Кольцевая жёсткость труб – важный показатель подземной канализационной системы, указывающий на способность изделия противостоять статическим и динамическим нагрузкам, которые возникают в результате воздействия почвы и транспортных средств при иных одинаковых условиях.
Основные понятия кольцевой жесткости
В процессе исследований было установлено, что трубы с гибкими поверхностями более восприимчивы к нагрузкам, которые передаются через почву, нежели трубы с жёсткими стенками. Грунт может иметь разную степень уплотнения, которая влияет на выбор кольцевой жёсткости.
Чем больше кольцевая жёсткость, тем более высокие нагрузки может выдерживать труба. Данный показатель измеряется в кН/м2. От него зависит область использования труб и условия их монтажа.
Классы жёсткости SN
Все полимерные трубы имеют свой класс жёсткости, который указывает какую именно нагрузку способно выдержать то или иное изделие. Значение данного параметра принято исчислять с шагом в степенях числа два. То есть класс жёсткости (SN) у полимерных труб может равняться 2, 4, 8 и т.д.
При определении глубины заложения учитывается степень уплотнения почвы.
Как тип грунта связан с классом жёсткости
При выборе труб по классу жёсткости также учитывается тип почвы. Чем менее цепкая почва и большая нагрузка на грунт, тем выше требования жёсткости.
Условия прокладки
Материал засыпки трубы
Рекомендуемая минимальная жесткость труб (kN/м)
Глубина укладки труб
Как увеличить кольцевую жёсткость
Для увеличения данного показателя следует:
Жёсткость труб из разных материалов
Трубы ПВХ
Номинальный диаметр труб
SN 2
SN 4
SN 8
Толщина стенки мм.
Вес 1п/м (кг)
Толщина стенки мм.
Вес 1п/м (кг)
Толщина стенки мм.
Вес 1п/м (кг)
110
2.7
1.46
3.4
1.81
3.2
1.74
160
3.2
2.56
4.0
3.14
4.9
3.69
200
3.9
3.87
4.9
4.84
5.9
5.77
225
—
—
5.5
6.02
6.9
7.44
250
4.9
6.08
6.2
7.69
7.3
8.98
315
6.2
9.75
7.7
12.0
9.7
14.3
400
7.8
15.8
9.8
19.5
11.7
23.2
500
9.8
24.7
12.3
30.9
14.6
36.2
630
—
—
15.4
48.7
18.4
58.2
Трубы ПП двухслойные, гофрированные
Трубы ПП для наружной канализации
Размер L, мм
de, мм внешний
DN, мм внутренний
Вес 1 кг/м SN4, SN 8
110×6000
110
93
0.6
160×6000
137
160
1.3
200×6000
227
200
2.3; 2,7
250х6000
282
250
3,5
300х6000
340
300
4,4; 5,1
400х6000
453
400
7,2; 9,0
500х5900
567
500
10,95; 14,5
600х5900
680
600
15,8; 20,5
800х5850
906
800
26,04; 32,5
1000х5850
1135
1000
40,6
Трубы ПНД
Тип технической трубы
Значение, кН/м2
Тип «Л» (SDR33)
Тип «СЛ» (SDR26)
3
Тип «ОС» (SDR21)
5
Тип «С» (SDR17,6)
8
Тип «с+» (SDR17)
8
Тип «СТ» (SDR13,6)
18
Тип «Т» (SDR11)
32
Трубы корсис (двухслойные, профилированные)
Наружный диаметр мм
Внутренний диаметр мм
Толщина стенки вн. слоя мм
Высота гофра мм
Толщина стенки гофра по жесткости
Шаг гофра мм
Ширина выступа гофра мм
Расчетная масса 1м трубы (кг)
SN-6
SN8
SN-6
SN8
110
93
1.1
8.75
—
0.5
12.6
8.6
0.9
1.0
139
1.2
11
—
0.5
12.6
8.6
0.9
1.0
200
176
1.4
13
0.7
0.8
16.5
12
1.8
2.5
250
216
1.7
15
0.8
1
37
23
2.9
3.7
315
271
1.9
21
1
1.5
42
27
4.6
5.7
400
343
2.3
26
1
1.8
49
30
7.0
8.7
500
427
2.8
33
1.1
1.9
58
38
12.0
13.2
630
535
3.3
45
1.1
1.9
75
47
17.7
20.3
800
678
4.1
61
1.7
2.7
89
56
24.5
33.1
1000
851
5
75
1.8
2.8
98
60
40.5
51.7
1200
1030
5
85
2
3
110
80
56.0
66.9
Трубы ПЭ
Внутренний диаметр, мм
Максимальный внешний диаметр, (мм) для труб с кольцевой жесткостью
Внутренний диаметр, мм
Максимальный внешний диаметр, (мм) для труб с кольцевой жесткостью
Номинальное значение
Предельное отклонение
SN2
SN4
SN6
Номинальное значение
Предельное отклонение
SN2
600
-18
648
656
672
3600
-80
3864
800
858
874
896
3800
4080
1000
-60
1072
1094
