Способ изготовления деревянного составного строительного бруса. Составная балка из бруса

3.Составные балки.

Составные деревянные балки могут изготовляться из бревен, брусьев и досок. Сплачивание бревен с зазором осуществляется колодками, а сплачивание брусьев в составных балках — призматическими шпонками (рис. 6). Для соединений элементов дощатых балок применяются клеи или гвозди. Все перечисленные соединения, кроме клеев, являются податливыми, дающими сдвиги в швах между сплоченными элементами, что приводит к снижению несущей способности и жесткости балок составного сечения по сравнению с монолитными балками тех же размеров.

Балки состоят из брусьев и бревен, соединяемых по высоте короткими деревянными вкладышами из такой же древесины, что и элементы балки. Колодки являются более толстыми, чем шпонки. Волокна древесины шпонок и колодок имеют такое же направление, что и элементов балки.

Рис. 6. Составные балки на шпонках и колодках.

Достоинства составных по сечению и длине балок, более трудоемких: при изготовлении:

1. Перекрытия балками пролетов более 6—9 м при ограниченной длине бревен и брусьев по сортаменту лесоматериала;

2. Экономия лесоматериала путем применения для балок более экономичных по расходу древесины двутавровых поперечных сечений; взамен прямоугольных и круглых;

3. Использованием в составных балках мелкоразмерных по сечению и длине элементов, а также применением более низких сортов древесины в малонапряженных зонах по длине и поперечному сечению балки.

4. Деревянные двутавровые балки.

Данная технология навряд ли применима в типовом строительстве в условиях сельской местности, но вполне применима в частных случаях. Причиной этого является применение в данной технологии плит OSB. Создание подобного рода плит подразумевает наличии соответствующего уровня индустрии. Однако одним из достоинств плит OSB является низкая цена, то есть ни что не мешает привозить.

Двутавровые деревянные балки (рис. 7) относятся к современным перекрытиям и стропильным системам по Канадской технологии и имеют ряд преимуществ по сравнению с перекрытиями из обычных пиломатериалов или железобетона.

Рис. 7. Деревянные двутавровые балки.

Достоинства двутавровых балок:

• прочные - высокая удельная прочность позволяет использовать их в пролетах большой длины;

• прямые - отсутствие изгибающих моментов и точные размеры;

• универсальность - применение в конструкциях стен, потолка и пола;

• бесшумность - при правильной установке устраняют скрип полов;

• стабильность - не подвержены усадке и деформации;

• удобство - легко укладываются и обрабатываются обычными плотницкими инструментами;

• легкость - могут монтироваться без помощи подъемного крана;

• экологичность - меньше загрязняют окружающую среду отходами;

• экономичность - обеспечивают экономию материалов, трудозатрат и время проведения строительно-монтажных работ;

• возможность прокладки инженерных коммуникаций.

Заключение.

Как уже было сказано ранее, деревянные балки просты в исполнении. Это и обуславливает их довольно большую вариативность в строительстве в условиях сельской местности.

Среди балок относительно немного высокоиндустриальных, таких, что нельзя изготовить в сельском строительстве. К ним можно отнести:

1)Профилированный брус;

2)Гнутые дощатоклееные балки;

3)Балки Деревягина;

4)Клеефанерные балки с волнистой стенкой.

Однако, нельзя сказать, что сельское строительство с этого проиграла, ведь, думаю, описанных выше видов балок вполне достаточно. К тому же балки, это ведь не единственный вид конструкций, что можно применить в условии сельской местности.

studfiles.net

Вопросы по составной балке - Доктор Лом. Первая помощь при ремонте

16-06-2015: Алексей

Добрый день.

Благодаря Вашему сайту рассчитал балку для перекрытия комнаты над гаражом между стенами 6м в свету и настил полов, размер балки 150Х250 мм, половая доска 40 мм обрезная. Проблема в том, что нет леса для такой балки,отсюда идея взять три доски 50Х250 мм но как их сплотить? и будет ли это полноценной заменой?

16-06-2015: Доктор Лом

В принципе если вы собьете (или скрутите шурупами) 3 доски с шагом 60-80 см, то такую конструкцию можно считать более-менее равноценной балке сечением 150х250 мм.

Тем не менее в вашем случае изготовление двутавровых балок может иметь смысл. Т.е. если вы сделаете балки из досок-полок сечением 50х250 мм и доски-стенки сечением 50х150 мм, то в итоге вы получите конструкцию с еще большим моментом сопротивления. Больше подробностей в разделе "Основы строймеха и сопромата".

