1. Конструирование и расчет дощатоклееных балок

   1. Конструирование балок и компоновка сечения

Высота поперечного сечения в середине пролета балки определяется из условия:

, где

L – пролет балки.

Для двускатных балок высота сечения на опоре определяется с учетом уклона верхнего пояса:

, где

i – уклон верхнего пояса, который можно принять в пределах от 0,03 до 0,1 (от 3% до 10%).

Для отвода атмосферной влаги балки с параллельными поясами устанавливают наклонно, использую колонны разной высоты. При этом уклон выдерживается в тех же пределах.

Ширина сечения определяется на условия обеспечения минимального опирания плит покрытия (по 55 мм) и из соображений устойчивости балок из плоскости изгиба:

b^тр.>h^тр./6 – для балок с параллельными кромками;

b^тр.>h^тр./8,5 – для двускатных балок.

Размеры сечений двутавровых балок должны удовлетворять следующим условиям (рис. 1):

Все размеры поперечного сечения увязывают с размерами пиломатериалов по ГОСТ 24454-80. Для выполнения курсового проекта можно воспользоваться сокращенным сортаментом пиломатериалов хвойных пород (прил. 1). Для изготовления клееных балок рекомендуются доски толщиной t = 40 и 50 мм. Применение более тонких досок несколько увеличивает несущую способность балок за счет меньшего влияния их коробления, но приводит к повышения трудоемкости их изготовления и повышенному расходу клея. Доски перед склеиванием фрезеруют по пластям по 2,5 … 3,5 мм с каждой стороны.

Фактическая толщина досок составит

t_ф = t_н – 2 (2,5 …3,5)

Фактическая высота сечения определяется из условия:

h = t_ф * n > h^тр.

Ширина сечения принимается в большинстве случаев не более 170 мм, что позволяет изготавливать конструкции из отдельных по ширине досок. Балки большей ширины изготавливают из менее широких досок, склеенных. Между собой кромками, с расположением этих стыков в разбежку по высоте. Ширину досок выбирают по сортаменту согласно требуемых размеров сечения с учетом суммарных припусков на усушку и механическую обработку. Эти припуски для пиломатериалов шириной от 75 до 100 мм равны в среднем 10 мм; от 125 до 200 мм – 15 мм. Фактическая ширина определяется по формуле:

b = b_i – Δ_i > b^тр., где

b_i – ширина доски по сортаменту;

Δ_i – соответствующий припуск.

Доски в балках располагаются по высоте сечения по категориям таким образом, чтобы древесины самого высокого качества размещалась в наиболее напряженных зонах (рис. 2).

Причем количество досок в крайних зонах должно быть не менее двух.

2. Сбор нагрузок

Нагрузка на балку состоит из постоянной и временной. К постоянной нагрузке относятся:

- вес кровли q₁;

- вес панели q₂;

- собственный вес ригеля q_р.

К временной нагрузке относится снеговая нагрузка S. Сбор нагрузок производим в табличной форме.

Таблица 1.1

Вид нагрузки	Временная нагрузка кН / м2	Коэффициент надежности по нагрузке	Расчетная нагрузка кН / м2
1. Постоянная
- вес кровли		γ1	q1
- собственный вес плит		γ2	q2
- вес утеплителя		γ3	q3
2. Собственный вес балок		γ4	q4
3. Временная
- снеговая	Sн	γ5	S
Итого:	qн		q

При заполнении таблицы можно принять данные из расчета клеефанерной плиты покрытия (см. раздел 2). Нагрузку , можно вычислить по формуле:

, где

К_св = 5 – для дощатоклееных балок;

К_св = 2,5 – для клеефанерных балок [3].

Коэффициенты надежности принимаются для каждого вида нагрузки по [2]. Расчетной значение нагрузки получают путем перемножения нормативного значения и соответствующего коэффициента надежности по нагрузке.