Балки построечного изготовления.

Плоские сплошные деревянные конструкции – такие, в которых внешняя нагрузка лежит в плоскости симметрии поперечного сеч. элемента и вызывает внутренние усилия, лежащие в той же плоскости, а сечение их не имеет сквозной решетки. К ним относят балки, арки и рамы.

Балки отлич-ся тем, что в них нет распора, а в арках и рамах они есть. Используются в конструкциях от 4 до 27 м, бывают: 1) построечного и 2) заводского изготовления.

К деревянным конструкциям заводского изготовления обычно относят клееные деревянные конструкции.

Балки построечного изготовления - изготовленные на строительном дворе, как правило на неклееных связях, в следствие чего имеет место податливость связей. Рассмотрим два вида.

1. Балка на пластинчатых нагелях (Деревягина)- составная балка образованная сплачиванием по высоте двух или трех брусьев, соединенных между собой деревянными пластинчатыми нагелями (дубовые пластинки).

 

 

В брусьях нашей соединяемой балки надо пробить отверстия (пазы), в которые мы засунем наши пластинчатые нагели. Гнезда для нагелей следует выбивать с помощью электрического цепнодолбежного станка. В нешироких брусьях – сквозные нагели, в брусьях пошире – глухие нагели. Как сделать из этой конструкции монолитную? Деревягин предложил до того, как мы будем выбивать паз в брусьях, положить наши брусья один на другой и пригрузить, и в таком состоянии выбивать пазы и засовывать нагели. После этого пригрузку снимаем – такой порядок изготовления обеспечивает защемление нагелей в гнездах, вследствие стремления брусьев распрямиться, а также лучшую плотность соединения. Теперь конструкцию можно эксплуатировать. Прогнутую балку переворачивают кверху ногами, и провисание превращается в конструктивный строительный подъем (выгиб в сторону обратную прогибу под нагрузкой).

В этих балках соединять брусья по длине нельзя, поэтому длина балок не превышает 6-6,5 м. Их размеры должны обеспечивать достаточное защимление нагеля в бруске. Этому соответствуют цепи станка, позволяющие получить размеры гнезда 58 на 12 мм. Высота брусьев не может быть меньше 140 мм, так как максимальная глубина врезки нагеля 1/5 h_бр.

Основное достоинство этих балок в том, что они могут быть полностью безметальными.

Для устранения вредного влияния усушки устраивают продольные вертикальные пропилы глубиной 1/6 высоты бруса. Такие пропилы препятствуют образованию трещин по линии площадок скалывания между нагелями и таким образом обеспечивают надежность в работе балки.

Балки Деревягина рассчитывают как составную балку на податливых связях с введением коэффициентов, учитывающих податливость связей.

Определяют величину конструктивного подъема по формуле: f_СТР = lδn_Ш / 2h_О (δ- податливость нагельного соединения 0,2 см, l – пролет, hо – расстояние между крайними брусьями, nш – число швов, которые перерезают нагели).

Полученное расчетом кол-во пластинчатых нагелей следует размещать на соответствующей длине балки при их расстановке с шагом S=δпл. S=0,2

Если пластинки не могут быть размещены на балке, то необходимо увеличить ее ширину.

1. Балка 2таврового сечения с перекрестной дощатой стенкой на гвоздях.

Сост-т из дощатых или брусчатых поясов, перекрестной стенки из досок и ребер жесткости.

 

В балках с дощатыми поясами верхние и нижние пояса выполняют из брусьев толщиной 4-6см. Обычно такие балки делаются из двух половинок таврового сечения. К брусьям с помощью гвоздевого забоя прибиваются доски одного направления, далее делается такая же тавровая полубалка, где к другим брусьям прибиваются доски встречного направления. Угол наклона чаще всего 45⁰. Далее каждую доску одного направления мы прибиваем к встречной доске другого направления. Каждая доска должна быть прибита хотя бы в двух местах. Стык организовывается обычным лобовым упором, сверху монтажно привертим на болтах накладки, чтобы избежать горизонтального смещения. Снизу стык перекрываем верхней накладкой из бруса и дополнительной накладкой на болтах.

Пояса соединяют со стенкой расчетным кол-вом гвоздей. Чтобы стенки не теряли устойчивость – дополнительные ребра жесткости, ставят через 1/8 – 1/10 пролета, обычно в местах расположения прогонов кровли или других сосредоточенных грузов для лучшего их распределения между элементами балки. Ребра жесткости делают из поясных брусков, но по ширине вдвое меньше, чем пояса, и прибивают теми же гвоздями, что и пояс. При этом гвозди в ребрах жесткости ставят конструктивно, обычно в 2 ряда. Ширина опорных ребер = ширине поясов.

Пролет до 13 м (исходя из 6,5 типовых материалов). Позволяют перекрывать пролеты под очень тяжелые нагрузки.

Рассчитываем:

брусья поясов воспринимают нормальные усилия, работают на растяжение сжатие. Усилия находим формуле: N_П =M_MAX / h₀ (Mmax – изгиб-й момент, h₀ – расстояние между центрами тяжести верхнего и нижнего бруса.)

Стенка работает на сдвигающие усилия, кот. возникают между стенкой и поясами при изгибе балки, сдвигающая сила определяется T= Q / h₀.

Гвозди, соединяющие пояс со стенкой, рассчитывают на сдвигающее усилие, равное на единицу длинны пояса: а) в балках с параллельным поясами: T= Q / h₀.

б) в балках с наклонным поясом: T = Q\h₀ (-\+) Mtgα / h²₀.