Skip to content

Балки дощатоклееные – 3. Деревянные балки. Клеедощатые, клеефанерные. Область применения. Конструирование и расчет.

35 Дощатоклееные балки

Дощатоклееные балки прямоугольного сечения, склеенные из досок плашмя, изготовляют заводы клееных конструкций в наибольших объемах. Их применяют главным образом в качестве основных несущих конструкций покрытий сельских, общественных и промышленных зданий. Используют их также в виде прогонов, пролеты и нагрузки которых не позволяют применить прогоны цельного сечения, а также в виде главных балок перекрытий, мостов и других сооружений. В отечественном строительстве дощатоклееные балки находят применение в покрытиях пролетом до 18 м. За рубежом имеются примеры эффективного применения дощатоклееных балок в покрытиях пролетом до 30 м.

Сечения дощатоклееных балок принимают в большинстве случаев шириной не более 17 см, что позволяет изготовлять их из цельных по ширине досок. Балки большей ширины изготовляют из менее широких досок, склеенных между собой кромками с расположением этих стыков в разбежку по высоте, что увеличивает трудоемкость их изготовления. Ширину сечения клееных балок нашими нормами рекомендуется принимать не менее 1/6 их высоты. В зарубежной практике этого ограничения нет. Высота сечения балок определяется расчетом и находится в пределах от 1/10 до 1/15 пролета, она увязывается с толщиной досок после фрезерования.

Форма дощатоклееных балок по длине может быть прямоугольной односкатной, сегментной и двускатной, постоянной и переменной высоты. Прямоугольные и сегментные балки имеют, как правило, постоянную по длине высоту. Двускатные трапециевидные балки имеют переменную высоту, получаемую при склеивании досок уменьшающейся кверху длины. Двускатные ломаные балки собирают из двух прямых элементов, соединенных в коньке зубчатым соединением. Двускатные гнутые балки имеют выгиб в зоне конька и двускатную коньковую наклейку. Они могут быть постоянного и переменного сечения. Высота балок переменного сечения на опорах должна быть не менее 0,4 высоты сечения в середине длины.

Балки склеивают из досок толщиной не более 50 мм. Применение более тонких досок несколько увеличивает несущую способность балок за счет меньшего влияния их коробления, но приводит к повышению трудоемкости изготовления и расхода клея. Доски перед склеиванием фрезеруются по пластям на 2,5—3,5 мм, а после склеивания кромки балок фрезеруются в среднем на 5 мм.

Доски располагаются по высоте сечения балок таким образом, чтобы древесина наиболее высокого качества размещалась в наиболее напряженных нижней и верхней зонах. В, балках с высотой сечения более 50 см доски растянутой нижней зоны (0,17 высоты сечения балки) относятся к I категории качества. Доски сжатой и следующей по высоте растянутой и сжатой зон такой же толщины относятся к П категории и доски средней зоны — к III категории качества. В балках высотой до 50 см доски растянутой и сжатой зон относятся к II категории качества, поскольку эти зоны имеют относительно меньшую высоту.

По длине все доски дощатоклееных балок стыкуются на зубчатое соединение, имеющее равную прочность с древесиной элементов I категории. Стыки должны располагаться на расстояниях не менее 30 см по длине и вразбежку — в соседних слоях. Практически при заводском изготовлении балок все эти требования соблюдаются автоматически.

Расчет дощатоклееных балок покрытий производят на изгиб в большинстве случаев по схеме, однопролетной свободно опертой балки на равномерную нагрузку q от собственной массы покрытия, балки и массы снега. Расчетное сечение, где действуют максимальные нормальные напряжения, в балках переменной высоты трапециевидной и ломаной формы не совпадает, как в балках постоянной высоты, с местом действия максимального изгиоающего момента, поскольку момент сопротивления сечений уменьшается у них от середины балки быстрее, чем изгибающий момент.

35 Дощатоклееные балки » СтудИзба

35 Дощатоклееные балки

Дощатоклееные балки прямоугольного сечения, склеенные из досок плашмя, изготовляют заводы клееных конструкций в наибольших объемах. Их применяют главным образом в качестве основных несущих конструкций покрытий сельских, общественных и промышленных зданий. Используют их также в виде прогонов, пролеты и нагрузки которых не позволяют применить прогоны цельного сечения, а также в виде главных балок перекрытий, мостов и других сооружений. В отечественном строительстве дощатоклееные балки находят применение в покрытиях пролетом до 18 м. За рубежом имеются примеры эффективного применения дощатоклееных балок в покрытиях пролетом до 30 м.