16-06-2015: Алексей

Спасибо за совет, я так понимаю, что ежели просто прибить доски-полки к доске-стенка работать как двутавр она не будет, её как минимум нужно как то склеить под прессом (полки к стенке) и добавить ребра жёсткости с каким то шагом для обеспечения параллельности полок и 90градусов полка-стенка. Эпоксидный клей не подойдёт-лопнет ибо он жёсткий, ПВА-эластичный но наврят ли проживёт лет 30, это всё таки не на один день. Шурупы наверно для этого не подойдут или сначала приклеить рёбра к стойке а после клеить полки и шурупами стянуть к стойке с каким то шагом и к рёбрам жесткости? Правильно думаю?

17-06-2015: Доктор Лом

В целом вы все правильно понимаете, если просто сбить или стянуть шурупами, то гвозди или шурупы могут не выдержать нагрузку или произойдет местное смятие древесины. Клей же поможет сплотить древесину в единую конструкцию (поможет перераспределить напряжения более равномерно).

А вот в надежности ПВА вы зря сомневаетесь, насколько я знаю, это достаточно долговечный клей. Приходилось использовать его для ремонта деревянных конструкций и если трещины снова появлялись, то только не в тех местах, где была склейка.

В принципе без ребер жесткости можно и обойтись (высота стенки балки не такая уж и большая), но если вы их сделаете, исходя из тех же технологических соображений, будет только надежнее. Часто для лучшего контакта в полках делают пазы глубиной около 1 см так, чтобы стенка входила в паз очень плотно, но реализовать это в домашних условиях не всегда реально.

И еще, вы всегда можете вместо деревянных балок использовать металлические профили. Возможно такой вариант будет менее трудозатратным.

19-06-2015: Алексей

Спасибо, просчитал прижимное усилие для склеивания двутавра понял что такой гидравлический пресс не сделать нужно 0,6Н/мм квадратный. А если два бруса положить друг на друга 150Х150 будет 150Х300 их нужно сплачивать? Если да то с каким шагом?

И ещё раз спасибо за помощь.

19-06-2015: Доктор Лом

В этом случае у вас получится составная балка. Такие балки делают со строительным подъемом (проще говоря предварительно изгибают) и соединяют пластинчатыми дубовыми или березовыми нагелями толщиной не менее 12 мм и расстоянием между осями нагелей не более 110 мм. Больше подробностей в СНиП II-25-80.

22-06-2015: Алексей

И всё таки меня больше прельщает двутавровая балка отсюда и вопрос;как просчитать шпилька М12 разрывное усилие 33кН, гайка соединительная. Два отрезка №10(100мм) профиль по 300мм длиной и по шпильке с каждой стороны с межцентровым расстоянием отверстий 270мм - какое усилие будет создано или когда с летит резьба при затягивании?

23-06-2015: Доктор Лом

Почитайте для начала статью "Основы сопромата. Определение касательных напряжений", так как ваша задача - не дать полкам сместиться относительно стенки и сама по себе шпилька с гайками этому почти никак не препятствует, как ее не затягивай. Тем не менее шпильки можно использовать для склеивания балки.

23-06-2015: Алексей

Так я и хочу ими стягивать балку при склеивании,расстояние между шпильками 250мм(просвет это ширина полки-доски двутавра), параллельность полок регулируется при стягивании каждой такой рамки надетой на балку, их будет несколько по длине балки, а что бы она не сместилась циркуляркой паз и середина выбирается стамеской, получится паз по центру полки необходимой ширины и глубины. Меня волнует какое давление можно ими создать при зажиме двутавра.

23-06-2015: Доктор Лом

Если не вникать в детали, то давление будет зависеть только от диаметра шайб, которые вы при этом будете использовать (так как расчетное сопротивление смятию древесины чуть ли не в 100 раз меньше расчетного сопротивления металла растяжению) или от другого способа передачи нагрузки на древесину, который вы собираетесь использовать.

Например, если площадь сечения шпильки 1 см2, а площадь шайб 50 см2, то можно создать давление до 2100/50 = 42 кг/см2 (где 2100 - возможное расчетное сопротивление стали). С учетом того, что расчетное сопротивление древесины местному смятию поперек волокон составляет примерно 30 кг/см2, то такое давление будет чрезмерным.

doctorlom.com

Балка Деревягина

Расчет балок перекрытия — это целая дисциплина в технической механике и строительной инженерии. Известно, что идеальным соотношением сторон для балки прямоугольного сечения есть семь к пяти. На практике же точного совпадения этих величин добиваются крайне редко и пропорция считается довольно условной. Борьба с механическими нагрузками при сохранении минимальных размеров и оптимальной формы балки заставляла в разное время внедрять разные решения, а сегодня мы рассмотрим некоторые, самые интересные из них.

