3. Расчет балок

3.1. Общие сведения

Деревянные балки являются наиболее простым и самым распространенным типом строительных конструкций. Они применяются в качестве прогонов кровли, наслонных стропил, балок чердачных и междуэтажных перекрытий малоэтажных жилых домов, промышленных зданий с химически агрессивной средой, сельских производственных зданий и других объектов.

По типу поперечного сечения различают балки цельного сечения, составные бал­ки на податливых связях, клееные деревянные, клеефанерные и армированные клееные деревянные балки. Рекомендуемые пролеты балок 3...18 м, шаг балок принимается в пределах 1…6 м.

3.2. Балки цельного сечения

Балки цельного сечения изготавливаются из досок, брусьев или круглых лесома­териалов. Пролеты балок из-за ограниченного сортамента лесоматериалов не превы­шают 6,5 м. При применении деревянных балок в покрытиях для уменьшения расчетных уси­лий в балках используются разрезные балки, усиленные подбалками. Подбалки, уменьшающие расчетные пролеты балок, подкладываются под стыки балок и скрепляются с ними болтами. В практике современного строительства данный способ практически не применяется. Наиболее распространены многопролетные балки. Балки проектируются в виде многопролетных, статически определимых шарнирно-стержневых систем. Такие системы применяются в тех случаях, когда временная нагрузка постоянна и равномерно распределена по всем пролетам. Так работают балки подвес­ных потолков, прогоны кровли. При проектировании рекомендуется схема со встречным расположением шарниров – по два шарнира в пролете через пролет, исключая крайние пролеты. В зависимости от места расположения шарнира различают две схемы: равномоментную – х = 0,15l и равнопрогибную – х = 0,21l. По конструктивным соображениям предпочтительнее равнопрогибное решение. По такой схеме выполняются консольно-балочные прогоны (рис. 3.1).

Стыки прого­нов по длине осуществляются в местах расположения шарниров косым прирубом. Бо­ковое смещение шарнира предотвращается установкой вертикального болта. Недоста­ток консольно-балочных прогонов–перекрываемый пролет не превышает 4,5м. По равнопрогибной схеме решаются и спаренные неразрезные прого­ны. Они состоят из двух или более рядов досок, поставленных на ребро и соединенных между собой гвоздями. Шаг расстановки гвоздей по длине прогонов на­значается конструктивно 500 мм. Первый ряд досок не имеет стыка в первом пролете, а второй ряд досок - в последнем. Концы досок одного ряда прибиваются гвоздями к доскам другого ряда, не имеющим в данном месте стыка. Стыки досок устраиваются в точках, где изгибающий момент в неразрезных балках меняет знак, т.е. на расстояниях от опор, равных 0,21l.

3.3. Балки составного сечения

Размеры деревянных элементов цельного сечения ограничены сортаментом. Поэтому для увеличения сечений прибегают к устройству балок составного сечения, состоящих из нескольких брусьев или бревен соединенных между собой различного рода связями. Наибольшее применение в практике строительства получили составные балки на пластинчатых нагелях (балки Деревягина) и балки с перекрестной дощатой стенкой на гвоздях.