Сечения дощатоклееных балок принимают в большинстве случаев шириной не более 17 см, что позволяет изготовлять их из цельных по ширине досок. Балки большей ширины изготовляют из менее широких досок, склеенных между собой кромками с расположением этих стыков в разбежку по высоте, что увеличивает трудоемкость их изготовления. Ширину сечения клееных балок нашими нормами рекомендуется принимать не менее 1/6 их высоты. В зарубежной практике этого ограничения нет. Высота сечения балок определяется расчетом и находится в пределах от 1/10 до 1/15 пролета, она увязывается с толщиной досок после фрезерования.

Форма дощатоклееных балок по длине может быть прямоугольной односкатной, сегментной и двускатной, постоянной и переменной высоты. Прямоугольные и сегментные балки имеют, как правило, постоянную по длине высоту. Двускатные трапециевидные балки имеют переменную высоту, получаемую при склеивании досок уменьшающейся кверху длины. Двускатные ломаные балки собирают из двух прямых элементов, соединенных в коньке зубчатым соединением. Двускатные гнутые балки имеют выгиб в зоне конька и двускатную коньковую наклейку. Они могут быть постоянного и переменного сечения. Высота балок переменного сечения на опорах должна быть не менее 0,4 высоты сечения в середине длины.

Балки склеивают из досок толщиной не более 50 мм. Применение более тонких досок несколько увеличивает несущую способность балок за счет меньшего влияния их коробления, но приводит к повышению трудоемкости изготовления и расхода клея. Доски перед склеиванием фрезеруются по пластям на 2,5—3,5 мм, а после склеивания кромки балок фрезеруются в среднем на 5 мм.

Доски располагаются по высоте сечения балок таким образом, чтобы древесина наиболее высокого качества размещалась в наиболее напряженных нижней и верхней зонах. В, балках с высотой сечения более 50 см доски растянутой нижней зоны (0,17 высоты сечения балки) относятся к I категории качества. Доски сжатой и следующей по высоте растянутой и сжатой зон такой же толщины относятся к П категории и доски средней зоны — к III категории качества. В балках высотой до 50 см доски растянутой и сжатой зон относятся к II категории качества, поскольку эти зоны имеют относительно меньшую высоту.

По длине все доски дощатоклееных балок стыкуются на зубчатое соединение, имеющее равную прочность с древесиной элементов I категории. Стыки должны располагаться на расстояниях не менее 30 см по длине и вразбежку — в соседних слоях. Практически при заводском изготовлении балок все эти требования соблюдаются автоматически.

Расчет дощатоклееных балок покрытий производят на изгиб в большинстве случаев по схеме, однопролетной свободно опертой балки на равномерную нагрузку q от собственной массы покрытия, балки и массы снега. Расчетное сечение, где действуют максимальные нормальные напряжения, в балках переменной высоты трапециевидной и ломаной формы не совпадает, как в балках постоянной высоты, с местом действия максимального изгиоающего момента, поскольку момент сопротивления сечений уменьшается у них от середины балки быстрее, чем изгибающий момент.

Конструктивные решения и расчёт дощатоклееных балок. Общие сведения.

Дощатоклееные балки применяют, главным образом, в качестве основных несущих конструкций покрытия сельских, общественных и промышленных зданий, используют их также в виде прогонов, пролеты и нагрузки которых не позволяют применять прогоны цельного сечения, а также в виде главных балок перекрытий, мостов и других сооружений.

В отечественной практике строительства дощатоклееные балки находят применение в покрытиях пролетом до 18 м. За рубежом имеются примеры эффективного применения дощатоклееных балок в покрытиях пролетом до 30 м и более.