Содержание:

1. Балки для перекрытия. Проблемы и решения
2. Усиленная балка перекрытия
3. Конструкция составной балки, предложенная В. С. Деревягиным
4. Балка на пластинчатых нагелях
5. Доступные способы изготовления

Балки для перекрытия. Проблемы и решения

Если останавливаться на пиломатериалах при проектировке дома, тогда вариантов перекрытия остается не так много. Двутавры из металла и балки фундаментные мы в расчет не берем — слишком тяжелые. Балка двутавровая, как наиболее рациональный способ выполнить жесткую конструкцию, выполняется и из дерева, но такая работа имеет смысл, если речь идет о небольшом каркасном строительстве. Из деревянных профилей остаются только окантованные бревна, лес-кругляк и балка прямоугольного сечения.

Теперь остается разобраться в размерах и конфигурациях, ведь не всегда есть возможность или желание выставлять балку напоказ. А это значит, что ее придется зашивать, тем самым уменьшая объем помещения, что не всегда желательно. Балка круглого сечения, как правило, может выдерживать довольно высокие нагрузки и иногда даже большие, чем прямоугольные при той же площади сечения. Только проблема в том, что при этом она будет иметь довольно серьезный прогиб.

Усиленная балка перекрытия

Получается, что плоский потолок к такой конструкции уже не приладить. Хотя при строительстве хозяйственных или каких-либо промышленных помещений такой вариант будет дешевле и практичнее. Ровный потолок там нужен не критично.

Выходит, что при желании спрятать балку под плоским потолком можно только в том случае, если она будет прямоугольного сечения. Даже если ее прочность будет недостаточна, ее всегда можно усилить, но только наращивая в высоту. Правда, до определенного предела, пока она не начнет изгибаться по длине. Сам собой напрашивается ответ — можно же взять не одну, а две балки и уложить их рядом или в высоту, что, в общем-то одно и то же. Как вариант, возможно. Но если бы не было одной конструкции, которая появилась в 1932 году.

Конструкция составной балки, предложенная В. С. Деревягиным

Все гениальное просто, и это подтверждает конструкция балки перекрытия Деревягина, которую он представил в 30-х годах прошлого века. Эта простая схема способна в четыре раза увеличить прочность балки на изгиб, по сравнению с цельной балкой такого же сечения. Конструкция работает следующим образом.

Мы уже упоминали о том, что при укладывании балки одну на другую ее несущая способность возрастает. Безусловно, но это не есть прогрессивное решение, и вот почему. Обе балки, расположенные одна над другой, будут работать отдельно, как две конструктивные единицы, передавая нагрузку друг другу. И верхняя и нижняя балки неизбежно будут прогибаться, при этом радиус кривизны у них будет разным при одинаковой длине. То есть балки работают по принципу рессоры, что нежелательно, если мы хотим добиться жесткости конструкции и неподвижности концов каждой из балок.

 

Напрашивается еще одно решение — ликвидировать смещение балок друг относительно друга, тогда можно получить конструкцию гораздо жестче. При этом, если найти способ, как закрепить балки между собой без ущерба прочности, мы добьемся стабильности обеих балок. И еще было бы хорошо, чтобы добиться этого, не прибегая к космическим технологиям и не применяя других материалов, кроме тех, которые есть в наличии, а именно — пиломатериала.

Балка на пластинчатых нагелях

Теоретически, нет ничего проще. Но если спроецировать ситуацию на реальные условия использования самого обычного квадратного бруса со стороной сечения 15 см, то для получения двойной жесткости будет необходим брус с высотой сечения 30 см. Едва ли можно без проблем отыскать такой материал в нужном количестве. Эту проблему решил В.С. Деревягин.

Простота конструкции показана на чертеже, где балках выбраны ниши под нагели. Нагели тоже представляют собой деревянные шпонки, но ориентация волокон у них перпендикулярна волокнам бруса. Если посадить обе балки на пластинчатые нагели, в результате мы получим цельный фактически брус с необходимой высотой сечения. Смещение балок друг относительно друга полностью исключается. Изготовить такую балку совсем несложно и для этого не нужны особенные приспособления. Причем заменить деревянные нагели можно несколькими способами.

Доступные способы изготовления

Способов можно найти несколько:

1.  Клеевой метод. Для этого необходимо усадить обе балки на клей. Такой метод едва ли будет интересен для использования в домашних условиях из-за сложности процесса склейки.
2. Резьбовой метод. Можно через равное расстояние стягивать балки металлической резьбовой шпилькой. Из минусов такого способа — дороговизна и трудоемкость.
3.  Шпоночный метод. Вместо пластинок, работающих на изгиб, можно использовать шпонки круглого сечения из дерева, которые можно изготовить самому и которые не будут стоить практически ничего. А круглое отверстие всегда проще просверлить, чем вырезать прямоугольное.

Практичное и недорогое решение того, как сделать балку Деревягина, уже в ваших руках. Осталось сопоставить свои технические возможности с имеющимся материалом, и перекрытие получит надежные и недорогие конструкционные элементы, стойкие к высоким нагрузкам.