1120
4000
4296
1200
1288
1314
1344
4200
-100
4512
1400
1504
1532
1568
4400
4728
1600
1718
1752
1792
4600
4944
1800
1934
1970
2016
4800
5160
2000
2150
2190
2240
5000
5376
2400
2576
2628
2688
5200
-120
5592
2550
2742
2794
2862
5400
5806
3000
3222
3286
3364
5600
6022
3200
-80
3436
5800
6234
3400
3650
6000
6450
Как правильно выбрать материал трубы с учётом кольцевой жесткости
Выбор труб по кольцевой жёсткости в первую очередь зависит от условий эксплуатации канализационной коммуникации и возможных нагрузок. Так, например, безнапорные поливинилхлоридные трубы D = 110-200 мм с SN 2 получили широкое распространение для создания канализационных систем в частном секторе, но они не подходят для использования в промышленных и коммунальных целях. В этом случае оптимальным вариантом станут полипропиленовые 2-слойные гофрированные трубы D = 300 мм и больше с SN 8 или SN 16.
По показателям кольцевой жёсткости трубы из полиэтилена проигрывают аналогичным изделиям из полипропилена. Ввиду невысокой кольцевой жёсткости ПЭ трубопроводы нельзя сильно заглублять, поскольку под воздействием давления со стороны грунта произойдёт деформация труб.
Расчёт кольцевой жёсткости трубы
Расчётные данные кольцевой жёсткости труб получают экспериментально при испытаниях изделий на специальных стендах. При этом выбирается отрезок трубы и определяется нагрузка и деформация, которая соответствует деформации примерно 4% тестируемого изделия. Испытаниям подвергаются три экземпляра из партии, определяется среднеарифметическое число, которое округляется до наиболее близкого минимального стандартного показателя. То есть от класса жёсткости зависит, какая номинальная нагрузка может приходится на единицу площади изделия в случае 4-процентной деформации сечения по вертикали, не учитывая отпора сбоку.
Для определения SN применяется формула:
E0 – модуль упругости материала, из которого изготовлено изделие; I – момент инерции стенки изделия; d – диаметр, который измеряется в месте центра тяжести стенки изделия, и равен:
di – внутренний диаметр изделия; y – расстояние до центра тяжести стенки изделия.
Выбор труб для внешней канализации с учётом кольцевой жесткости
При выборе труб для создания внешней канализационной сети, важно учитывать показатели кольцевой жёсткости. Это позволит в будущем избежать неприятных ситуаций и обеспечит бесперебойную длительную эксплуатацию трубопровода. Несоблюдение требований по классу жёсткости грозит деформацией трубопровода. А это способно привести к снижению эффективности работы системы и преждевременному выходу её из строя, а, следовательно, дополнительным расходам на её восстановление.
Что такое класс жесткости (SN), кольцевая жесткость трубы?
Таблица соответсвия нагрузки и класса жесткости:
Класс жесткости трубы
Нагрузка
Глубина заложения
SN 2
Отсутствует
Можно укладывать на глубину от 1 метра и более в зависимости от степени уплотнения грунта
SN 4
Трассы, улицы и дворы с движением легкового транспорта
SN 8
Трассы, улицы, стоянки и аналогичные участки с движением грузового транспорта
Класс кольцевой жесткости SN – это величина, округленная до ближайшего наименьшего значения номинальной кольцевой жесткости из ряда 2, 4, 6, 8 и т.д. Основными данными для ее расчета, получаемыми экспериментально на испытательных стендах, являются нагрузка и деформация, соответствующие 4%-ой деформации испытуемого образца, а также длина испытуемого образца. Среднеарифметическое из трех значений кольцевой жесткости (в кН/м2), полученных на образцах из одной партии труб, округляют до ближайшего наименьшего значения из стандартного ряда.