Дощатоклееные балки могут быть:

1) односкатными постоянной высоты;

Рис. 1 – Односкатная балка постоянной высоты

2) двускатными переменного сечения, причем h0 не менее 0.4h, где h0 – высота балки у опоры, h – высота в середине пролета;

Рис. 2 – Двускатная балка переменного сечения

 

3) ломаными, состоящими из двух прямолинейных элементов, соединенных в коньке зубчатым соединением;

Рис. 3 – Ломаная балка, состоящая из двух прямолинейных элементов

4) гнутыми;

Рис. 4 – Гнутые балки переменного и постоянного сечения

Балки склеиваются из досок толщиной не более 42 мм (для гнутоклееных – не более 33 мм). Сечения дощатоклееных балок принимают в большинстве случаев шириной не более 17 см, что позволяет изготовлять их из цельных по ширине досок. Балки большей ширины изготовляют из менее широких досок, склеенных между собой кромками с расположением стыков вразбежку, что увеличивает трудоемкость их изготовления. Формы поперечных сечений балок могут быть весьма разнообразными. Традиционными формами сечения являются прямоугольное массивное, реже двутавровое или тавровое (т.к.они не технологичны в изготовлении).

Рис. 5 – Виды сечений дощатоклееных балок

 

Высота балок (h) принимается в пределах h=(1/8…1/12)l.

Для обеспечения устойчивости балок из их плоскости отношение высоты балки h к ширине b не должно быть больше 6 (h/b≤6). Дощатоклееные балки с большим отношением высоты к ширине поперечного сечения подлежат проверке на общую устойчивость.



Доски располагаются по высоте сечения балок таким образом, чтобы древесина наиболее высокого качества размещалась в наиболее напряженных нижней и верхней зонах.

Рис. 6 – Расположение досок в балке

По длине доски дощатоклееных балок стыкуются на зубчатый шип. Стыки смежных слоев должны располагаться вразбежку на расстоянии не менее 30 см.

Расчет дощатоклееных балок покрытий.

В большинстве случаев расчет производят по схеме однопролетной свободно опертой балки на равномерную нагрузку q от собственной массы покрытия, балки и массы снега.

Дощатоклееные балки рассчитывают как балки цельного сечения. За основное расчетное сопротивление при изгибе принимается для сосны

1 сорта Ru=14 МПа

2 сорта Ru=13 МПа

3 сорта Ru=8.5 МПа

При расчете дощатоклееных балок выполняют следующие проверки.

1. Проверка прочности по нормальным напряжениям:

Здесь введены коэффициенты к моменту сопротивления:

mδ – коэффициент условий работы, учитывающий влияние размеров поперечного сечения на несущую способность балки, его значение приведено в СНиП II-25-80 в зависимости от высоты сечения h

h=70 см → mδ=1,

h<70 см → mδ >1,

h>70 см → mδ <1;

mф – коэффициент формы, для балок прямолинейной формы сечения mф =1, для балок двутавровых сечений mф даны в учебнике Г. Г. Карлсена в зависимости от отношения ширины стенки к ширине пояса.

Расчетное сечение, где действуют максимальные нормальные напряжения, в балках переменной высоты не совпадает, как в балках постоянной высоты, с местом действия максимального изгибающего момента, поскольку момент сопротивления сечений уменьшается у них от середины балки быстрее, чем изгибающий момент. Расстояние расчетных сечений от опор Х определяется путем отыскания максимума эпюры нормальных напряжений по длине балки.

Это сечение находится из общего выражения для нормальных напряжений

Для нахождения экстремальных точек эпюры напряжений необходимо приравнять нулю выражение, полученное после дифференцирования выражения для σu.

В двускатной балке переменного сечения при равномерно распределенной нагрузке

,

где hоп – высота опорного сечения,

h – высота сечения в середина пролета балки.

Изгибающий момент в этом случае равен

Рис. 7 – Эпюра изгибающего момента М

В гнутоклееных балках дополнительно проверяется еще и напряжения растяжения в гнутой зоне.

 


Рекомендуемые страницы:


Воспользуйтесь поиском по сайту:

29. Дощатоклееные балки и армированные балки.

Дощатоклеёные балки используются в качестве стропильных конструкций в каркасных зданиях при пролётах до 18м, а армированные до 24м. Они могут быть постоянного сечения односкатные, двускатные и криволинейного очертания гнутоклеёные. Рекомендуется прямоугольное поперечное сечение из одной доски по ширине.

Некоторые предприятия выпускают двутавровые балки поперечного сечения (более экономичны). Ширина стенки = ½ ширине поясов. В таких балках больше опасность скалывания чем в прямоугольных поэтому для них требуется строгий контроль качества и высокая культура производства. Гнуто-клеёные балки используются под кровлю из штучных материалов с уклоном 1:4.

