Зубчатые соединения

а) С выходом на пласть

б) С выходом на кромку

За счет большой поверхности контакта стык практически равнопрочен с основным материалом.

Если притупление увеличить до 3÷4 мм., то прочность стыка падает на 30÷40%.

Зазор на конце притупления 1÷2 мм. для вытекания клея при запрессовке, иначе образуются продольные трещины ( зазор по длине).

Фреза должна быть очень точной и должна обеспечить прочность при повороте доски на 180º.

а) прочнее, чем б) из-за относительно меньшего числа крайних зубьев, которые отгибаются при запрессовке.

Минимальное расстояние между стыками вдоль плети: ≥300 мм.

П

ри склейке пакета

Волокнистый завод так изготавливает балки

Архангельская технология

Вывод: клеевые швы считаем неподатливыми ( Е₀ = 3*10⁴ МПа), а клееные элементы рассчитываем, как элементы цельного сечения.

Балки Балки из досок

Главные размеры:

l=6, 12, 15, 18, 24м.→типовая серия: h/b≈6

Масса этих балок примерно в 2÷3 раза больше металлических за счет неудачной конструктивной формы. Огнестойкость в 4 раза выше, примерно 1 час работает в огне.

С усилениями шпренгелями пролет достигает 100м.

h/l=1/10÷1/12 (1/16)

Поперечные сечения

1. Прямоугольное сечение. Наиболее технологичное.

2. Балка из древесины 2-х сортов.

III сорт использовать нежелательно, т.к. он допускает трещины.

3. Из разных пород

4. Нижние слои (хотя бы одна доска) из шпона. Он повышает несущую способность на 10÷20%(из-за отсутствия косослоя).

5. При вертикальном размещении досок внизу.

6. С рейкой на нижнем поясе.

7. Двутавровые балки. Они в 1,5 раза легче, но менее технологичны.

8. Произвольные сечения

Очертания балок

1. Прямоугольные постоянной высоты

i=1/10÷1/40

2. Односкатные балки

Для прямоугольных элементов t_д после острожки:

t_д=30мм (острожка по пласте);

t_д≈40мм – заготовка.

t_д^max=42мм. Она требует отдельных пазов для уменьшения жесткости.

Балки из тонких досок прочнее, но требуется больше расход клея, и они дороже за счет больших отходов.

3. Двускатные балки

По массе меньше (п. 1) и экономичнее при пролете больше 9м.

4. Балка с приподнятым нижним поясом и зубчатым стыком.

5. Гнутоклеенные. Это преднапряженная балка.

6. Балки произвольного гнутья.

Особенности расчета

1. σ= ≤R_u ­­­­– _­­­прочность.

2. σ= ≤R_u ­– устойчивость.

3. τ= ≤R_ск (R_ск с учетом непроклея).

Считается, что 60% склеивается, а 40%–нет.

Для цельной древесины R_ск выше, поэтому R_ск при расчете берут ниже по клеевому шву.

4. f=f_M+f_Q=f­_M(1+c )

Особенность вычисления σ для двускатных балок

σ_x= =

σ'_x=0

возьмем I-ую произвольную по σ и получим то расстояние х, где σ_max

x=

Армированные дощатоклеенные балки

Позволяют почти в 2 раза экономить древесину и уменьшить почти в 2 раза строительную высоту. Это, как правило, прямолинейные сечения.

σ_т>400 МПа

1–симметричное армирование

2–арматура только в растянутой зоне.

Арматура снижает влияние пороков (косослой, сучки) и позволяет повысить расчетное сопротивление древесины на 10÷15%. Дерево работает хрупко.

Армирование балок

Эпоксидный клей дает малую усадку при затворении.

При расчетах приводим характеристики сечения к тому материалу, в котором ищем напряжение.

I_x­­^{прив.к древесине} =I_{древес.} +I_арм = I_{древес.} +I_арм *nмодулей

nм^ст =21

Рекомендуется 3÷4% армирования.

При армировании 1% арматура практически не включается в работу.

I_x­­^{прив.к др}=

μ=0,03

I_x­­^{прив.к др}= =2,8*

При 3% армировании момент инерции увеличивается примерно в 3 раза.

W

Касательные напряжения:

τ=

С точки зрения расчета сечение приводится к двутавровому:

Чтобы уменьшить концентрацию τ на торцах балки, ставят металлические пластинки (заглушки).

При несимметричном армировании: армируется только нижняя зона и в расчетном смысле сечение становиться тавровым.