Таким образом, класс кольцевой жесткости показывает максимально допустимую нагрузку на единицу площади поверхности трубы при 4 %-ой деформации ее вертикального диаметра без учета бокового отпора
Кольцевая Жесткость Полиэтиленовых Труб Что Это Такое
Основные понятия кольцевой жесткости
В процессе исследований было установлено, что трубы с гибкими поверхностями более восприимчивы к нагрузкам, которые передаются через почву, нежели трубы с жёсткими стенками. Грунт может иметь разную степень уплотнения, которая влияет на выбор кольцевой жёсткости.
Чем больше кольцевая жёсткость, тем более высокие нагрузки может выдерживать труба. Данный показатель измеряется в кН/м2. От него зависит область использования труб и условия их монтажа.
Классы жёсткости SN
Все полимерные трубы имеют свой класс жёсткости, который указывает какую именно нагрузку способно выдержать то или иное изделие. Значение данного параметра принято исчислять с шагом в степенях числа два. То есть класс жёсткости (SN) у полимерных труб может равняться 2, 4, 8 и т.д.
При определении глубины заложения учитывается степень уплотнения почвы.
Как тип грунта связан с классом жёсткости
При выборе труб по классу жёсткости также учитывается тип почвы. Чем менее цепкая почва и большая нагрузка на грунт, тем выше требования жёсткости.
Как увеличить кольцевую жёсткость
Для увеличения данного показателя следует:
Жёсткость труб из разных материалов
Номинальный диаметр труб
SN 2
SN 4
SN 8
Толщина стенки мм.
Вес 1п/м (кг)
Толщина стенки мм.
Вес 1п/м (кг)
Толщина стенки мм.
Вес 1п/м (кг)
110
2.7
1.46
3.4
1.81
3.2
1.74
160
3.2
2.56
4.0
3.14
4.9
3.69
200
3.9
3.87
4.9
4.84
5.9
5.77
225
—
—
5.5
6.02
6.9
7.44
250
4.9
6.08
6.2
7.69
7.3
8.98
315
6.2
9.75
7.7
12.0
9.7
14.3
400
7.8
15.8
9.8
19.5
11.7
23.2
500
9.8
24.7
12.3
30.9
14.6
36.2
630
—
—
15.4
48.7
18.4
58.2
Трубы ПП двухслойные, гофрированные
Трубы ПП для наружной канализации
Размер L, мм
de, мм внешний
DN, мм внутренний
Вес 1 кг/м SN4, SN 8
110×6000
110
93
0.6
160×6000
137
160
1.3
200×6000
227
200
2.3; 2,7
250х6000
282
250
3,5
300х6000
340
300
4,4; 5,1
400х6000
453
400
7,2; 9,0
500х5900
567
500
10,95; 14,5
600х5900
680
600
15,8; 20,5
800х5850
906
800
26,04; 32,5
1000х5850
1135
1000
40,6
Тип технической трубы
Значение, кН/м2
Тип «Л» (SDR33)
Тип «СЛ» (SDR26)
3
Тип «ОС» (SDR21)
5
Тип «С» (SDR17,6)
8
Тип «с+» (SDR17)
8
Тип «СТ» (SDR13,6)
18
Тип «Т» (SDR11)
32
Трубы корсис (двухслойные, профилированные)
Наружный диаметр мм
Внутренний диаметр мм
Толщина стенки вн. слоя мм
Высота гофра мм
Толщина стенки гофра по жесткости
Шаг гофра мм
Ширина выступа гофра мм
Расчетная масса 1м трубы (кг)
SN-6
SN8
SN-6
SN8
110
93
1.1
8.75
—
0.5
12.6
8.6
0.9
1.0
139
1.2
11
—
0.5
12.6
8.6
0.9
1.0
200
176
1.4
13
0.7
0.8
16.5
12
1.8
2.5
250
216
1.7
15
0.8
1
37
23
2.9
3.7
315
271
1.9
21
1
1.5
42
27
4.6
5.7
400
343
2.3
26
1
1.8
49
30
7.0
8.7
500
427
2.8
33
1.1
1.9
58
38
12.0
13.2
630
535
3.3
45
1.1
1.9
75
47
17.7
20.3
800
678
4.1
61
1.7
2.7
89
56
24.5
33.1
1000
851
5
75
1.8
2.8
98
60
40.5
51.7
1200
1030
5
85
2
3
110
80
56.0
66.9
Внутренний диаметр, мм
Максимальный внешний диаметр, (мм) для труб с кольцевой жесткостью
Внутренний диаметр, мм
Максимальный внешний диаметр, (мм) для труб с кольцевой жесткостью
Номинальное значение
Предельное отклонение
SN2
SN4
SN6
Номинальное значение
Предельное отклонение
SN2
600
-18
648
656
672
3600
-80
3864
800
858
874
896
3800
4080
1000
-60
1072
1094
1120
4000
4296
1200
1288
1314
1344
4200
-100
4512
1400
1504
1532
1568
4400
4728
1600
1718
1752
1792
4600
4944
1800
1934
1970
2016
4800
5160
2000
2150
2190
2240
5000
5376
2400
2576
2628
2688
5200
-120
5592
2550
2742
2794
2862
5400
5806
3000
3222
3286
3364
5600
6022
3200
-80
3436
5800
6234
3400
3650
6000
6450
Как правильно выбрать материал трубы с учётом кольцевой жесткости
Выбор труб по кольцевой жёсткости в первую очередь зависит от условий эксплуатации канализационной коммуникации и возможных нагрузок. Так, например, безнапорные поливинилхлоридные трубы D = 110-200 мм с SN 2 получили широкое распространение для создания канализационных систем в частном секторе, но они не подходят для использования в промышленных и коммунальных целях. В этом случае оптимальным вариантом станут полипропиленовые 2-слойные гофрированные трубы D = 300 мм и больше с SN 8 или SN 16.
По показателям кольцевой жёсткости трубы из полиэтилена проигрывают аналогичным изделиям из полипропилена. Ввиду невысокой кольцевой жёсткости ПЭ трубопроводы нельзя сильно заглублять, поскольку под воздействием давления со стороны грунта произойдёт деформация труб.
Расчёт кольцевой жёсткости трубы
Расчётные данные кольцевой жёсткости труб получают экспериментально при испытаниях изделий на специальных стендах. При этом выбирается отрезок трубы и определяется нагрузка и деформация, которая соответствует деформации примерно 4% тестируемого изделия. Испытаниям подвергаются три экземпляра из партии, определяется среднеарифметическое число, которое округляется до наиболее близкого минимального стандартного показателя. То есть от класса жёсткости зависит, какая номинальная нагрузка может приходится на единицу площади изделия в случае 4-процентной деформации сечения по вертикали, не учитывая отпора сбоку.
Для определения SN применяется формула:
E0 – модуль упругости материала, из которого изготовлено изделие; I – момент инерции стенки изделия; d – диаметр, который измеряется в месте центра тяжести стенки изделия, и равен:
di – внутренний диаметр изделия; y – расстояние до центра тяжести стенки изделия.
Выбор труб для внешней канализации с учётом кольцевой жесткости
При выборе труб для создания внешней канализационной сети, важно учитывать показатели кольцевой жёсткости. Это позволит в будущем избежать неприятных ситуаций и обеспечит бесперебойную длительную эксплуатацию трубопровода. Несоблюдение требований по классу жёсткости грозит деформацией трубопровода. А это способно привести к снижению эффективности работы системы и преждевременному выходу её из строя, а, следовательно, дополнительным расходам на её восстановление.
Трубы выпускаются различных классов кольцевой жесткости.
Класс кольцевой жесткости (SN) – это величина, округленная до ближайшего наименьшего значения номинальной кольцевой жесткости из ряда 2, 4, 6, 8 и т.д.
Значение кольцевой жесткости (S) определяется по эмпирическим формулам. Основными данными для ее расчета, получаемыми экспериментально на испытательных стендах, являются нагрузка и деформация, соответствующие 4%-ой деформации испытуемого образца, а также длина испытуемого образца. Среднеарифметическое из трех значений кольцевой жесткости, полученных на образцах из одной партии труб записывают в кН/м и округляют до ближайшего наименьшего значения из стандартного ряда.
Таким образом, класс кольцевой жесткости показывает максимально допустимую нагрузку на единицу площади поверхности трубы при 4%-ой деформации ее вертикального диаметра без учета бокового отпора.
Теоретическая кольцевая жесткость трубы определяется по формуле:
где: (2.1.1)
E0 – кратковременный модуль упругости материала трубы, кН/м2
I – момент инерции профиля стенки трубы на единицу длины, м4/м
d – диаметр по центру тяжести профиля стенки трубы, м
где: (2.1.2)
di – внутренний диаметр трубы, м
y – расстояние до центра тяжести профиля стенки трубы, м
Кольцевая жёсткость (п.8.4 ГОСТ Р 54475-2011) не менее номинального значения SN:
(2.1.1)
(2.1.2)