Балки склеивают из стропильных заготовок толщиной 33м изготовленных из досок 4омм. Для экономии качественных пиломатериалов допускается комбинировать пиломатериалы 2 пород или 2 сортов.

В некоторых случаях, когда при ограниченных габаритах необходимо получить повышенную прочность или жёсткость балок их армируют сталями периодического профиля А300,А400.Целесообразно симметричное армирование сжатой и армированной зоны.

Армированная балка считается более надёжной из-за большей однородности стали по сравнению с древесиной.

Арматурные стержни вклеиваются эпоксидным цементным компоундом в пазы шириной на 5мм больше чем номинальный диаметр арматурного стержня. Диаметр стержней принимается до 25мм. Стержни очищаются и обезораживаются, а пазы продувают сжатым воздухом.

В прямослойных балках при их изготовлении обязательно предусматривают строительный подъём нижней грани не менее 1/200 пролёта.

Расчёт балки переменного сечения. Проверка прочности нормальных сечений. В балках переменного по длине поперечного сечения положение самого опасного нормального сечения не совпадает с серединой пролёта.

Положение этого сечения зависит от уклона верхней грани балки. Для балок прямоугольного поперечного сечения расстояние от опоры до самого напряжённого состояния Х

2)проверка устойчивости плоской формы

Практически удобнее рассчитать шаг связей раскрепляющих балку

Проверка балки на скалывание

Проверка прогибов , где-для распределённой нагрузки.

Армированные балки рассчитывают по геометрическим характеристикам приведённого сечения. Приведение производится к древесине через отношение модулей упругости стали и древесины.

30. Клеефанерные балки

Это самые легкие из всех сплошных несущих деревянных конструкций. Применяют в покрытиях пролетом до 18м. различаются: балки с плоской стенкой и балки с волнистой стенкой. Балки с волнистой стенкой всегда постоянного сечения. Балки с плоской стенкой: постоянного сечения и двускатные. Поперечное сечение балки могут быть двутавровое и коробчатое. Пояса склеиваются из досок в двутавровых балках вертикально поставленных, коробчатые доски располагают горизонтально.

Размеры верхнего и нижнего поясов принимают одинаковыми – симметричными. Стенку изготавливают из фанеры толщиной 10-12мм. В балах с волнистой стенкой устанавливают опорные вертикальные ребра, обеспечивающих устойчивость фанерных листов стенки. Их устанавливают по расчету. При этом шаг ребер обычно назначают кратным шагу прогонов, опирающихся на балку.

В балках с плоской стенкой волокна рубашечных слоев фанеры направленно вдоль пролета. Фанера сращивается на ус или с накладками, стыки располагают над ребрами. В балках с волнистой стенкой волокна направлены перпендикулярно оси балки. Фанеру сращивают на ус, но стык не равнопрочный.

Расчет: расчеты балок с плоской и волнистой стенкой принципиально различны. В балках с плоской стенкой нормальные напряжения воспринимаются и поясами и стенкой. В балкой с волнистой стенкой только поясами. Касательное напряжение в балках обоих типов воспринимаются фанерной стенкой. С плоской стенкой рассчитывают как элементы плоской комплексной конструкции из разнородных материалов методом приведенных сечений. Геометрические характеристики поперечного сечения, момент инерции I, момент сопротивления W, статический момент S приводятся к тому материалу в котором в данном расчете ищутся напряжения. , 1,2 – коэф учитывающий различие модулей упругости фанеры при работе ее на изгиб из плоскости и на растяжение и сжатие в плоскости..

Проверка прочности нормальных напряжений:

— для нижнего пояса

, — коэф продольного изгиба из плоскости балки.

=3000/λ2у λ>70

=1-0,8(λу/100)2 λ<70

λу=lр/0,289bп

Проверка стенки: проверка прочности приклейки стенки к поясам

bрасч=2hп, Sппуц.п.

bрасч – суммарная ширина приклейки фанеры пояса.

Проверка прочности стенки на разрыв фанеры над действием главных напряжений

Такие проверки выполняют в первой и второй от опор панелях, стенки на уровне ц.т. сечения и вдоль верхней полки растянутого пояса.

mф— коэф учитывающий стыкование фанеры на ус = 0,8.

Здесь же в крайних панелях производится проверка фанерной стенки на устойчивость по направлении действия главных сжимающих напряжений.

