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第一章节

第一章节:场地准备和演算

水是重的。请务必将储水箱放置于坚实的地面。如果储水箱将被放置于斜坡上,请留出足够的空间使整个储水箱被放置于坚实地面。因为储水箱将被固定于一处很长时间,所有有疏松土壤的地方不是一个好的地点。Ferro水泥储水箱可以使用数十年,所以稳定的地面是很重要的。

足够的工作空间也是一个重要的考虑因素,特别是在上坡。场地足够大,这样土壤和岩石就不会落到钢电枢中。在建筑期间,被卷入结构中的污秽是一个要避免的问题。由被挖掘的积土组成的区域是一个通路终止和储存建筑材料的好地方。如果是一个大的储水箱,并且被挖掘的土壤有可能在洪水年期间造成破坏,那么为了稳定和安全土壤应该变紧密。

容量演算

πr²h = 容量 (π=3.14, r=半径,h=高度)

以下是以一个六十立方米的储水箱为例,它的高度是2.13米。

πr²(2.13) = 60 立方米(6万公升)

r² = 60 立方米 ÷ (2.13 × 3.14) = 8.971 米²

r = 半径 = 3 米

2r = 直径 = d = 6 米

力量演算

在这个例子里使用了60立方米,这是因为许多ferro水泥储水箱是按照这个尺寸来修建的,并且这些储水箱在25到30年以后也没有问题。这个年龄的储水箱在200到400立方米范围内同样也是没有问题的。某种程度上,200立方米的储水箱更难建造,而400立方米的储水箱是大型建造项目的开始。

转换深度为强度,强度以克每平方厘米来测量,以厘米来计算圆周。

πd = 3.14×6米 = 圆周 = 1884 厘米

在一平方厘米上的压力(kg/cm²)= 2.13米的深度 = 0.213 kg/cm²

这意味着,储水箱墙壁的底部,在一个厘米正方形的位置上有0.213公斤的向外压力。因为墙壁圆周是1884厘米,以厘米为单位的墙壁底部的总向外压力是0.213×1884 = 401 kg。

下一步将确定墙壁的力量,因为它将抵抗这个向外压力。在这个演算中,只有混凝土灰泥被考虑为钢的防水材料。所有的力量是钢来承担。将所有环绕储水箱的水平焊接线和杆加起来。分别对焊接线和加强杆进行计数,因为它们对钢有不同的力量。加强钢的抗拉强度是3515 kg/cm²,焊接线是6328 kg/cm²。

这个60立方米储水箱,其30平方米的底部有5根水平线和2根加强杆。如果没有进一步地讨论,可以忽略焊接线向上弯曲伸出地板的部分。标准的焊接线是在7.5cm正方形内有10个测量仪导线。10个测量仪导线直径是0.356 cm。

πr² = 0.1平方厘米×5根导线 = 0.5平方厘米。0.5 cm²×6328 kg/cm² = 3164 kg (30厘米墙壁底部的抗拉强度)。3164 kg除以30来计算平均厘米墙壁上的焊接线强度。3164÷30 = 105 kg (每平均垂直厘米墙壁 上水平焊接线的抗拉强度)。对两组由#4杆(1.27厘米)组成的水平套进行同样的计算。

πr² × 2 × 3515 kg(每平方厘米的抗拉强度) = 7030 kg (30厘米墙壁底部的加强杆的抗拉强度)。7030 kg除以30来计算在一厘米墙壁上的平均强度。7030÷30 = 234。

整面钢墙壁的力量是234+105 kg = 339 kg (钢的抗拉强度)。还有另外一个在地板和墙壁之间的#4杆,它使钢的抗拉强度达到456kg。

最后一步是比较钢的抗拉强度和水的压力,依照如图所示画一个圆,并指示方向。

假设所有水的压力集中在箭头B所指的方向。A处的小圆圈是锚。箭头B由一个401 kg的力量拉扯,这个力量是一厘米墙壁(上面计算中的墙壁)底部总的向外水压力。其次,假设除了CD点之间的连线将储水箱切为两部分,储水箱的墙壁是无限结实的。在C和D点,墙壁的抗拉强度是计算钢时用到的抗拉强度:C点是456kg,D点是456kg。因此,水可以穿过的总的钢墙壁力量是912kg。水的压力除以钢的抗拉强度是912÷401=2.3;钢墙壁的强度是水压力的2.3倍。

