Все люки смотровых колодцев закрывают люками круглой формы, и так делается во всем мире. Невольно появляется вопрос о том, почему же канализационный люк делают круглым.

Этот вопрос стал уже можно сказать шутливой головоломкой, доходит до курьезов, когда люди пытаются на него ответить. А ответ на него лежит на самой поверхности, нужно просто знать об его устройстве и где и для чего он используется.

Логичное объяснение формы люка

Так почему же канализационные люки делают именно круглыми, а не например квадратными, прямоугольными или треугольными. Ответ прост – все потому, что как ее ни крути она никогда не провалится внутрь колодца и не наделает там бед, например ударив работающего там человека или пробив .

Крышка другой формы, например квадратная, от вибрации может сдвинуться и проскочить в колодец углом. Связано это с тем, что у квадрата диагональ больше его сторон, а у круга радиус один (как его ни крути).

Еще один вариант, который не стоит отвергать – круглая форма уменьшает внутренние силы, которые могут возникать при ее установке. Таким образом можно сэкономить, выпуская более тонкие крышки.

Видео: Почему канализационные люки круглые

Кроме того, круглую крышку проще транспортировать одному человеку. Ее можно докатить до места, а квадратную придется нести с помощниками.

Приведенные пояснения показывают, что на выбор формы канализационного люка повлияла элементарная практичность и экономия.

Устройство канализационного люка

Канализационные люки устанавливаются сверху смотровых колодцев, которые разделяются на несколько видов, в зависимости от типа коммуникаций:

• Системы водостока.
• Ливневые канализации.
• Электросети.

Смотровой колодец устроен следующим образом:

1. Рабочее помещение;
2. Шахта;
3. Крышка.

Размер рабочего помещения может быть разным, все зависит от типа коммуникации для которого оно предназначено. Его глубина так же зависит от глубины залегания сети, стандартной высотой считается – 1,8 метра.

Шахта делается круглой формы, диаметром 70 сантиметров. Стенки выкладываются из бетонных колец или кирпича и оснащаются лестницей.

Люк, в целях безопасности и предотвращения захламления шахты и рабочего помещения, закрывается крышкой. Крышки, до недавнего времени делали только из чугуна, поэтому они имеют довольно солидный вес.

Большая масса конструкции является необходимым условием, так как это помогает предотвратить ее самопроизвольное сдвигание под действием вибрации от движения автомобилей. Вес чугунных люков зависит от их конструкции и размера.

Так например масса одной только крышки люка марки Т(С250) – 53 кг, ТМ(С 250) – 78 кг, ТМ(Д400) – 45 кг. Так что, это довольно увесистые предметы которые не легко поднять.

На поверхность крышки есть ребра. Это делается для увеличения прочности и лучшего сцепления с автомобильными шинами и подошвой пешеходов. Крышка может быть плоской или выпуклой.

Из какого материала делают люки

При изготовлении канализационных люков может использоваться разный материал. Это может быть:

• Чугун.
• Бетон.
• Железобетон.
• Полимерно-песчаная смесь.
• Композитный материал.
• Резина.

Раньше, предпочтение отдавалось чугунным люкам, которые считались самыми прочными и надежными. Сегодня, чаще можно встретить люки из других материалов – пластиковые, резиновые или композитные. С одной стороны они намного дешевле, а с другой – по качеству не уступают своим предшественникам.

В 90-х годах, по России прокатился «бум», связанный с воровством чугунных крышек с канализационных люков. Поэтому, производитель и эксплуатационные компании постепенно перешли на люки из других материалов, которые нельзя сдать в металлолом.

Заключение

Канализационные люки круглой формы более практична, технологичны и имеют длительный срок эксплуатации. Такие модели устойчивы к перепадам температур. Именно поэтому для них выбрана именно такая форма.

Видео: ВОПРОС — ОТВЕТ №11 Почему крышки люков круглые

Современные предприятия коммунального обслуживания возникли в мире в 30-х годах XIX-го века. Несмотря на разнообразие форм, большее предпочтение отдавалось именно круглым крышкам. В настоящее время производители люков для канализационных систем выпускают исключительно круглой формы.