Рекомендуем другие статьи по теме:

stroydetali.com

3. Расчет балок

3.1. Общие сведения

Деревянные балки являются наиболее простым и самым распространенным типом строительных конструкций. Они применяются в качестве прогонов кровли, наслонных стропил, балок чердачных и междуэтажных перекрытий малоэтажных жилых домов, промышленных зданий с химически агрессивной средой, сельских производственных зданий и других объектов.

По типу поперечного сечения различают балки цельного сечения, составные бал­ки на податливых связях, клееные деревянные, клеефанерные и армированные клееные деревянные балки. Рекомендуемые пролеты балок 3...18 м, шаг балок принимается в пределах 1…6 м.

3.2. Балки цельного сечения

Балки цельного сечения изготавливаются из досок, брусьев или круглых лесома­териалов. Пролеты балок из-за ограниченного сортамента лесоматериалов не превы­шают 6,5 м. При применении деревянных балок в покрытиях для уменьшения расчетных уси­лий в балках используются разрезные балки, усиленные подбалками. Подбалки, уменьшающие расчетные пролеты балок, подкладываются под стыки балок и скрепляются с ними болтами. В практике современного строительства данный способ практически не применяется. Наиболее распространены многопролетные балки. Балки проектируются в виде многопролетных, статически определимых шарнирно-стержневых систем. Такие системы применяются в тех случаях, когда временная нагрузка постоянна и равномерно распределена по всем пролетам. Так работают балки подвес­ных потолков, прогоны кровли. При проектировании рекомендуется схема со встречным расположением шарниров – по два шарнира в пролете через пролет, исключая крайние пролеты. В зависимости от места расположения шарнира различают две схемы: равномоментную – х = 0,15l и равнопрогибную – х = 0,21l. По конструктивным соображениям предпочтительнее равнопрогибное решение. По такой схеме выполняются консольно-балочные прогоны (рис. 3.1).

Стыки прого­нов по длине осуществляются в местах расположения шарниров косым прирубом. Бо­ковое смещение шарнира предотвращается установкой вертикального болта. Недоста­ток консольно-балочных прогонов–перекрываемый пролет не превышает 4,5м. По равнопрогибной схеме решаются и спаренные неразрезные прого­ны. Они состоят из двух или более рядов досок, поставленных на ребро и соединенных между собой гвоздями. Шаг расстановки гвоздей по длине прогонов на­значается конструктивно 500 мм. Первый ряд досок не имеет стыка в первом пролете, а второй ряд досок - в последнем. Концы досок одного ряда прибиваются гвоздями к доскам другого ряда, не имеющим в данном месте стыка. Стыки досок устраиваются в точках, где изгибающий момент в неразрезных балках меняет знак, т.е. на расстояниях от опор, равных 0,21l.

3.3. Балки составного сечения

Размеры деревянных элементов цельного сечения ограничены сортаментом. Поэтому для увеличения сечений прибегают к устройству балок составного сечения, состоящих из нескольких брусьев или бревен соединенных между собой различного рода связями. Наибольшее применение в практике строительства получили составные балки на пластинчатых нагелях (балки Деревягина) и балки с перекрестной дощатой стенкой на гвоздях.

studfiles.net

Балки и прогоны цельного сечения Составные балки на податливых связях

Балки и прогоны цельного сечения

Составные балки на податливых связях

Различают следующие основные виды сплошных балочных конструкций:

- балки и прогоны цельного сечения;

- составные балки на податливых связях;

- клееные балки.

Балки и прогоны цельного сечения

Основное функциональное назначение балок и прогонов в том, что они служат несущими конструкциями покрытий. Балки и прогоны цельного сечения выполняются из досок на ребро, брусьев и бревен, чаще окантованных с двух сторон. Ввиду ограниченности размеров сечений и длины лесоматериалов такие балки применяют при пролетах до 6 м. и относительно небольших нагрузках.

Балки и прогоны покрытий

Эти конструкции являются опорами настилов и укладываются на стены, стойки и основные несущие конструкции с шагом от 1 до 3 м. Они бывают:

а) однопролетными свободно опертыми;

б) многопролетными неразрезными и консольно-балочными.

Балки и прогоны рассчитывают на изгиб от равномерно распределенной нагрузки q, которая состоит из собственной массы покрытия g и снега p.

Максимальный относительный прогиб балок и прогонов покрытий не должен превышать 1/200l.

Однопролетные балки

Ставятся, как правило, в покрытиях относительно небольших размеров наклонно вдоль скатов крыши и опираются на продольные стены и коньковые прогоны. Такие конструкции рассчитываются на изгиб как свободно опертые балки. Кроме изгибающих моментов в балках возникают продольные силы (растягивающие и сжимающие) то действия скатной составляющей, однако, ввиду того, что уклоны балок, как правило, не превышают 1:2, они мало влияют на несущую способность балок и поэтому расчетом не учитываются.

