Расчет клеедеревянных балок.

Клеедеревянные балки из досок, склеенных синтетическим водостойким клеем, являются основным видом составных балок заводского изготовления. Размеры и форма сечений клеедеревянных балок могут быть практически любыми, независимо от ограничений сортамента пиломатериалов. Древесина клеедеревянных балок после искусственной сушки дольше сопротивляется загниванию, чем древесина, не прошедшая подобной сушки. Клеевые соединения жесткие и стойкие против увлажнения обеспечивают монолитность балок. Клеедеревянные сплошные балки имеют, как правило, повышенный по сравнению с неклееными деревянными элементами предел огнестойкости.

Клеедеревянные балки прямоугольных сечений, склеиваемые из досок плашмя, получили наибольшие распространение в строительстве. Они применяются, главным образом, в качестве основных несущих конструкций производственных, сельскохозяйственных, промышленных и общественных зданий. Их используют также в качестве прогонов, пролеты и нагрузки которых не позволяют применять цельнодеревянные прогоны, а также в качестве главных балок междуэтажных перекрытий, балок мостов и в других деревянных конструкциях. В отечественном строительстве применяют клеедеревянные балки пролетом до 24 метров. В зарубежном строительстве имеют примеры клеедеревянных балок при пролетах до 30 метров.

Их изготовляют в основном из сосновой и еловой древесины и в меньших объемах - из лиственничной. В настоящее время исследуются клеедеревянные балки комбинированной конструкции. В таких балках наиболее прочная древесина, например лиственницы, располагается в крайних, самых наряженных зонах сечений, а в средних менее напряженных зонах размещается менее прочная древесина (например, кедр, пихта или даже осина). Такие балки имеют не меньшую несущую способность, но существенно меньшую стоимость.

Сечения клеедеревянных балок принимаются в большинстве случаев шириной не более 16,5 см, что позволяет изготовлять их из цельных по ширине досок. Балки большей ширины выполняются из менее широких досок, склеенных между собой кромками, с расположением этих стыков вразбежку по высоте, что увеличивает трудоемкость их изготовления. Ширина сечения этих балок обычно принимается не менее 1/6 их высоты для большей устойчивости их из плоскости изгиба. Высота сечения балок определяется расчетом и находится в пределах от 1/10 до 1/15 пролета, она увязывается с толщиной досок после фрезерования.

Предварительное определение нагрузки от собственного веса проектируемой несущей конструкции q_св в зависимости от её типа, пролета l, постоянной q^H и временной нормативных нагрузок производят по формуле:

;

Нормативная нагрузка на покрытие от панелей.

;

Значение коэффициента для дощатоклееных балок равно 4 …6 в зависимости от пролета. Принимаем К_св= 4 ( так как длина балки 6 м).

;

Сбор нагрузок на балку.

Снеговая нагрузка для Ⅳ района

;

Коэффициент перегрузки по п. 5,7 СНиП Ⅱ-6-74 при отношении нагрузок , отсюда следует ;

Вид нагрузок	Коэффициент перегрузки γf	Нормативная нагрузка, кгс/м2	Расчетная нагрузка, кгс/м2	На 6 метров балки
				Нормативная нагрузка, кгс/м2	Расчетная нагрузка, кгс/м2
Постоянная нагрузка
Клеефанерная плита		56,93	65,651	284,65	328,255
Многослойная балка	1,1	4,9692	5,466	29,82	32,8
Итого 61,899 71,12 314,47 361,06
Временная нагрузка
Снеговая нагрузка	1,6	141,9	227,04	851,4	1362,24
Полная нагрузка	203,799 298,16 1165,87 1723,3

Расчет сечения балки.

Высоту балки в середине пролета h и на опорах h₀ при уклоне верхнего пояса i = 0,33 принимаем:

; ;

Расстояние x от опоры до наиболее напряженного при изгибе сечения при равномерной нагрузке

,

а высота балки в этом сечении h_х=h=0,5м.

Расчетные изгибающий момент в опасном сечении и поперечная сила на опоре балки

;

;

Требуемый момент сопротивления балки в опасном сечении

;

Коэффициент , принимаем равным 1 по таблице 7(1), т.к. высота сечения балки 0,5м.

-расчетное сопротивление изгибу вдоль волокон (табл.3 (1)).

При известных высотах сечений балки прямоугольного профиля ширина сечения определяется по следующим условиям прочности: по нормальным напряжениям от изгиба

;

на скалывание клеевого шва в опорных зонах

;

-расчетное сопротивление на скалывание, 21 (табл.3 (1)).

Принимаем для балки по сортаменту доски 100*55мм, которые после четырехсторонней острожки будут иметь размеры 80*50 мм. Балка собирается из 10 слоев и имеет размеры: ширина =90мм=0,09м, высота=500мм=0,50м.