Крышки для канализационных люков: вес и максимальная нагрузка

Несмотря на то, что канализационные системы современного типа в различных странах появлялись в разные временные промежутки, единственное сходство заключалось в необходимости установки канализационных люков. Острая необходимость в чугунных люках возникала в первую очередь в крупных городах с асфальтированными дорогами исходя из соображений безопасности. Всё-таки сдвинуть крышку весом от 45 вплоть до 160 кг в разы тяжелее деревянных настилов и заграждений, которые использовались ранее.

Примечание! Последние годы наравне с чугунными крышками в продаже появились более дешевые аналоги из полимерных материалов, минимальный вес которого считается 15 кг, максимальный – 48 кг.

Форма крышки канализационных систем

Основная причина, почему крышка люка круглая, происходит из следующих соображений.

1. Треугольная форма не подходит исходя из особенностей строения человеческого . В противном случае величина люков была бы значительно больше современных круглых. А это влечёт за собой лишние хлопоты в виде увеличения необходимого сырья для производства крышки, следовательно, увеличивается его себестоимость.
2. Люк квадратной формы со временем может провалиться в колодец. Тем более, форма колодца – круглая. Заниматься изменением переходов шахты канализационных люков на поверхность с круглой на квадратную форму – занятие не из лёгких, требует увеличения финансовых затрат на изготовление и замену.

Круглая форма крышки имеет не односторонний нюанс: такую крышку удобно переносить – т.е. катить, в отличие от квадратных или треугольных. Но с увеличением числа краж в и ближайших странах СНГ ради наживы, власти стали искать выход из сложившейся ситуации путём производства из других материалов.

В Соединенных Штатах в качестве «противоугонных» мер изготавливают крышки с пазами или на задвижках. Европейские страны используют комбинированный материал для изготовления крышки – соединяют бетон с чугуном. Это позволяет избежать краж, потому что в центрах приёма металлолома гибридный материал не принимается.

Интересный факт! Энтузиасты не унывают и в сети Интернет пользователи устраивают выставки обнаруженных образцов с необычным дизайном с припиской города. Искусство литых крышек ведёт свою историю порядка 150 лет, ежедневно всемирная публичная галерея пополняется новыми необычными образцами современных и старинных изделий.

Современные и старинные крышки канализационных люков внешне различаются. Если на старых можно встретить выгравированные гербы, различные надписи и рисунки, то современные аналоги выдержаны в серьёзном стиле: производственный номер, название компании-изготовителя, дата изготовления. Некоторые организации на заказ запрашивают «уникальные» экземпляры, на которых располагают детальную информацию: логотип фирмы, краткий перечень предоставляемых услуг и другое.

Основные причины, почему крышка люка круглая

1. В России и странах ближнего зарубежья колодцы и канализационные трубы имеют круглое сечение. Это основной фактор, влияющий на форму крышки. В некоторых европейских и азиатских странах встречаются квадратные варианты. Однако это скорее исключения из правила, нежели чем норма, потому что в той же Чехии или Китае, где люди обнаружили крышки в форме квадрата, сечения труб и колодцев канализационной системы также имеют круглую форму.
2. Снижение себестоимости. В отличие от круглой, на изготовление квадратной крышки канализационного люка потребуется на 30% больше сырья.
3. Удобство. Для установки крышки люка любой другой формы потребует большего количества затрат: в т.ч. человеческих усилий и времени для её установки: крышку не придётся переносить (учитывая минимальный вес чугунного экземпляра в 65 кг, квадратная исходя из увеличения затрат сырья приблизительно на 30% будет тяжелее– т.е. порядка 85 кг).
4. Канализационный люк круглой формы не провалится в колодец из-за увеличенного диаметра в сравнении с сечением колодца.
5. Монтаж и демонтаж круглых крышек производится быстрее и на то существует ряд причин:
   нет необходимости в большем количестве установщиков для переноса люка;
   время, затраченное на его перенос, сокращается – круглый люк проще катить, с квадратной или треугольной крышкой такой способ не подойдёт.
6. Распределение концентрации нагрузки. У круглой крышки распределение производится по всей площади. Угловатым крышкам таким не похвастаться – именно углы будут выполнять роль основных точек нагрузки.
7. Повредить края круглого люка сложнее, чем угловатого. В процессе транспортировки можно поставить скол. Учитывая, что именно углы выступают основной опорной точкой для распределения нагрузки, отколотый кусок вне зависимости от его величины нарушает систему и нагрузка распределяется уже на остальные углы.
8. Износостойкость. Величина эксплуатационного срока напрямую зависит от целостности крышки люка. Если у угловатых крышек отколется часть, распределение нагрузки происходит неравномерно. Со временем это повлечёт к повреждению других опорных углов.

