы круглого сечения по ГОСТ 6482-88 и ГОСТ 20054-82 диам.,железобетонные бетонные мм толщина расход материалов толщина расход стенки,стенки,бетона,мм бетон,сталь,мм м 3 /м пог. 3 м /м пог. кг/м пог. 800 80 0,221 13,7 120 0,35 1000 100 0,35 17,7 145 0,52 1200 110 0,453 37,9 не предусмотрены Заказ 9056 Тираж 20 экз. Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66. Трубы рационального сечения геометрические расход бетона, м 3 размеры, мм