Сплошные дощато-клееные балки. Конструирование и расчёт

Широкое распространение получили составные балки, изготовленные из мелких элементов из древесины более низких сортов и менее ценных пород, фанеры, синтетических и других материалов, повышающих несущую способность балок.. При проектировании клееных балок необходимо выполнять условия: в _ст≥ в _n/2; h/ в≤;6; h_ст/ в _ст≤6; h/ в _n ≤;6 (для балок с параллельными поясами); h_ср/ в≤;8,5 (для двускатных балок). Доски в балках располагаются по сортам, в крайних зонах балок 1 и 2 категорий их количество д. б. не менее двух. Толщина досок не должна превышать 3,5 см (до острожки), 2,0 см- для криволинейных балок. При изготовлении балок из разных пород древесины рекомендуется: а) поперечное сечение принимать прямоугольным; б) в нижнюю растянутую зону балки высотой не менее 0,15h укладывают доски из пород древесины, обладающей прямолинейной структурой волокон и высокой прочностью на растяжение (сосна, береза, лиственница); в) в верхнюю сжатую зону балки высотой 0,15-0,4h укладывают древесину хвойных и лиственных пород с высокой прочностью на сжатие (сосна, береза); г) среднюю зону балки выполняют из древесины с невысокой прочностью (тополь, ольха, осина, пихта). Доски стыкуются зубчатым шипом.

Схема расчета балок.

1.По принятой схеме определяется высота балки в середине пролета. Для двускатных балок высота на опоре д. б. не менее: h₀=h_cp-1/2tgα≥0.4h_cp.

2.Наименьшая ширина балки прямоугольного поперечного сечения или толщина стенки балки двутаврового сечения вычисляется по формуле: b≥ql/19h_on или b_ст≥ql/19h_on и округляется до ближайшей ширины досок по сортаменту (с учетом острожки).

3.Проверяется прочность принятого поперечного сечения по нормальным напряжениям: при расстоянии между закрепленными точками связей ℓ_о≤70 в ²/h_пр- формуле σ=М/10W_расч≤R_u. А при ℓ₀>70 в ²/h_пр с учетом устойчивости плоской формы изгиба- по формуле σ=М/φW_бр≤R_u. Для балок переменного по длине сечения h_пр- высота принятого поперечного сечения , к_ж- коэффициент зависящий от формы и загружения балки.

4.В гнутоклееных балках постоянного сечения проверяются радиальные растягивающие напряжения в криволинейном участке балки по клеевому шву: σ=1,5М/b_расчhR₀≤R_p90, где R₀- радиус кривизны гнутой части; R_р90- расчетное сопротивление древесины растяжению поперек волокон; Балки гнутоклееные передают на опоры распор, который следует учитывать при расчете колонн или стен.

5.Прогиб балки: f_n=f(1+λh²_max/l²)≤f_np, где f=k(q^Hl³/EI_np) I_np=k_жI; λ=0 для балок прямоугольного сечения; λ=38 для балок двутаврового сечения при в _ст/ в _n=1/2. 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).

Рис. 45. Сечение армированной балки: 1-доски; 2-арматура 2d=16 мм; 3- эпоксидный клей.

При коэффициенте армирования 1-3% прочность и жесткость балок увеличивается в 1,5-3 раза.

Расчет производится на прочность по нормальным и касательным напряжениям по приведенным геометрическим характеристикам: σ=M/W_np≤R_u, τ=QS_бр/I_брb_расч≤ R_ск, W_np=2I_np/h; I_np=bh³/12(1+3E_a/E_gμ); S_np=bh²/8(1+2E_a/E_gμ); μ=F_a/bh - коэффициент армирования сечения. Прогиб балок производится с учетом I_пр.