кu и кτ – размерные коэф определяемые по графикам СНиП II-25-80.

hрасч – расчетная высота стенки принимаемая большей из двух размеров

Прогибы:

балки с волнистой стенкой рассчитывают как составные элементы на податливых связях. Податливой связью является волнистая стенка допускающая ограничение смещения поясов. Пояса проверяют на растяжение и устойчивость как в балке с плоской стенкой, но сечение рассматривают, как состоящее только их поясов. Фанерная стенка проверяется на устойчивость и растяжение.

3. Деревянные балки. Клеедощатые, клеефанерные. Область применения. Конструирование и расчет.

Клееные балки

Клееные балки из досок и фанеры, склеенные синтетическим кле­ем. Размеры и форма сечений клееных балок могут быть практи­чески любыми независимо от сортамента пиломатериалов и фанеры. Древесина клееных балок после искусственной сушки и фанера дольше сопротивляются загниванию, чем древесина прочих конст­рукций. Клеевые соединения, жесткие ‘и стойкие против увлажне­ния, обеспечивают монолитность балок. Клееные сплошные балки крупных сечений имеют, как правило, достаточный предел огне­стойкости.

Рис. 11.3. Дощатоклееные балки:

а — типы балок; б — типы сечений; в — размещение стыков; г — размещение досок по качеству; / — односкатная балка; 2 — двускатная; 3 — ломаная; 4 — гнутая; 5 — пря­моугольное сечение из цельных досок; 6 — то же, из стыкованных по ширине досок; 7 — рельсовидное сечение; S — двутавровое сечение; 9 — зубчатые стыки; /—/// — ка­тегории качества

Дощатоклееные балки. Их применяют главным образом в качестве основных несущих конструкций покрытий сельских, общественных и промышленных зданий. Используют их также в виде прогонов, пролеты и нагрузки которых не позволяют применить прогоны цель­ного сечения, а также в виде главных балок перекрытий, мостов и Других сооружений

Сечения дощатоклееных балок принимают в большинстве случа­ев шириной не более 17 см, что позволяет изготовлять их из цельных по ширине досок.

Балки склеивают из досок толщиной не более 50 мм. Примене­ние более тонких досок несколько увеличивает несущую способ­ность балок за счет меньшего влияния их коробления, но приводит к повышению трудоемкости изготовления и расхода клея. Доски перед склеиванием фрезеруются по пластям на 2,5—3,5 мм, а после склеивания кромки балок фрезеруются в среднем на 5 мм.

Доски располагаются по высоте сечения балок таким образом, чтрбы древесина наиболее высокого качества размещалась в наибо­лее напряженных нижней и верхней зонах.

По длине все доски дощатоклееных балок стыкуются на зубча­тое соединение, имеющее равную прочность с древесиной элементов I категории. Стыки должны располагаться на расстояниях не менее 30 см по длине и вразбежку — в соседних слоях.

Расчет дощатоклееных балок покрытий производят на изгиб в большинстве случаев по схеме однопррлетной свободно опертой балки на равномерную нагрузку q от собственной массы по­крытия, балки и массы снега. Расстоя­ние расчетных сечений от опор х определяется путем отыскания ми­нимума эпюры нормальных напряжений по длине балки

Сечения дощатоклееных балок в результате жесткости клеевых соединений считаются монолитными, и их геометрические характе­ристики определяются как для цельных сечений.h, см… до 50 60 70 80 100 120 и более тб….. 1,151,051,00,90,850,82

Клеефанерные балки состоят из-фанерных стенок, дощатых по­лок и ребер, скленных между собой. Они имеют ту же область при­менения, что- и Дощатоклееные балки, но отличаются от них сущест­венно меньшей массой и меньшим расходом древесины, требуемым при их изготовлении, благодаря тому что древесина сконцентриро­вана в зонах действия максимальных нормальных напряжений при изгибе. Фанерные стенки этих балок работают на срез надежнее, чем древесина на скалывание. По типу конструкции клеефанерные балки разделяют на ребристые и с волнистыми стенками.