Однопролетные прогоны

Представляют собой продольные ряды свободно опертых балок, установленных на основные несущие конструкции и поперечные стены крыши.

Нейтральные оси сечений прогонов имеют такой же уклон к горизонту, как и покрытие (угол α).

qx=q·cosα; qy=q·sinα

От сползания по скату прогоны удерживаются отрезками толстых досок – бобышками, прибиваемыми к опорам гвоздями, или металлическими уголками. Дощатые прибоины (бобышки) снизу у концов прогонов предохраняют основные несущие конструкции от выхода из их плоскости, т.е. эти прибоины играют роль связей. Прибоины соединяются по длине на опорах при помощи косого прируба или дощатых накладок. Прогоны рассчитывают на изгиб от действия только нормальной составляющей нагрузки (qx), если скатная составляющая воспринимается настилом (как, например, в двойном перекрестном настиле). Если такой настил отсутствует, прогон работает и рассчитывается на косой изгиб от нормальной (qx) и скатной (qy) составляющей нагрузки по формулам для косого изгиба:

, .

Гвозди – крепления бобышек – работают и рассчитываются на скатную составляющую опорной реакции со средних прогонов Ry=qyl, как несимметричное односрезной соединение с изгибаемыми гвоздями. Для уменьшения расчетного пролета балок их иногда усиливают подбалками на опорах и скрепляют с балками болтами.

Спаренные многопролетные прогоны

Располагаются поперек скатов крыш и опираются на основные несущие конструкции покрытия и поперечные стены, к которым крепятся так же, как и однопролетные прогоны. Спаренный прогон состоит из двух рядов досок на ребро, соединенных гвоздями. Между стыками доски соединяют конструктивными гвоздями через каждые 0,5 м. Такие прогоны рекомендуется применять только в сочетании с настилами, воспринимающими скатные составляющие.

Расчет спаренного прогона производят по схеме многопролетной неразрезной балки на нормальную составляющую нагрузки.

Максимальный изгибающий момент будет над опорами:

над второй , а над промежуточными . Проверку напряжений и подбор сечений выполняют по моменту на промежуточных опорах М:

Сечение на второй опоре, усиленное третьей доской, как правило, работает с запасом прочности.

Гвоздевые соединения работают на действующие в них поперечные силы Qгв в стыках. Гвозди рассчитываются на изгиб. По прогибам от нормальных составляющих нормативной нагрузки рассчитывают первый пролет прогона, где относительный прогиб имеет наибольшее значение:

.

В некоторых случаях имеется возможность сократить длину первых пролетов до 0,8l. При этом изгибающие моменты на всех промежуточных опорах и прогибы всех пролетов могут считаться одинаковыми, и отпадает необходимость усиления прогона в первых пролетах.

Консольно-балочные прогоны

Представляют собой продольные ряды брусьев или бревен со встречным расположением стыков за пределами опор.

При этом более длинные брусья образуют в промежуточных пролетах две консоли, а в крайних – одну, на которые опираются более короткие брусья при помощи косого прогиба, стянутого болтом. Такие прогоны применяют в покрытиях при шаге основных несущих конструкций не более 4,5 м., допускающем использование лесоматериалов стандартной длины. Расчет консольно-балочных прогонов производят по схеме многопролетной статически определимой балки с пролетами l на нормальные составляющие нагрузок. Прогоны в зависимости от расположения стыков равномоментными и равнопрогибными.

В равномоментных прогонах стыки располагаются на расстоянии 0,15l, а крайние пролеты уменьшаются до 0,85l. Изгибающие моменты на опорах и в пролетах равны , а максимальные относительные прогибы равны:

.

В равнопрогибных прогонах стыки располагаются на расстоянии 0,2l, а крайние пролеты уменьшаются до 0,8l. При этом на опорах возникают максимальные изгибающие моменты, равные , относительные прогибы во всех пролетах равны:

.

Балки перекрытий

Балки перекрытий являются опорами настилов междуэтажных, чердачных перекрытий и рабочих площадок. В большинстве случаев – это однопролетные балки, свободно опертые на стены, стойки и перегородки здания. Эти балки работают на изгиб от собственной массы перекрытия и временной полезной нагрузки. Они рассчитываются по прочности и прогибам при изгибе. Предельный прогиб . Дополнительно междуэтажные балки должны быть проверены на зыбкость от действия сосредоточенной нагрузки Р=0,6 кН (60 кг.) по формуле:

см.

В таких балках нередко делают подрезки на опорах. Глубина подрезки должна быть не более ¼ высоты сечения, длина – не более высоты сечения. При этом производится проверка на скалывание в опасном сечении от действия опорной реакции R по формуле:

МПа.

