81. Типы и расчет строительных балок (дощатоклеечных и клеефанерных)

Пояса клееных балок с плоской фанерной стенкой следует выполнять из вертикально поставленных слоев (досок). В поясах балок коробчатого сечения допускается применять горизонтальное расположение слоев. Если высота поясов превышает 100 мм, в них следует предусматривать горизонтальные пропилы со стороны стенок.

Для стенок балок должна применяться водостойкая фанера толщиной не менее 8 мм. Расчет следует вести по методу приведенного поперечного сечения исходя из предположения о линейном изменении напряжений по высоте элемента.

Осевые напряжения в полках балки (рисунок 1) должны удовлетворять условиям:

f_c,d k_c f_c,0,d, f _t,d f_t,0,d, где _f,c,d , _f,t,d — сжимающее и растягивающее напряжения в полках балки; f_c,0,d, f_t,0,d — соответственно расчетное сопротивление сжатию и растяжению древесины;

k_c — коэффициент продольного изгиба. Скалывающие напряжения (_w,d) в стенке балки на уровне ее нейтральной оси и скалывающие напряжения (_w,f,d) в швах между поясами и стенкой балки должны удовлетворять условиям:_w,d f_pv,90,d , _w,f,d f_pv,0,d (1) , где f_pv,90,d — расчетное сопротивление фанеры срезу перпендикулярно плоскости листа; f_pv,0,d — расчетное сопротивление фанеры скалыванию в плоскости листа.

Рисунок 1 — Поперечные сечения клеефанерных балок с плоской фанерной стенкой двутаврового и коробчатого сечений

Напряжения сжатияи растяжения в полках балки определяются соответственно по формуле сигма _f,c,d = / M_d W_d , где W_d — приведенный момент сопротивления поперечного сечения;

M_d — расчетный изгибающий момент. Скалывающие напряжения (_w,d) в стенке балки на уровне ее нейтральной оси определяются по формуле _w,d = (V_d S_sd)/(I_d b_d), b_d = , — суммарная толщина стенок. Скалывающие напряжения (_w,f,d) в швах между поясами и стенкой балки определяются по формуле (1) с расчетной шириной сечения, равной b_d = nh_f , где h_f — высота поясов; n — число вертикальных швов.

Устойчивость стенки с продольным по отношению к оси балки расположением волокон наружных слоев следует проверять на действие касательных и нормал. напряжений при условии h_w/b_w > 50,

При поперечном по отношению к оси балки расположении наружных волокон фанерной стенки проверку ательных напряжений в тех случаях, когда h_w/b_w > 80. Напряжения в растянутой фанерной обшивке плит (рисунок 2) и панелей должны удовлетворять условии _f,t,d  k_p f_pt,0,d , где f_pt,0,d — расчетное сопротивление фанеры растяжению; k_p — коэффициент, учитывающий снижение расчетного сопротивления в стыках фанерной обшивки, принимаемый равным при усовом соединении или с двусторонними накладками: k_p = 0,6 для фанеры обычной и k_p = 0,8 для фанеры бакелизированной. При отсутствии стыков k_p = 1; _f,t,d — расчетные растягивающие напряжения в обшивке плит и панелей.

82. Типы и расчет трехшарнирных рам из клееной древесины.

В зависимости от технологии изготовления и используемых материалов 3-хшарнирные рамы делятся на 3 группы: 1) дощатые гнутоклееные; 2) дощатоклееные из прямолинейных элементов; 3) клеефанерные.

Статический расчет трехшарнирных рам производят по общим правилам строительной механики как статически определимых рам цельного сечения при следующих схемах загружения:

а) расчетная постоянная и временная (снеговая) нагрузка на всем пролете; б) расчетная постоянная нагрузка на всем пролете и временная на половине пролета; в) схемы "а" и "б" в сочетании с ветровой нагрузкой.

Например, для П-образных рам без консолей при равномерно распределенной по всему пролету погонной нагрузке реакции трехшарнирной рамы вычисляются по формулам:

(2.1)

При втором загружении, когда временная нагрузка располагается на половине пролета, опорные реакции будут равны:

(2.2)

Для трехшарнирных рам с консолями вылетом а при первом загружении (( ) на всем ригеле) опорные реакции следует вычислять по формулам:

(2.3

Отсюда следует, что при консолях, вылет которых равен половине пролета рамы ( ), распор от нагрузки, расположенной по всей длине ригеля, равен нулю. В этом случае формула для опорных реакций в трехшарнирной раме с консолями и опорными подкосами будут иметь вид:

(2.4)

Изгибающий момент в карнизном узле

(2.5)

Нормальная сила в карнизном узле

(2.6)

В гнутоклееных рамах расчетным загружением также является действие полной расчетной нагрузки по всему пролету. При построении эпюры моментов координаты точки на криволинейном участке оси рамы с максимальным изгибающим моментом определяется из условия равенства нулю поперечной силы:

(2.8)

Максимальный изгибающий момент в расчетном сечении гнутоклееной рамы

(2.11)

Нормальная сила в расчетном сечении

(2.12)

Изгибающие моменты в ригелях рам с консолями и подкосами определяются как в консольных балках.

Усилия в опорных подкосах после определения опорных реакций и распора получают путем разложения опорных реакций на направления подкосов. Для случая вертикальной стойки и внутреннего опорного подкоса, наклоненного к стойке с углом 

(2.13)

Конструктивный расчет трехшарнирных рам по 1-й группе предельных состояний заключается в проверке прочности сжатых и сжато-изогнутых элементов, а также проверки устойчивости плоской формы деформирования рам. Расчет ведется при расчетных нагрузках и сопротивлениях материалов.

По 2-й группе предельных состояний требуется расчет по деформациям.

Проверку нормальных напряжений в рамах следует производить:

– в сечениях по биссектрисе и нормальных к поясу или стойке у конца биссектрисного сечения в рамах с зубчатым клеевым стыком в карнизном узле;

– в криволинейной части в месте наибольшего момента гнутоклееных рам и в нормальных сечениях ригеля и стойки в месте зубчатого стыка (в рамах с гнутоклееной вставкой); – в сечении, нормальном к оси ригеля у конца подкоса и между стойкой и подкосом.