Клеефанерные ребристые балкипо фор­ме сечений бывают коробчатыми и двутавровыми. Коробчатые балки отличаются от двутавровых повышенной жесткостью из плоско­сти изгиба и гладкими боковыми поверхностями. Двутавровые бал­ки имеют обычно одинарные фанерные стенки и не обладают пре­имуществами коробчатых, но требуют вдвое меньшего расхода фа­неры. По длине клеефанерные балки могут иметь постоянное и пе­ременное сечение. Высо­ту сечения на опорах определяют расчетом стенок на срез и устой­чивость, и она должна быть не меньше 0,4 пролета.

(

Рис. 11.4. Клеефанерная ребристая балка:

1~ дощатые пояса; 2 —фанерные стенки; 3 — стык пояса; 4 — ребра; 5 —коробчатая балка; 6 — двутавровая балка; 7 —стык стенки

3. Расчет дощатоклееной двускатной балки

Требуется запроектировать двускатную дощатоклееную балку отапливаемого производственного здания при следующих исходных данных: пролет здания 15 м, кровля рулонная теплая заводского изготовления, шаг балок 6 м, район строительства – г. Уфа (IV), материал конструкции – кедр, уклон кровли – 1/20, 1/6,7.

Нормативные и расчетные поверхностные нагрузки на покрытие приведены в таблице.

Нагрузки на покрытие, кПа

Наименование нагрузки

Нормативная величина нагрузки

Расчетная величина нагрузки

1. Постоянная

а) трехслойный ГИ ковер

б) фанерных обшивок мм (2х0,01х1000=20)

в) утеплителя см,кг/м3

г) продольные ребра 240х75мм (3х0,075х0,24х500/1,5 = 18 кг/м3)

д) поперечные ребра 20%

е) приборов освещения 3 кг/м2

ж) дощатоклееной балки

кН/м2

0,12

0,2

0,2

0,18

0,02

0,03

0,26

1,3

1,1

1,3

1,1

1,1

1,2

1,1

0,156

0,22

0,26

0,198

0,022

0,033

0,286

Итого:

2. Временная

Снеговая для г. Уфы (4-й район) кПа

1,01

1,5

1,6

1,175

2,4

Итого полная:

2,51

3,575

Расчетный пролет балки при центральном опирании балки на стойки и при высоте сечения м равенм.

Нормативные нагрузки на балку:

— постоянная

кН/м;

— временная снеговая

кН/м;

— полная

кН/м.

Расчетные нагрузки на балку:

— постоянная

кН/м;

— временная снеговая

кН/м;

— полная

кН/м.

Наибольшие усилия от расчетных погонных нагрузок:

кН·м;

кН.

Для отапливаемого производственного здания при влажности и температуре воздуха до 35 °С по табл. 6.1 класс условий эксплуатации – 3, следовательно коэффициент условий работы(табл. 6.4 [1]).

Отношение длительнодействующей нагрузки к полной

,.

Материал конструкций – доски 200х50 мм в заготовке из кедра. После острожки досок имеем толщину слоя мм, в этом случае коэффициент, учитывающий толщину слоев(табл. 6.8 [1]).

Коэффициент, учитывающий изменение высоты поперечного сечения балки (при высоте балки свыше 120 см).

Вычислим расчетные сопротивления древесины балки:

— при МПа,

МПа;

— при МПа,

МПа.

Ширина балки после фрезерования ее боковых граней мм.

Требуемая высота сечения балки на опоре:

м.

Требуемая высота сечения балки из условия прочности по нормальным напряжениям:

м.

Вычислим и по табл. 8.2[1] определим коэффициенты:

;

.

Требуемая высота балки из условия жесткости:

м.

Окончательно принимаем сечение балки на опоре:

м >м;

в середине пролета:

м >м.

Уклон кровли при этом:

,

что допустимо (для рулонной кровли допускается в пределах ).

Найдем положение расчетного сечения балки переменного сечения:

м.

Высота расчетного сечения балки:

м.

Изгибающий момент в расчетном сечении:

кН·м.

Проверим прочность балки по нормальным напряжениям:

м3;

МПа<МПа.

Прочность принятого сечения балки обеспечена.

Проверим устойчивость плоской формы деформирования балки при условии раскрепления верхнего пояса балки через 1,5 м (ширина клеефанерной ребристой панели). В этом случае м. Коэффициент(табл. 7.4 [1]) – коэффициент, зависящий от формы эпюры изгибающих моментов на участке.

Коэффициент устойчивости изгибаемого элемента:

.

Коэффициент, учитывающий переменность высоты сечения при отсутствии закрепления из плоскости изгиба по растянутой от момента по табл. 7.5 [1]:

.