Элементы деревянных конструкций составного сечения на податливых связях

Составные балки на податливых соединениях

Многие деревянные конструкции (балки, рамы, арки) делают составными. Необходимость создания таких конструкций вызвана ограничениями в размерах лесоматериалов по длине и площади сечения. В составных деревянных конструкциях отдельные брусья и доски соединяются с помощью связей, которые могут быть жесткими (клеевые, обеспечивающие монолитность соединения) и податливыми. Элементы составных деревянных конструкций на податливых связях состоят из досок, соединенных гвоздями или бревен и брусьев, соединенных по высоте болтами или деревянными вкладышами. Податливостью называют способность связей при деформации конструкций давать возможность соединяемым брусья или доскам сдвинуться друг относительно друга. Податливость связей ухудшает работу составного элемента по сравнению с таким же элементом цельного сечения. У составного элемента на податливых связях уменьшается несущая способность, увеличивается деформативность. Поэтому при расчете и проектировании составных элементов необходимо учитывать податливость связей.

Основы учета податливости связей

Вопросы учета податливости связей при расчете составных стержней были впервые разработаны в нашей стране.

В этой задаче принято положение об упругой работе материала элементов и связей. В СНиП II-25-80 приведены расчетные формулы, дающие приближенные решения, получаемые из точных решений путем ряда упрощений.

Расчет на поперечный изгиб

Для того чтобы понять характер работы элементов на податливых связях на поперечный изгиб, возьмем три балки, у которых нагрузки, пролеты и поперечные сечения одинаковые. Первая балка имеет цельное сечение (Ц), вторая – из двух брусьев без всяких связей (О) и третья – из двух брусьев с податливыми связями (П).

При изгибе деформации составной балки на податливых связях будут больше деформаций балки цельного сечения, но меньше деформаций балки без связей:

fЦ<fП<fO. Следовательно, составная балка на податливых связях занимает промежуточное положение между балкой цельного сечения и составной балкой без связей, поэтому можно записать, что при деформировании под нагрузкой в составной балке на податливых связях в отличие от балки цельного сечения произойдет кроме поворота опорного сечения сдвиг δП верхнего пояса относительно нижнего.

WЦ>WП>WО

IЦ>IП>IО

Из этих неравенств следует, что геометрические характеристики составной балки на податливых связях (IЦ, WЦ) можно выразить через геометрические характеристики балки цельного сечения, умножением на коэффициенты kw и kж, меньше 1, которые учитывают податливость связей, тогда:

, ;

, .

Прогиб балки на податливых связях увеличивается соответственно уменьшению момента инерции:

.

Значения коэффициентов kw и kж приведены в СНиПе в зависимости от величины пролета и количества слоев в элементе. Расчет составной балки на податливых связях сводится, таким образом, к расчету балки цельного сечения с введением коэффициентов, учитывающих податливость связей:

1) нормальные напряжения определяются по формуле:

, где

Wц – момент сопротивления составной балки, как цельной;

kw<1 – коэффициент, учитывающий податливость связей.

Аналогичным образом выполняется учет податливости связей и при расчете на устойчивость плоской формы изгиба.

2) прогиб составной балки на податливых связях в общем случае:

, где

Iy – момент сопротивления балки как цельной;

kж<1 – коэффициент, учитывающий сдвиг, вызванный податливостью связей.

Составные балки на податливых связях

Такие балки являются трудоемкими конструкциями построечного изготовления, требуют расхода брусьев и досок крупных сечений и допускаются к применению только во временных зданиях и сооружениях. Составные балки образуются так же при усилении балок, имеющих недостаточную несущую способность, боковыми обшивками. К составным балкам на податливых связях относятся дощато-гвоздевые балки с перекрестной стенкой и брусчатые балки на дубовых пластинчатых нагелях. Эти балки работают на поперечный изгиб и рассчитываются с учетом податливости связей по общим принципам, рассмотренным ранее.

Дощато-гвоздевые балки с перекрестной стенкой могут иметь пролет до 12 м. и высоту в середине не менее 1/7 пролета, а на опорах – не менее 0,4 высоты в середине. Эти балки имеют двутавровое сечение, постоянное по длине в односкатных и переменное – в двускатных балках. Пояса состоят из двойных досок на ребро, соединенных по длине болтами.

Стенки образуются из двух перекрестных слоев досок толщиной не менее толщины досок поясов, наклоненных под углом 30о – 45о к горизонту. Пояса соединяются со стенкой гвоздями с двух сторон. Стенка соединяется короткими конструктивными гвоздями. Поперечная стенка этих балок не может воспринимать нормальные напряжения, а работает и рассчитывается на восприятие поперечной силы. Доски верхнего пояса рассчитывают на сжатие и устойчивость. Нижний пояс рассчитывают на растяжение по сечению, ослабленному болтами стыка. Гвозди рассчитывают на изгиб от действия поперечной силы Q. Количество гвоздей уменьшается ступенями от опор к середине пролета в соответствии с эпюрой Q.

