Клеефанерные балки. Конструирование и расчёт.

а) С плоской стенкой к_с-в=3…4 изготавливают пролетом до 18 м таврового или коробчатого сечения из водостойкой фанеры с дощатыми поясами. Высоту балки в середине пролета назначают h_ср=(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. При перпендикулярном расположении волокон фанеры к поясам фанерная стенка эффективно работает на скалывание между шпонами и на срез. В этом случае вертикальные стыки можно делать только с помощью фанерных накладок. При направлении волокон фанеры вдоль оси балки стенка лучше работает на сжатие и растяжение при изгибе балки. Стыки здесь легко выполняются путем склеивания листов на ус. По длине балки ребра допускается располагать с разными промежутками. Ближе к опоре они ставятся чаще и не более чем на расстоянии, равном высоте стенки. Ребра должны совпадать со стыками фанерной стенки, а при наличии прогонов в покрытии- размещаться под ними. Опорные ребра, воспринимающие опорную реакцию, выполняют обычно вдвое шире, чем промежуточные. В двутавровых балках для обеспечения их устойчивости опорные ребра снаружи укрепляют с двух сторон дощатыми накладками, прикрепленными болтами. 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 100мм. 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 к_см=3,0-3,5. При расчете балок проверяются нормальные напряжения в поясах и стенке в расчетном сечении х с учетом приведенного момента сопротивления. Расстояние х=lh_on/2h_cp, σ_р=M_x/W_расч≤R_р; σ_сж=M_x/φW_пр.х≤R_с; σ_рф=(M_x/φW_пр.х)(Е_ф/Е_g)≤R_рфm_ф; m_ф- коэф-т учитывающий снижения сопротивления фанеры растяжению в стыке. W_np.x=2I_np.x/h_x; h_x=h_on+ix, i-уклон верхнего пояса.

Касательные напряжения в швах между поясами и стенкой проверяются по формуле: τ=(Q_maxS_gE_g)/(I_np.фnh_nE_ф)≤R_ск.ф S_g- статический момент пояса относительно нейтральной оси; n- число швов, связывающих их стенку с поясами h_n- 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=[E_gI_g+E_фI_ф]к_жк_n, к_τ- коэф-т определяется, как для дощатоклееных балок; k_τ=1/(1+100(h¹_cp/l)²), h¹_ср- высота сечения между осями пояса по середине пролета.

Клеефанерные балки с волнистой стенкой Изготавливают двутаврового сечения длиной до 12 м тремя способами: 1)В цельных брусчатых или клеедощатых поясах выбирают пазы синусоидального очертания, в которые вставляют фанерные изогнутые листы на клею; 2)В прямолинейные пазы шириной, равной двойной высоте волны стенки, заводят изогнутый лист и паз заливают эпоксидной смолой с наполнителем; 3)В прямолинейные пазы заводят прямой лист фанеры и затем деревянными клиньями листу придают нужную искривленную форму, а паз заливают смолой. Такие балки устойчивы, нет необходимости в установке ребер жесткости. к_см=2,5-3. Особенность расчета таких балок заключается в определении W_расч и I_расч. в расчетном сечении. Податливость стенки учитывают коэф-ми: k_w=1/(1+h_n/hB); k_ж=1/(1+B); В=π²S_nE_g/δ_фl²G_ф. W_расч=(2I_δ/h)k_w;

момент инерции сечения без учета податливости стенки.

По прочности и жесткости балки проверяют по формулам:σ=M/W; f=5/384(q^Hl⁴/EI)|(k q^Hl/Eh)|. На срез по нейтральной оси стенки проверяется по формулам: τ=Q_maxS_n/I_nδ_ф≤R_{cp.фφв.ст}; φ_в.ст=k₁k₂/λ²_в.ст; k₂ зависит от h_в/l_в, при 1/12-0,45; 1/15-0,41; 1/18-0,39. λ_в.ст.=(h-2h_n)/(δ_фh_ф)^½, задавшись шириной пояса, находят квадрат гибкости. Далее определяют k₁, затем находят отношение h_в/l_в, приняв φ_в.ст.=1. Прочность клеевого шва стенки с поясом проверяют на скалывание: τ=Q_maxS_n/I_n2в_шв≤R_cк.ф; в _шв- глубина заделки в паз эти балки на 20% экономичнее дощатоклееных.