1 7. Балки с волнистой стенкой, основы расчета. Технология изготовления.
Относятся к разряду малогабаритных конструкций (до 9 м), поэтому поперечное сечение имеет обычно двутавровую форму, с двумя стенками встречаются редко. Балки достаточно технологичны, что позволяет изготавливать их на поточных линиях. Пояса принимают либо цельными (из брусьев), либо клееными (из горизонтально уложенных досок). Воспринимают нормальные напряжения и работают на растяжение-сжатие.
Вследствие придания волнистости стенке обеспечивается ее жесткость, лучше сопротивляется потере устойчивости (нет необходимости в укреплении ее ребрами жесткости; ставятся только опорные ребра, промежуточные отсутствуют). Волнистая фанерная стенка практически не воспринимает нормальные напряжения, так как при изгибе балки она способна складываться, или распрямляться, те обладает податливостью. В результате податливости волнистой фанерной стенки полки балки будут упруго сдвигаться относительно друг друга. Поэтому на основании исследований балку с волнистой стенкой следует рассчитывать как составную на податливых связях, где роль податливых связей играет волнистая стенка. В расчете податливость фанерной стенки учитывают, вводя специальные коэффициенты.
Толщину фанеры принимают не менее δф≥6мм. Фанерной стенке придают волнистую форму по синусоиде с высотой волны не менее bп/3 . По длине балки проектируют целое число полуволн с соотношением hв/lв = 1:12 – 1:18. Волокна рубашек фанеры в балке располагаются под углом 90 или 45 градусов к поясам. Листы стыкуются на «ус».
Выбранное сечение проверяют на:
Прочность принятого поперечного сечения по нормальным напряжениям:
растянутого пояса по формуле σ = M/Wрасч ≤ Rр.; сжатого пояса по формуле: σ = M/(φу*Wбр) ≤ Rс,
4. Прочность клеевого соединения волнистой стенки с поясами на действие касательных напряжений (скалывание): τш =Qmax*Sп/(Iх*Σhш) ≤ Rф. ск., где hш ≥ 2,5 δф – глубина паза. Проверку балки по наибольшим сдвигающим усилиям производят, как правило, в опорном сечении. При этом определяют сдвигающие напряжения в соединении стенки с полками.
5. Фанерную стенку на срез (по касательным напряжениям) с учетом местной потери устойчивости в опорном сечении: τ=Qmax*Sп/(Ix* δф) ≤ φф*Rф. ср
6. Прогиб балки: f ≤ fпр (аналогично балке с плоскими стенками + момент инерции умножается на коэффициент, уменьшающий жесткость из-за податливости стенки)
Т
ехнологии
изготовления:
Брусья поясов распиливаем по шаблону, склеиваем картину фанерной стенки, зажимаем ее между распиленными брусьями поясов, смазываем клеем и запрессовываем.
Выбиваем в деревянных поясах пазы по лекалу, в эти пазы устраиваем фанерную картину и распираем с помощью деревянных бобышек, пазы заполняем эпоксидным компаундом.
По лекалу в брусьях поясов выбиваем узкий трапециевидный паз, ставим под него жесткую опору, пригружаем края => брус изогнется, и тогда можно затащить в паз фанерную картину => снимаем нагрузку. Глубину пазов принимают по расчету, но не менее hш ≥ δф.