Балки на пластинчатых нагелях (балки Деревягина) образуются сплачиванием по высоте двух или трех брусьев, соединенных между собой дубовыми пластинчатыми нагелями, вставленными в специальные гнезда.

В процессе изготовления этим балкам придается строительный подъем, благодаря которому обеспечивается плотное защемление пластин в гнездах. Эти балки работают и рассчитываются на изгиб, как составные на податливых связях, а число пластин определяется по их несущей способности при изгибе и смятии.

Глубина врезки нагелей не более1/5 высоты бруса. Расчет составных балок по прочности выполняется с учетом коэффициентов kw<1, а по прогибам с учетом коэффициента kж. Относительный прогиб составных балок не должен превышать 1/300 пролета.

kursak.net

Составная балка - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Составная балка

Cтраница 1

Составные балки из блоков наиболее транспортабельны и могут изготовляться не только на заводах, но и на полигонах.  [1]

Составные балки применяют, как правило, сварными.  [3]

Составная балка представляет собой систему простых балок, соединенных шарнирами. Поэтому рассматриваем системы уравновешивающихся сил, приложенных к каждой простой балке в отдельности, учитывая давления в шарнирах, соединяющих эти балки.  [4]

Составные балки из блоков собираются в кондукторах в вертикальном положении и соединяются поверху стальными накладками, привариваемыми к закладным деталям.  [6]

Составные балки изготовляются из брусьев и бревен со сплачиванием их по высоте с помощью пластинчатых нагелей или призматических шпонок, а также из досок и строительной фанеры с соединениями на клею и реже на гвоздях.  [7]

Составные балки, сплачиваемые из двух или трех цельных по длине брусьев пластинчатыми нагелями, широко применяются в качестве главных балок покрытий и междуэтажных перекрытий при пролетах до 6 л ( из окантованных бревен - до 9 м) ив верхних поясах большепанельных ферм и треугольных арок.  [8]

Составные балки на шпонках изготовляют из хорошо высушенной древесины. Если шпонка установлена в гнезде с зазором, то она не будет воспринимать силы сдвига и передаваемая нагрузка будет передана на другие шпонки. Механизированное изготовление шпонок и гнезд гарантирует появление зазоров. Поперечное сечение составных балок не должно быть ослаблено гнездами более чем на 1 / 3 по высоте элемента. Прочное и плотное соединение получают, применяя две клиновидные шпонки с натягом ( рис. 3.19 г), действующие как клинья. Преимущества таких шпонок в том, что в процессе эксплуатации клиньями возможно восстанавливать натяг.  [9]

Составные балки применяют, как правило, сварными.  [11]

Составные балки, образующие верхний пояс ферм работают на сжатие с изгибом.  [13]

Составные балки делают в двух вариантах - клепаные и сварные. В сварных балках вертикальный и горизонтальные листы свариваются электрической сваркой.  [14]

Составная балка / 4D, лежащая на трех опорах, Состоит из двух балок, шарнирно соединенных в точке С. Размеры указаны на рисунке.  [15]

Страницы:      1    2    3    4

www.ngpedia.ru

Способ изготовления деревянного составного строительного бруса

Изобретение относится к области строительства, а именно к способам изготовления деревянного составного строительного бруса. Техническим результатом изобретения является снижение трудоемкости изготовления бруса, снижение его веса и улучшение теплоизоляционных свойств. Способ изготовления деревянного составного строительного бруса включает обработку досок и их сплачивание с помощью крепежных элементов. В качестве крепежных элементов используют ленту. Между досками устанавливают вставки, например, трапецеидального сечения и в наружных досках выполняют отверстия, перпендикулярные оси бруса и направлению теплового потока через строительную конструкцию. В отверстия продевают ленту, натягивают ее и закрепляют концы, например, при помощи сварки. 4 ил.

 

Изобретение относится к области строительства, а именно к способам изготовления деревянного составного строительного бруса, используемого для сборки различных строительных конструкций.

Известен способ изготовления деревянного строительного бруса, включающий сборку пакета фрезерованных досок со смещением относительно друг друга с образованием пазов на одной стороне и выступов на другой стороне, нанесение клея, сборку пакета со стороны плоскости нанесения клея, а фиксацию досок между собой выполняют упором с образованием замков на одном или двух флангах склеиваемой поверхности, препятствующих выдавливанию клея (см. описание изобретения к патенту №2381338 Российской Федерации, МПК Е04С 3/12, опубл. 27.10.2009 г.).

