15. Клееные деревянные балки.

1 . Дощатоклееные балки. «+» работают как монолитные; их можно изготовить с поперечным сечением большой высоты; в балках длиной более 6м отдельные доски стыкуют по длине с помощью зубчатого шипа и → балки не будут иметь стыка, ослабляющего сечение. Для пролетов 6-24м применяют балки, склеиваемые из досок плашмя. Высоту балок принимают в пределах 1/8 – 1/12l. Ширину балок берут минимальной и определенной из условия опирания панелей покрытия и обеспечения монтажной жесткости. Уклон верхней грани 2скатных балок принимают 2,5-10%.

При склеивании можем изогнуть древесину любой формы, но наиболее часто встречающиеся кф балки имеют следующие фасадные формы: постоянной высоты, двускатная, односкатная, двускатная балка постоянной высоты с клеевой вставкой.

Двускатные и односкатные балки для уменьшения расхода материала обычно выклеиваются следующим образом: нижняя часть из плетей постоянной длины, верхняя из плетей ступенчато-уменьшенной длинны.

Поперечное сечение кд чаще всего выполняется в виде прямоугольника, однако при этом для экономии можем использовать древесину плетей разного сорта. Самые большие напряжения в верхней и нижней части – древесина более высокого сорта, в середине – древесина более низкого сорта, причем при расчете говорим, что сечение все из древесины первого сорта.

Если балки большого пролета, делают двутаврового сечения из отдельно выполненных пакетов (стенку и полки), которые впоследствии склеиваются. Если балки большие и под тяжелую нагрузку, располагаем плети пастями параллельно поясам, если не очень большая нагрузка – располагаем вертикально, тем более что пакет мы можем выклеить шириной больше, чем ширина одной доски. Правда, при выклеивании большого пакета требуется перевязка швов на ширину, не менее ширины одной доски.

Алгоритм расчета:

по 1 предел. сост.

а) по нормальным напряжениям

σ_и = Mmax / W ≤ m_б m_сл R_и здесь коэф-т условия работы m_б учитывает влияние размеров поперечного сечения, m_сл – толщину слоев.

б) по скалыванию (скалывающ-е напряжения проверяют в сечении с максимальной поперечной силой Q) τ = QS/Jb≤R_СК (S-стаич-й момент брутто сдвигаемой части поперечного сечения эл-та, J- момент инерции, b – ширина балки, расчетное сопротивление скалыванию при изгибе для клееных эл-в).

!!! В 2скатных балках при равномерно распределенной нагрузке сечение с максимальным нормальным напряжением не совпадает с положением максимального момента. Это сечение находится из общего выражения для нормальных напряжений, его дифференцируют и приравнивают к нулю, откуда получают, что указанное сечение отстоит от опоры на расстоянии → х=lh_ОП / 2h_СР. (l-пролет, hОП –высота на опоре, hСР – в середине пролета)

!!! Для балок прямоугольного сечения из пакета досок необходимо производить расчет на устойчивость плоской формы деформирования: σ_И = М/φ_М W_бр ≤ R_И m_б m_сл .

φ_М = 140 (b² / l_ph)K_ф.- коэф-т устойчивости. lp-расстояние между опорными сечениями балки, а при закреплении сжатой кромки балки в промежуточных точках от смещения из плоскости – расстояние между этими точками b – ширина поперечного сечения h – максимальная высота поперечного сечения на участке lp, Кф – коэф-т, зависящий от формы эпюры изгибающих моментов на участке lp.

по 2 предел. сост.

Н аибольший прогиб шарнирно опертых и консольных балок постоянного и переменного сечений. f/l ≤ [f/l] где f = f₀ / k [1+c (hо/l)²]. f₀ – прогиб балки максимальной постоянной высоты по формулам строительной механики, h – наибольшая высота сечения, l – пролет балки, k – коэф-т учит-й влияние переменности высоты сечения, принимаемый 1 для балок постоянного сечения, с – коэф-т учит-й влияние деформаций сдвига от поперченной силы.