注解1:假设所有的导线都是在45度,从地板伸出的焊接线要足够长,这样才能使钢的力量几乎是水的压力的2.5倍。

注解2:为了结构而不是储水箱,ferro水泥有多么坚固这一印象是由倒转箭头B而得到;推挤而不是拖拉。好的ferro水泥的压缩力量很容易就达到550kg/cm²。如果结构墙是8厘米厚,点C和D的钢力量将由原来的912kg再增加8800kg。箭头B必须由一个大过9700kg的力量来推动才能压碎在C和D点宽为一厘米弧线的ferro水泥。

经济(成本分析)

60m³储水箱的区域计算

地板或屋顶区域=πr²=π3²=28.26 m²

墙壁区域=2πr(高度)=2π(3)(2)=37.5 m²

屋顶:钢屋顶向下延伸到墙壁,并且屋顶是弧形的。

地板:估计做地板的钢由于浪费要增加百分之十,由于弯曲到垂直位置之前延伸到圆周线之外的钢要增加百分之十。

结果是(1.2)πr²=钢的地板面积计算。为屋顶弧度增加多一些,使用(1.25)πr²=钢的屋顶面积计算。

地板或屋顶面积×2(两层焊接线)=56.5 m²。再乘以以前讨论过的系数。56.5(1.2)(地板)+56.5(1.25)(屋顶)=138.4 ≈ 138 m² (屋顶和地板的焊接线)。

加上墙壁就可以结束焊接线的计算。

在墙壁上有两层焊接线。37.5 m² × 2=75 m²;由于导线的重叠和浪费加10 m² = 85 m²。

焊接线共计是屋顶和地板138 m²,再加85 m²墙壁上的焊接线,总共是223 m²。每平方米焊接线的价格乘以223 m²=焊接线的总成本。

加强杆的计算取决于杆和标准杆长度之间的选择间距。第二章节中使用了30到50厘米的格子空间。在这本书中6厘米被进一步用为标准长度。加强钢的计算方法是形象化一个等同于加强钢标准长度的正方形。在这个例子中,用到的是6厘米的正方形,它的面积是36 m²。

19根加强杆在6米中的间距是33.33cm。这合计为38根杆。38根杆除以36 m²=1.05加强钢杆/m²。由于浪费和重叠再加百分之十,那就是1.15杆/m²。

28.26m²(屋顶)+28.26m²(地板)+37.5m²(墙壁)=94m²(合计)。

1.15根杆/m²×94m²=108根加强钢杆,这些杆的间距是33.33cm。

杆间距是45厘米的计算是6m÷45cm+1根杆=14.33根杆。杆的总数是14.33×2=28.66。28.66÷36m²=0.79 根杆/m²。加百分之十是0.9根杆/m²。再乘以整个面积94 m²,得出需要的加强杆是85根。

杆的数量乘以一根加强钢杆的价格得出加强钢杆的总成本。

屋顶和墙壁里面扩张的金属是墙壁面积加上屋顶面积再乘以它们的使用系数。28.26(1.25)(屋顶)+37.5(1.1)(墙壁)=76.5 m²。

混泥土的使用量最精确的估计是7.75厘米厚度乘以总面积,再加大概百分之五用于浪费。地板要另外估计并首先做。

墙壁和地板之间的小容量连接面积算在地板的估计值中。28.26 m²(地板面积)×0.0775m(厚度)×1.2=2.6 m³。

屋顶和地板是(28.26 m²+37.5 m²)(0.0775)(1.05)=5.35 m³。

总结(60m³的储水箱):

焊接线…………………………223 m²
扩展的金属……………………76.5 m²
薄的焊接线……………………40 m²
鸡导线(屋顶)………………30 m²
加强钢杆………………………85到108

混凝土:
地板……………………………2.4 m³
屋顶和墙壁……………………5.35 m³

其他材料:
栓导线…………………………2-3卷

水封闭(里面):
水泥产品………………………70 – 100 kg
胶浆……………………………12 – 16 l
拱环……………………………3 – 5 kg

配管零件
铰链和门闩

上色颜料,额外水泥水封闭产品,和胶浆(如果外部要上色)。