Балки на пластичных нагелях

(балки Деревягина В.С. 1932г.)

Это балки на податливых связях (гвозди)

h_бр =10÷20см.

Балки изготавливают со строительного объема (это выгиб в сторону противоположную нагрузке).

Глубина врезки пластинки в брусок:

b

≤15 см–пластинка сквозная;

b>15 см–глухая.

При увеличении пролета (>6м) балка из 3 брусков.

Обычные стандартные пластинки t_пл=12 и 16 мм.

Работа шва

Эпюра сдвигов по длине балки.

S=A_бр*а

τ=

Просуммируем τ по ширине балки.

τ*b=T_{сдв. ед. дл.}

T_{сдв. ед. дл.}—сдвигающие усилие на единицу длины.

τ*b=

Так как сдвиги у середины малы, то пластинки на ширине 0,2l посередине можно не ставить.

Найдем площадь треугольника из эпюры T_сд.

Σ T_сд.=

Передадим суммарный сдвиг на пластинки расположенные на половине ширине балки.

≤n_сл* T_пл

T_пл—минимальная несущая способность одной пластинки из условия смятия или изгиба.

По длине шва пластинки нагружены неравномерно.

При равномерной расстановке к=1,2, если в середине ничего не ставят к=1,5

n_сл=

Полученные выводы, дают возможность рассчитать прерывистые сварные швы или количество болтов.

Площадь на эпюре T_сд. дает нагрузку на этот узел.

Учет податливости шва при расчете.

(1949г. «расчет составных стержней стропильных конструкций» А.Р. Ржаницын).

I_расч=I_n*k_ж

W_расч=W_n*k_w

k_ж<1 зависит от пролета и числа слоев или числа швов.

Коэффициенты брать в СНиПе.

I_{без связей} =

n—количество брусков, слоев.

N_{без связей} =

k_w—учитывает работу шва (связей).

σ=

Балки с волнистой стенкой.

По длине балки между опорами размещаем целое число полуволн.

1. Балки изготовляются на поточном производстве.

2. Масса балок в 2÷3 раза меньше, чем клееные из досок.

Размеры:

Пролет Высота

l=12м; h=50 см

l=15м; h=60 см (балки для пролетов по двух

пролетной схеме).

Разработаны балки с 2 и 3-мя пазами волнистыми для больших нагрузок.

Металлическая стенка с зубчиками

Расчет балок.

Уменьшение характеристик I и W учитывается коэффициентами k_ж и k_w

σ_{ниж. пояса}=

σ_{верх. пояса}=

φ_у→λ_у=

i_y=0.289b_n

b_n—ширина пояса.

Сопряжение пояса и стенки.

Требование к врезке:

• Конструктивная глубина должна быть такой, чтобы

  1. стенку защемить в поясе.

h_вр≥2,5t_фанеры

2. h_вр,τ=?

0,8МПа — березовая фанера

τ= ≤R_ск 1,5 МПа — сосна, ель

1,8 МПа — бакелизированная фанера

b=2 h_вр Берем R_ск —слабого материала при расчете.

h_вр,τ=

• Пролет балок Размеры 6, 9, 12м по типовой серии.

Балки с плоской стенкой.

Коробчатая балки.

• Пояса — деревянные

• Стенки — из любого материала: бакилизир. фанера, МК

Пролет балки l≤30,4м (типовой серии нет).

Приводим характеристики к тому материалу (напр. пояс) в котором ищем напряжение.

I_{х, прив. к поясу}= I_{х, поясов}+ I_{х, стенки}

W_{х, прив. к поясу}=

σ=

Если стенка из обычной березовой фанеры: Е_стенки<Е_{цельной древесины} — из-за эффекта «слоеного пирога».

Иногда пренебрегают вторым слагаемым для запаса прочности.

Рамы.

1. Гнутоклееные со скачкообразным изменением сечения по длине.

t_д При R=3м → t_д=20 мм

l=12÷24 м

Это птичники, коровники, телятники.

Стоимость приблизительно в 2 раза больше стоимости балок при толщине доски 33мм.

Расход клея приблизительно 30кг на 1м³

Стоимость тонких досок в 2 раза больше, чем при t_д=33 мм

2. Гнуто клееные переменного сечения. (плавательные бассейны, теннисные корты, площадки для игр и т.д.).

l=18, 24, 30 м

3. Рама из прямолинейных элементов.

l=12÷30 м

h_узла=

4. К

   Рама с гнутоклеянной вставкой

   омбинированная рама.

5. Рама из прямолинейных элементов и фанерной стенкой.

Из однопролетных рам собирают многопролетные здания (напр. В Норвегии).

Из полурам собирают круглые в плане здания (лаборатории в Англии и в ФРГ).

6. Многопролетные рамы с неразрезными ригелями.

Это ремонтные мастерские для автомобильной техники. Удобны для крепежа подвесного оборудования и т.д.

Расчетная формула для рам: