[实用新型]一种壁厚环向分区优化的排水管

说明书

本实用新型公开了一种壁厚环向分区优化的排水管，包括具有内圆孔的管体；其特征在于：所述管体的外壁由四个圆弧面以及四个过渡面拼接而成；四个过渡面位于管体的两条垂直的径向上；在每个过渡面的两端分别连接一个圆弧面；圆弧面的半径为R₁，R₁＞R₀，其中R₀为管体内圆孔的半径；所述圆弧面的中心位置与内圆孔之间形成一个中部减薄区域；所述过渡面与内圆孔之间形成一个角部加厚区域。本实用新型提供的一种壁厚环向分区优化的排水管，解决了传统排水管强度低、结构耗材高、施工困难等问题。

技术领域

本实用新型涉及排水管领域，具体是一种排水管。

背景技术

现有的钢筋混凝土排水管，大多存在强度低，重量大，壁厚较厚的情况，如安装埋管时，易出现因管体结构强度不够而发生碎裂或者直接解体的现象、为追求强度导致壁厚过大或者，材料成本过高等现象，从而进一步发展有了超高性能混凝土排水管，也称UHPC(Ultra-High Performance Concrete)排水管，UHPC排水管相较于普通混凝土排水管有更高的抗压抗折强度，耐久性好，能较好的解决这个问题，但目前仍存在不足之处，目前的UHPC排水管的结构多为壁厚均匀的简单结构，浪费了大部分UHPC材料的受力性能，如一些受力较小区域的壁厚和受力较大区域的壁厚完全一致，导致大部分UHPC材料性能都不能完全发挥出来，结构耗材过多，导致成本较大。目前虽然也有相关拓扑优化技术在钢筋混凝土有所应用，但是优化后的结构较复杂，存在施工困难等问题，因此目前排水管强度低、结构耗材高、施工困难等问题仍有待解决。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提供了一种壁厚环向分区优化的排水管，解决了传统排水管强度低、结构耗材高、施工困难等问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种壁厚环向分区优化的排水管，包括具有内圆孔的管体；其特征在于：所述管体的外壁由四个圆弧面以及四个过渡面拼接而成；四个过渡面位于管体的两条垂直的径向上；在每个过渡面的两端分别连接一个圆弧面；圆弧面的半径为R₁，R₁＞R₀，其中R₀为管体内圆孔的半径；所述圆弧面的中心位置与内圆孔之间形成一个中部减薄区域；所述过渡面与内圆孔之间形成一个角部加厚区域。

所述过渡面为平面、曲面或者多折面，其中多折面由多个子平面构成。

所述过渡面为平面，所述平面距内圆孔的高度H为R₀/6～R₀/2；所述圆弧面的半径R1为：1.1R₀～5R₀。

所述平面的宽度L为：R₀/5～R₀/2。

所述管体为UHPC管体。

本实用新型排水管，包括四个中部减薄区域和四个角部加厚区域，四个角部加厚区域对称分布在四处，中部减薄区域对称分布在四处，角部加厚区域为受力较大区域，中部减薄区域为受力较小区域。壁厚由相邻角部加厚区域处，逐渐向边中部减薄区域中心减少，边中部减薄区域中心处壁厚最小，有益效果是可以较大程度的减少结构耗材及减轻排水管的重量，且不影响结构的承载力性能。角部加厚区域是承担管体的主要受力，提高了排水管的整体受力，保证管体的承载力性能。

角部加厚区域采用平面或者多折面，有益效果是便于在运输过程中管体的放置以及方便施工安装。

与现有技术相比，本实用新型排水管，其有益效果如下：

角部加厚区域承担主要受力，边中部减薄区域受力较小，因此优化了边中部减薄区域壁厚，使得排水管充分发挥了材料的受力性能，避免了材料受力性能的浪费，在保证受力强度的同时，使得结构耗材少，生产造价低。