Известный способ обеспечивает снижение трудоемкости при сборке конструкции из бруса, но ведет к относительно высокой трудоемкости производства самого бруса, связанной с применением процесса склейки, что влечет необходимость этапа предварительного строгания досок для обеспечения надлежащего качества склеиваемых поверхностей и этапа прессования пакета до отвердения клея.

Другим недостатком известного способа является использование в пакете сплошных досок без образования полостей в готовом брусе, что приводит к перерасходу древесины и снижению теплоизоляционных свойств строительных конструкций.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является способ изготовления деревянного составного строительного бруса, включающий обработку досок и их сплачивание с помощью крепежных элементов, в качестве которых используют шпонки в форме ласточкиного хвоста, при этом в досках выполняют пазы, перпендикулярные оси бруса и направлению теплового пока через строительную конструкцию, в которые затем устанавливают шпонки, после чего образовавшиеся пустоты заполняют теплоизоляционным материалом (WO 2006084958 A1, 2006 - 6 с., с.1, строки 1-2, с.2, строки 7-12, фиг.1, 2, 5) - ближайший аналог.

Недостатками известного способа изготовления деревянного составного строительного бруса являются высокая трудоемкость изготовления, большой вес и низкие теплоизоляционные свойства.

Техническим результатом заявляемого изобретения является снижение трудоемкости изготовления бруса, снижение его веса и улучшение теплоизоляционных свойств.

Сущность технического решения заключается в том, что в способе изготовления деревянного составного строительного бруса, включающем обработку досок и их сплачивание с помощью крепежных элементов и заполнение образовавшихся пустот теплоизоляционным материалом, в качестве крепежных элементов используют ленту, при этом между досками устанавливают вставки, например, трапецеидального сечения, а в наружных досках выполняют отверстия, перпендикулярные оси бруса и направлению теплового потока через строительную конструкцию, в которые продевают ленту, натягивают ее и закрепляют концы, например, при помощи сварки.

Использование в качестве крепежных элементов ленты позволяет усовершенствовать технологию сборки бруса, повысить надежность соединения досок составного бруса.

Установка вставок перпендикулярно оси бруса и направлению теплового потока через строительную конструкцию позволяет расположить их таким образом, что в брусе образуются полости и исключается образование «мостов холода», что повышает тепловое сопротивление строительных конструкций из бруса и снижает их вес.

Использование вставок трапецеидального сечения приводит к дополнительному увеличению теплового сопротивления бруса.

Заявляемое изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен вид отфрезерованной наружной доски; на фиг.2 - наружная доска с выполненными в ней отверстиями под ленту; на фиг.3 - составной строительный брус в сборе с крепежным элементом - лентой; на фиг.4 - составной строительный брус с полостями, заполненными теплоизоляционным материалом и установленным межвенцовым уплотнителем.

Способ изготовления деревянного составного строительного бруса осуществляют следующим образом: фрезеруют наружные доски 1 (см. фиг.1), в которых просверливают отверстия 2 (см. фиг.2). Наружные доски 1 и внутренние доски 3 устанавливают в сборочный стапель (не показан). Между досками 1, 3 устанавливают деревянные вставки 4 (см. фиг.3). В отверстия 2 продевают ленту 5, например, типа ПЭТ и натягивают ее с помощью натяжного устройства (не показано) с заданным усилием, например, 200 кН. Концы ленты 5 закрепляют, например, при помощи сварки.

После сборки бруса образовавшиеся воздушные полости заполняют теплоизоляционным материалом 6 (см. фиг.4), а на сопрягаемые при сборке строительных конструкций поверхности бруса закрепляют межвенцовый уплотнитель 7.

По сравнению с известными технологиями сборки брусьев заявляемый способ позволяет снизить трудоемкость и материалоемкость изготовления бруса, а также обеспечить высокие теплоизоляционные свойства и низкий вес строительных конструкций из бруса.

Способ изготовления деревянного составного строительного бруса, включающий обработку досок и их сплачивание с помощью крепежных элементов и заполнение образовавшихся пустот теплоизоляционным материалом, отличающийся тем, что в качестве крепежных элементов используют ленту, при этом между досками устанавливают вставки, например, трапецеидального сечения, а в наружных досках выполняют отверстия, перпендикулярные оси бруса и направлению теплового потока через строительную конструкцию, в которые продевают ленту, натягивают ее и закрепляют концы, например, при помощи сварки.

www.findpatent.ru

---

• 
  Комплектация пластиковых окон при установке
• 
  Правильные пропорции мансардной крыши
• 
  Устройство вальмовой крыши своими руками
• 
  Снегозадержатель самодельный
• 
  Нужна ли окосячка в деревянном доме при установке пластиковых окон
• 
  Регулировка пластиковые окна своими руками
• 
  Конструкция деревянных окон
• 
  Конструкция деревянных окон
• 
  Крыша навесная
• 
  Крыша навесная
• 
  Как установить замок защелку на дверь