Момент сопротивления сечения с наибольшей высотой:

м3.

Проверка устойчивости плоской формы деформирования балки:

<МПа.

Устойчивость обеспечена.

Проверим жесткость двускатной балки:

м4;

;

;

м, где

— прогиб балки постоянного сечения высотойhс учетом только деформаций изгиба, вычисляемый при действии нормативной равномерно распределенной нагрузки. Тогда наибольший прогиб балки с учетом деформаций изгиба и сдвига находим по формуле 8.1 [1]:

.

.

Жесткость балки достаточна.

Требуемая ширина обвязочного бруса из условия прочности древесины на смятие поперек волокон:

м.

Принимаем ширину обвязочного бруса стандартной, равной 300 мм.

Армированные дощатоклееные балки

Изготовляют пролетом до 24 м прямоугольного сечения. Армируют растянутую и сжатую зоны горячекатаными стержнями периодического профиля из стали класса А-ΙΙ, А-ΙΙΙ, А-ΙV. Арматуру укладывают в пазы, заливают эпоксидным клеем с наполнителем и запрессовывают дощатоклееный пакет (рис. 45). При коэффициенте армирования 1-3% прочность и жесткость балок увеличивается в 1,5-3 раза.

Рис. 45. Сечение армированной балки:

1 — доски; 2-арматура 2d=16 мм; 3- эпоксидный клей.

Расчет производится на прочность по нормальным и касательным напряжениям по приведенным геометрическим характеристикам:

к-т армирования сечения.

4. Клеефанерные балки. Конструирование и расчет

Клеефанерные балки с плоской стенкой.

С плоской стенкой кс-в=3…4 изготавливают пролетом до 18 м таврового или коробчатого сечения из водостойкой фанеры с дощатыми поясами. Такие балки могут быть двух- и односкатными. Верхний пояс может быть криволинейного очертания. Высоту балки в середине пролета назначают hср=(1/8-1/12)ℓ толщину фанерной стенки принимают не менее 8 мм и не менее 1/130 высоты стенки. Фанеру устанавливают волокнами рубашек вдоль оси балки, либо перпендикулярно к поясам.

Опорные ребра, воспринимающие опорную реакцию, выполняют обычно вдвое шире, чем промежуточные.

Ребра приторцовывают к поясам балки и приклеивают. В опорных участках одностенчатых балок с плоской стенкой последняя при необходимости может укрепляться путем наклейки на неё дополнительных листов фанеры или диагональных дощатых раскосов.

Ребра располагают на расстоянии а=(1/8-1/10)ℓ для обеспечения устойчивости стенки из плоскости. В этих же местах устраивают стыки листов фанеры «на ус», при большой толщине зубчатым шипом или впритык с накладками. Для увеличения устойчивости крайние панели усиливают двумя дополнительными листами фанеры или наклонными ребрами жесткости. Пояса конструируют из досок. Для уменьшения внутренних напряжений от усушечных деформаций, слои досок, прилегающие к фанере, делаются составными шириной не более 100 мм.

В балках коробчатого сечения полки допускается выполнять из досок плашмя и верхний пояс тогда может быть криволинейным. При толщине полки более 100 мм в ней устраиваются пропилы со стороны стенок на 30-50 мм ксм=3,0-3,5.

При расчете балок проверяются нормальные напряжения в поясах и стенке в расчетном сечении х с учетом приведенного момента сопротивления. Расстояние

mф— коэф-т учитывающий снижения сопротивления фанеры растяжению в стыке.

i-уклон верхнего пояса.

Касательные напряжения в швах между поясами и стенкой проверяются по формуле:

Sg— статический момент пояса относительно нейтральной оси; n- число швов, связывающих их стенку с поясами hn— высота пояса за вычетом зазора.

Практически проверяется на скалывание шов между крайними шпонами, т. к. прочность он имеет 0,6 МПа, а клеевой шов фанеры с деревом- 2,1 МПа.

Опорное, наиболее опасное сечение стенки проверяется на срез, главные растягивающие напряжения и местную устойчивость.

Прогиб клеефанерных балок определяют с учетом приведенной жесткости, равной Ж=[EgIg+EфIфжкn, кτ— коэф-т определяется, как для дощатоклееных балок;

h1ср— высота сечения между осями пояса по середине пролета.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *