Деревянные балки Виды деревянных балок Дощатоклееные Армированные

Деревянные балки

Виды деревянных балок Дощатоклееные Армированные клееные деревянные Цельного сечения Клеефанерные Составные на податливых связях

Деревянные балки Клееные деревянные балки армированные

Дощатоклееные армированные балки • Клееармированные балки представляют собой деревян ные клееные балки, в крайние, наиболее напряженные зоны которых вклеиваются стержни стальной арматуры. • Клееармированные балки имеют прямоугольное сече ние шириной, необходимой для размещения не менее двух арматурных стержней, и склеиваются из досок II категории качества плашмя. • По длине эти балки имеют, как правило, постоянное сечение и строительный подъем.

Дощатоклееные армированные балки

Дощатоклееные армированные балки • Такие балки имеют значительно большую несущую способность и жесткость, чем неармированные такого же сечения. • Их целесообразно применять в тех покрытиях, где требуются балки минимальной строительной высоты, или с целью экономии досок I категории качества. • Эти балки более трудоемки в изготовлении, чем неармированные, и требуют расхода стали.

Дощатоклееные армированные балки • Целесообразно выполнять армирование двойной арматурой классов A III и A IV. • Процесс армирования находится в пределах 2… 4 %. • Одиночное армирование дает незначительный эффект и нецелесообразно. • Арматуру в большинстве случаев применяют без предварительного напряжения, однако возможно и применение предварительно напряженной арматуры. • Клей чаще всего эпоксидно цементный.

Дощатоклееные армированные балки

Дощатоклееные армированные балки • Арматурные стержни (2) вклеивают в прямоу гольные пазы (4) шириной на 5 мм больше, чем диаметр арматуры, которые заклеивают потом деревянными планками (3).

Расчет • Расчет клееармированных балок произво дят на изгиб с учетом совместной работы кле еной древесины и стальной арматуры методом приведенных к дре весине сечений, учитыва ющим различные модули упругости древесины Ед = 104 МПа и стали Ест=21· 104 МПа. • Отношение модулей упругости стали и древесины n = Ест/Ед = 21· 104/104 = 21

Расчет • Приведенные к древесине геоме трические характеристики прямоу гольного сечения клееармирован ной балки с размерами A=bхh, арми рованной двойной симметричной арматурой площадью Аа на глубине а от кромок сечения, момент инер ции, момент сопротивления и стати ческий момент определяют по формулам:

Расчет • где hо = h 2 а — рабочая высота сечения; • μ = Аа/Аст — отношение площадей сечения арматуры и балки. • Расчет армированных балок по прочности производят исходя из того, что древесина разрушается раньше, чем стальная арматура: • .

Расчет Клеевые соединения арматуры с древесиной работают на скалывание с избыточным запасом прочности и не рассчитываются. • Расчет клееармированных балок по прогибам производится по формуле как цельнодеревянных изгибаемых элементов с учетом модуля упругости древесины и приведенного к древесине момента инерции сечения. •

Деревянные балки Составные балки на податливых связях

Составные балки К составным балкам на податливых связях относятся балки Деревягина. Балки разработаны инженером B. C. Деревягиным в 1932 г. • Они образуются соединением по высоте двух или трех брусьев с помощью деревянных пластинчатых нагелей. •

Составные балки • В этих балках соединение брусьев по длине невоз можно, поэтому пролет таких балок не превышает 6, 5 м. • • Для уменьшения опасности появления при усушке нежелательных горизонтальных трещин в брусьях дела ют вертикальные пропилы глубиной 1/6 высоты бруса. • Балки изготавливаются на специальном стенде. • Гнезда для пластинок выбираются электроцепнодол бежником в предварительно выгнутых на величину строительного подъема брусьях.

Составные балки • Строительный польем отелеляется по формуле fстр = 0. 1·l /h 1 • • где h 1 высота одного бруса. • • Пластинчатые нагели изготавливаются из сухой (влажностью не более 10%) древесины дуба или антисептированной березы. • Направление волокон древесины пластинчатых нагелей должно быть перпендикулярно плоскости сплачивания.

Составные балки • Размеры пластинок определяются параметрами электроцепнодолбежника. • В настоящее время используется один типоразмер: • длина пластинок lпл=58 мм; • толщина пластинок bпл=12 мм. • При ширине брусьев до 150 мм нагели ставятся на всю ширину и называются сквозными; • при ширине брусьев более 150 мм ставятся глухие пластинки. • Ослабление сечения балки гнездами для нагелей в расчетах не учитывается.

Составные балки

Составные балки • Балки рассчитываются как составные с учетом подат ливости связей. • В балках Деревягина такими податливыми связями являются пластинчатые нагели. • Податливостью называется способность связей при деформации конструкций давать возможность соеди няемым элементам сдвинуться относительно друга. • Связи в швах составного элемента при поперечном изгибе обычно расставляются равномерно по длине балки, что часто не соответствует действительной эпюре сдвига ющих усилий.

Составные балки • При равномерно распределенной нагрузке по пролету балки теоретическая эпюра сдвигающих усилий является треуголь ником АА'О (при абсолютно жестких связях). • Действительная эпюра сдвигающих усилий с учетом подат ливости связей представлена в виде косинусоиды АЕО, по площади равной треугольнику АА'О. • Чтобы избежать перегрузки крайних связей, необходимое количество пластинча тых нагелей надо определять из пло щади объемлющего косинусоиду прямоугольника АЕДО, кото рая в π/2 раза (1, 57 раза) больше площади косинусоиды АЕО.

Составные балки • Требуемое количества нагелей (связей) в каждом шве балки на длине от опоры до места максимального изгибающего момента (при равномерно распределенной нагрузке): • где Мтах максимальный (расчетный) изгибающий момент в балке; • Sб. Р статический момент брутто сдвигаемой части сечения относительно нейтральной оси; • Iбр момент инерции брутто всего сечения; • Тпл - расчетная несущая способность одного пластинчатого нагеля. • Расчетная несущая способность одного пластинчатого нагеля при существующих параметрах пластинок Тт = 0, 75·bпл (к. Н).

Порядок расчета • 1. Определяется требуемый момент сопротивления балки: • где kж коэффициент, учитывающий податливость связей. • 2. Задается ширина брусьев с учетом существующего сортамента. • 3. Определяется требуемая высота сечения балки: • 4. В зависимости от требуемой общей высоты балки компонуется сечение балки из двух или трех брусьев по высоте, при этом h 1 ≥ 150 мм.

Порядок расчета • 5. Проверяется прогиб балки от нормативных нагрузок с учетом введения к моменту инерции сечения поправосного коэффициента kж , учитывающего податливость связей. • 6. Определяется требуемое чисоло пластинчатых нагелей ( в каждом шве балки на длине от опоры до места максимального момента) по формуле: • • .

Порядок расчета • В расчетном отношении соединение на пластинчатых нагелях является односрезным кососимметричным соединением. • При симметричной равномерно распределенной нагрузке относительно середины пролета разрешается не ставиь нагели на среднем участке длиной 0, 2 l , тогда для балки из двух брусьев количество нагелей равно: • .

Деревянные балки Двутавровые балки с перекрестной дощатой стенкой на гвоздях – на податливых связях

Балки с дощатой стенкой • Двутавровые балки с двойной пере крестной дощатой стенкой на гвоздях относятся к конструкциям построечного изготовления на податливых связях. • Они состоят из дощатых или брусчатых поясов, стенки из двух слоев досок и ребер жесткости. • По очертанию верхнего пояса балки подразделяются на балки с параллельными поясами, односкатные и двускатные.

Правила конструирования • рекомендуемые пролеты балок 9. . . 15 м; • полная высота балок с параллельными поясами, односкатных в середине пролета и двускатных в четвертях пролета h 1 должна приниматься не менее 1/9·l; • высота односкатных и двускатных балок на опоре должна быть не менее 0, 4·h 1; • стенка выполняется из досок толщиной 25. . . 40 мм, шириной 150. . . 200 мм, на клоненных к нижнему поясу под углом 30. . . 45°;

Правила конструирования • пояса изготавливаются из досок толщиной 40. . . 60 мм или из брусьев (мосты); • доски поясов прибиваются к стенке гвоздями таким образом, чтобы защемление конца гвоздя во второй поясной доске было не менее 4·dгв (за вычетом 6 мм на щели); • при брусчатых поясах каждая полубалка изготавливается отдельно, а затем пояса скрепляются болтами, а стенки гвоздями; • для обеспечения устойчивости стенки по длине балки ставятся ребра жесткости из досок через 1/10 l;

Правила конструирования • при изготовлении балок им придается строительный подъем 1/200 пролета; • стыки поясов устраиваются в сечении, где поперечная сила равна нулю; • на опорах и в местах расположения прогонов кровли рекомендуется ставить, помимо ребер жесткости, вертикальные накладки на всю высоту балки.

Расчет • В статическом отношении балка с перекрестной дощатой стенкой является фермой многорешет чатой системы с растянутыми нисходящими от опор и сжатыми восходящими раскосами, которые образуют дощатую стенку. • Нормальные усилия воспринимаются только поясами, а стенка работает на сдвигающие усилия, возникающие между поясами и стенкой при изгибе балки.

Деревянные балки Балки цельного сечения