Привычной примелькавшейся деталью городского пейзажа являются крышки канализационных люков, практически везде, во всех государствах мира имеющие круглую форму.

Почему именно круглую – на этот вопрос мы постараемся подробно ответить.

Безопасность

Крышка люка канализационного колодца – массивное изделие из чугуна. Она весит более 50 килограммов, а вес люков, находящихся на проезжей части дороги, превышает 78 килограммов.

Это неудивительно, ведь крышка люка, находящегося на тротуаре улицы, должна выдерживать нагрузку в 12 тонн, а крышка, лежащая на дороге – целых 25 тонн. Такой вес обусловлен толщиной крышки, рассчитанной с учетом заданной нагрузки и прочности чугуна.

А теперь представьте следующую ситуацию: крышка люка открыта и лежит рядом с люком, а внизу, в колодце работают люди. Если кто-то случайно передвинет круглую крышку, то в худшем случае просто закроет люк. Прямоугольная или квадратная крышка в этом случае может провалиться в яму прямо на головы рабочих, ведь диагональ квадрата или прямоугольника всегда больше любой его стороны. Поэтому круглая форма крышки является наиболее безопасной в данном случае.

Прочность

Инженерам давно известно, что круглые предметы имеют намного большую прочность, чем квадратные. Канализационный люк не только круглый, но и слегка выпуклый к середине: такая форма обеспечивает наибольшее сопротивление механической нагрузке, направленной сверху.

Внутренние напряжения в люке такой формы равномерно распределяются по металлу, в то время как в квадратных, прямоугольных и любых других крышках под действием нагрузки напряжения распределяются неравномерно, что влечет более быстрый износ, а следовательно – более частую замену крышек.

Кроме того, не следует забывать, что чугун – довольно хрупкий материал, и если уронить прямоугольную крышку, от нее вполне может отколоться уголок. Чтобы расколоть круглую крышку люка, придется приложить намного больше усилий.


Судя по тому, что практически все крышки в целости и сохранности лежат десятилетиями (а некоторые уже более ста лет), в обычных условиях повредить круглую крышку практически невозможно.

Экономия металла

Почему круглая форма люков является более оптимальной с точки зрения экономии металла? При одинаковой длине периметра круглого и прямоугольного люков - площадь круга всегда больше площади прямоугольника или любой другой геометрической фигуры.

Если перевести это в экономические показатели, то получается, что круг – наиболее выгодная форма люка, поскольку на крышку для него требуется намного меньше чугуна (экономия до сорока процентов), чем на прямоугольную крышку.

Оптимальное соотношение длины периметра к площади заставляет делать круглыми люки не только для канализационных колодцев, но и в гораздо более серьезных конструкциях – например, между отсеками подводных лодок или космических кораблей. Круглые люки более экономичны и выдерживают большие нагрузки, чем люки любой другой формы.

Удобство проведения работ

Круглая крышка люка намного более удобна при проведении ремонтных или профилактических работ. Если прямоугольную крышку необходимо поднять, чтобы перенести на некоторое расстояние, для чего понадобится не меньше двух взрослых мужчин, то круглую крышку можно спокойно перекатить, поставив на ребро, и с этой задачей вполне можно справиться в одиночку.

Да и для того, чтобы приладить тяжелую крышку на место, не нужно ее вращать, подгоняя под конфигурацию отверстия. Круглая крышка встанет на место в любом случае, какой бы стороной вы ее ни укладывали.


Итак, причин почему нужно делать крышку канализационного люка круглой - более чем достаточно.

Почему люки круглые? Те, которые закрывают-открывают вход в канализационную систему. Те, которые приходится обходить, чтобы не случилось несчастье. Они настолько привычно вошли в повседневную жизнь, что многие люди не замечают постороннего предмета на своем пути и автоматически перешагивают опасное место.

Есть еще и автовладельцы, которые старательно объезжают места выхода канализации на поверхность, чтобы сохранить подвеску. По этой причине вопрос о форме крышки может волновать достаточно большое количество людей.

Отчего выбрана такая форма?

Человек является существом высшего порядка, благодаря своему умению и желанию открывать мир, искать и находить ответы на интересующие вопросы. А людям любопытно очень многое. Почему огромные слоны опасаются мышей? Куда деваются упавшие звезды? Как сделать волшебную палочку? Почему крышка люка без углов и лишних петель?

Конечно, встречаются квадраты, звезды, треугольники на асфальте. Но это происходит так редко, что можно классифицировать как исключение. А закономерность – люк в форме круга. И причин тому несколько:

1. Идеальная форма для канализационных колодцев – круглая. Их легче обслуживать. Вероятность образования засоров минимальна. Понятно, что для закрывания колодцев рациональнее всего использовать крышки той же формы, но в чуть увеличенном диаметре.

2. Производство круглых крышек обходится заводам дешевле, чем изготовление других форм. Главным образом, это связано с экономией материала. Что такое круг? Это довольно-таки удачная геометрическая фигура. При ограниченном количестве материала выбор именно такой формы позволит заполучить максимальную площадь (по сравнению с другими фигурами). Ведь отношение площади сечения круга к длине окружности больше, чем у квадратов или прямоугольников.

3. Сэкономить можно также на толщине, если правильно подобрать форму люка. Возникающая нагрузка равномерно распределяется, сокращая внутреннее давление, только в круге. Поэтому крышка может быть более тонкой, даже сохраняя свою крепость и надежность.

4. Канализационный люк, закрывающий колодец круглого сечения, не провалится внутрь. Ни из какого положения. А это дополнительные меры безопасности для выполнения сантехнических работ.

5. Каждая точка на окружности люка – это точка концентрации напряжения. Равномерное распределение нагрузки, о котором уже упоминалось выше, имеет еще одно преимущество. Именно такая форма позволяет проще открывать колодец, смещая тяжелую крышку в сторону.

С прямоугольными люками несколько иначе. Там напряжение сконцентрировано в углах. С такими крышками придется повозиться.

6. Круглые варианты легче перемещать не только из-за распределения нагрузки, но и просто из-за отсутствия углов. Как правило, канализационные крышки делаются из чугуна. Это очень тяжелый материал. И любое изделие из него почти неподъемное. Круг же можно поставить на ребро и катить.

Кроме вышеперечисленных причин следует упомянуть еще один немаловажный момент. Есть такая производственная закономерность: чем меньше у детали выступов и углов, тем меньше брака выйдет из-под станка. Поэтому производство круглых люков более чем оправдано.

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

1.Введение

Когда строился наш дом, прокладывали воду и делали колодец, который затем накрыли специальной крышкой люка. Я обратил внимание, что в нашем городе всюду лежат крышки круглой формы: и у нас во дворе, и на дорогах, и возле школы.

И тогда я заинтересовался, а почему крышки канализационного люка круглые. Передо мной возникла проблема : есть много геометрических фигур, а канализационные люки делаются почему-то круглые и возможно, существует еще какая-то фигура, подходящая для люков.

ЦЕЛЬ: определение свойств круга, которые используются в крышках канализационных люков.

ЗАДАЧИ:

1.Познакомиться с новыми для меня свойствами круга и с помощью опытов установить простейшие связи и сделать выводы.

2. Поискать материал о других геометрических фигурах, которые могли бы использоваться человеком при изготовлении крышек для люков.

3. Показать возможность использования кругов (и если существует похожая по свойствам фигура) в жизни.

Гипотеза: кроме круга существуют фигуры, которые можно использовать для изготовления крышек канализационных люков.

