Một ống PE chứa đầy bê tông sẽ làm cho một trụ cột tốt?

Một ý tưởng cứ xuất hiện trong đầu tôi, rằng tôi không biết đủ kỹ thuật kết cấu / dân dụng để biết liệu nó có tốt từ quan điểm kỹ thuật hay không.

Lấy một đoạn ống polyethelene (PE), đổ đầy bê tông, để bê tông liên kết. Hiểu biết của tôi là khi nén, một trụ bê tông (hoặc khác) sẽ 'muốn' tách ra trong một mặt phẳng 45 ° theo hướng nén (giả sử chúng ta không uốn cong trụ của chúng ta). Đây là một phong trào ra bên ngoài. Lực cắt này có thể được chứa bởi các đường ống xung quanh, vì PE khá căng thẳng. Vật liệu ma thuật cho đường ống có thể hoạt động tương tự, tôi nói PE vì nó khá chống ăn mòn.

Tôi biết tất cả mọi người đang xây dựng các trụ bê tông với cốt thép bên trong, tôi không khẳng định ý tưởng của mình là vượt trội. Tôi không quan tâm đến việc hiểu tại sao mọi người xây dựng trụ cột theo cách mọi người đang xây dựng chúng, tôi muốn hiểu những sai sót và hạn chế trong ý tưởng của tôi. Một vài suy nghĩ:

Tôi nghĩ thật hữu ích khi nghĩ về áp lực trong đường ống, vì chúng tôi có sẵn dữ liệu đó - nếu chúng tôi sử dụng PN10, nó có thể mất 10 bar, v.v., và chúng tôi không cần phải suy nghĩ về độ dày của đường ống và nó sức mạnh năng suất. Nhưng làm thế nào lực nén sẽ chuyển thành áp lực lên đường ống? Bê tông không có chất lỏng, do đó áp lực sẽ nhỏ hơn tải trọng nén / diện tích đường ống. Bao nhiêu? Tôi nghĩ việc hiểu điều này sẽ cho chúng ta biết bao nhiêu, hoặc ít, trụ cột của chúng ta sẽ mang theo.

Một vấn đề khác có thể là PE khá trơn tru. Các đường ống không thể có lực thông qua ma sát và trong tâm trí của tôi chuyển thành tải trọng điểm tại những nơi bê tông xảy ra biến dạng nhất.

Ý tưởng của bạn có thể ổn, nhưng tùy thuộc vào tình huống mà nó có một lỗ hổng lớn.

Ống PE về cơ bản sẽ ở đó để chứa bê tông ướt, trong khi chúng tôi chờ bê tông để xử lý (nghĩa là đặt và gia cố). Đây là tình huống mà chúng ta cần phải lo lắng về áp lực từ bê tông trên đường ống. Tuy nhiên, khi bê tông được bảo dưỡng, bê tông tự nó hoàn toàn có khả năng hỗ trợ rất nhiều lực dọc. Chúng tôi thiết kế cột bê tông dựa trên cường độ nén của bê tông; chúng ta không cần thêm bất cứ điều gì khác để ngăn chặn sự thất bại mà bạn mô tả. Và lực ngang trên đường ống gây ra bởi lực dọc trên bê tông dường như không phải là một vấn đề.

Vì vậy, tại sao chúng ta đặt cốt thép bên trong cột bê tông? Câu trả lời là một cột không chỉ chịu tải trọng thẳng đứng, nó thường chịu lực ngang và các khoảnh khắc uốn cong. Và các lực này tạo ra căng thẳng. Bê tông không tốt lắm trong căng thẳng. Vì vậy, chúng tôi thêm thép vì thép là tốt trong căng thẳng.

Chúng ta có thể sử dụng ống PE để lấy sức căng không? Tôi đã không nhìn vào chi tiết này. Về lý thuyết, có. Nhưng bạn sẽ a) cần PE đủ dày và b) cần một số cách để chuyển ứng suất giữa PE và bê tông. Như bạn nói, PE trơn tru, do đó, không có ma sát để chuyển sự căng thẳng, có lẽ chúng ta sẽ không gặp điểm b).

Vì vậy, kết luận, ống PE của bạn sẽ hoạt động tốt như một cái gì đó để xây dựng một cột bê tông chỉ chịu tải trọng nén dọc. Nhưng như hiện tại đề xuất, nó thực sự sẽ không thêm vào khả năng chịu tải của cột.

So với thép, polyetylen (PE) là vật liệu yếu. Thép là một thứ tự cường độ mạnh hơn PE.

$N/{mm}^2$$MPa$

Trước khi sử dụng PE làm khuôn cho trụ, cần xác định xem ống PE có đủ mạnh để đỡ trọng lượng & áp lực từ bê tông ướt ngay sau khi ống được lấp đầy mà không làm biến dạng đường ống, thường là do phình ra ở phía dưới Một khi bê tông đã được thiết lập, đường ống là không cần thiết. Trong một số tình huống, nó có thể gây bất lợi vì đường ống lỏng ra và cho phép hơi ẩm thu vào khoảng trống giữa bê tông đặt đường ống. PE rất dễ bị biến dạng do nhiệt.

Vấn đề khác với ống PE là hầu hết không thẳng như họ cần để hoạt động như khuôn cho các trụ bê tông quan trọng.

Để cung cấp cường độ kéo cho trụ bê tông, một lồng thép được thiết kế đặc biệt được chèn vào giữa khuôn, cho toàn bộ chiều dài của trụ trước khi khuôn được đổ bê tông.

Cách tiếp cận này đã được sử dụng trong nhiều, nhiều nghiên cứu khoa học và là một lĩnh vực nghiên cứu tích cực trong cộng đồng kỹ thuật vật liệu, nhưng với một vật liệu khác. FRP ( Sợi gia cường sợi ) được sử dụng để quấn quanh cột bê tông hiện có (hoặc sử dụng ống FRP chứa đầy bê tông), cho kết quả rất tốt.

Nguồn: 1 2 3 4