Методы исследования

1. Проведение опроса «Почему крышки канализационных люков круглые?».

2. Поиск материалов в сети интернет.

3. Наблюдения.

4. Проведение опытов.

2.ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

Свой вопрос я задал родителям, одноклассникам и знакомым и получил на него разные ответы. Большинство думают, что так удобно — в круглое отверстие легче пролезть, несколько ответов было — красиво, а некоторые ответили, что не знают. Тогда я начал искать информацию в сети Интернет.

Опыт 1. Предметы круглой формы легче перемещать — их просто можно перекатить. В то время как у предметов прямоугольной и треугольной формы мешают углы. А крышки канализационного люка делают еще тяжелыми — их изготавливают из чугуна. Тогда можно сделать вывод о том, что круглую тяжелую крышку можно переместить одному человеку. А люк другой формы придется нести в несколько рук.

Опыт 2. Крышка канализационного люка круглый формы никогда не провалится в колодец, а значит, лучше всего подходит для выполнения защитной функции. Все это потому, что диаметр крышки всегда больше диаметра самого колодца. А другие фигуры могут провалиться (например, под углом).

Опыт 3 . Проведем две параллельные касательные прямые и зафиксируем расстояние между ними. Начнем вращать круг. Он постоянно касается этих линий и можно сказать, замкнутая кривая (окружность, которая описывает круг) имеет постоянную ширину. Это тоже свойство круга. И его учитывают при изготовлении крышек люка — меньше вероятность допустить ошибки при производстве.

Опыт 4. При изготовлении крышек круглой формы используется меньше материала и снижается их себестоимость.

Вот оказывается, какие причины, почему крышки канализационных люков круглые. Но меня интересует еще один вопрос: есть ли фигура, по свойствам похожая на круг. И здесь мне помогла передача, которую я смотрю - «Галилео». Из нее я узнал, что есть фигура по свойствам похожая на круг. Это треугольник Рёло. Его изучением занимался немецкий ученый Франц Рёло в 19 веке. Давайте и мы проверим это.

Опыт 5. Треугольник Рёло — фигура, имеющая постоянную ширину. Проводим две касательные прямые линии, фиксируем их ширину и начинаем вращать треугольник Рёло. И всегда одна точка, расположенная в одном из «углов» треугольника Рёло, а другая на противоположной дуге окружности, будут касаться линий.Опыт 6. Предмет, изготовленный в форме треугольника Рёло может перекатываться. Установим на 2 цилиндра в форме этих треугольников дощечку и увидим, что она перекатывается.

Опыт 7. Треугольник Рёло, если его установить на люк, тоже не провалится. Мной был изготовлен такой макет и вам предлагаю убедиться в этом.

3.ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведя работу я смог сделать вывод о том, что выдвинутая мной гипотеза - кроме круга существуют фигуры, которые можно использовать для изготовления крышек канализационных люков, подтвердилась. Но изготавливать круглые крышки проще — меньше вероятность допустить ошибку и, поэтому изготавливают именно их. И теперь я смогу ответить на вопрос, который часто задают при приеме на работу в Microsoft. Вот эти ответы: безопасность, удобство при передвигании, ниже стоимость, меньше ошибок при их изготовлении.

И еще я узнал очень интересные факты .

1. Когда проводятся гонки болидов по городским улицам, крышки привариваются к люкам. При движении гоночных болидов благодаря их аэродинамическим характеристикам создается настолько низкое давление воздуха между дорогой и днищем машины, что его достаточно, чтобы поднять крышку канализационного люка.

2.В начале 2000-х годов в Москве проходил большой арт-проект «Канализации всех стран, соединяйтесь!» - где были представлены фотографии канализационных люков со всего мира.

4. ПЕРЕЧЕНЬ ЛИТЕРАТУРЫ И РЕСУРСОВ

1.http://www.etudes.ru/ru/etudes/mazda

2.http://otvetprost.com/387-pochemu-lyuki-kruglye.html

3.http://expirience.ru/pochemu-lyuki-kruglye/

4.Запись передачи «Галилео» от мая 2012г.