Лекция № 14

Деревянные балки. Деревянные балки сплошного сечения.

Деревянные балки сплошного сечения из цельной древесины используют в качестве элементов перекрытий и покрытий в зданиях и сооружениях малых пролетов (до 6 м).

Из опыта проектирования, соотношение между размерами сечения балки b×h и перекрываемым пролетом l рекомендуется принимать:

При опирании балок иногда при­ходится делать подрезку у опор. Около подрезки, в мес­те резкого изменения высоты сечения балки, возникают значительные скалывающие и раскалывающие напряжения.

Рис 14.1. Подрезка балки у опоры.

Чтобы исключить хрупкое разрушение, допускается де­лать на опоре подрезку растянутых (нижних) волокон изгибаемых элементов цельного сечения глубиной а ≤ 0,25h (рис. 14.1.) при условии:

R/bh ≤ 0,4 МПа,

где R — опорная реакция балки от расчетной нагрузки;

b, h — ширина и высота поперечного сечения балки без подрезки.

Длина опорной площадки подрезки с не должна пре­вышать высоты сечения балки h.

Для постепенного изменения высоты сечения делают скошенную подрезку. Длина скошенной части должна быть не менее удвоенной глубины подрезки: с₁ ≥ 2а.

Междуэтажные деревянные перекрытия.

Балки междуэтажных и чердачных перекрытий из цельной древесины рекомендуется использовать для пролетов 3...4,5 м с шагом балок а от 0,6 до 1 м (рис. 14.2.).

Балки междуэтажных перекрытий рассчитывают по первой группе предельных состояний - по прочности на поперечный изгиб под действием постоянной равномерно распределенной нагрузки от собственного веса балки и других элементов перекрытия, а также временной (полезной нагрузки) на перекрытие от веса людей, мебели и т.п. Также балки проверяют по второй группе предельных состояний – определяют максимальный прогиб в середине пролета.

Рис 14.2. Междуэтажное деревянное перекрытие.

Составные деревянные балки.

Составные балки применяют в тех случаях, когда размеров имеющегося сортамента пиломатериалов недостаточно для перекрытия требуемого пролета и классифицируют по способу изготовления: индустриального – в заводских условиях и построечного – непосредственно на строительной площадке. В последних, как правило, в качестве соединения используются упруго-податливые (механические) связи - нагели различных типов, гвозди, шпонки и др. К балкам индустриального изготовления относят клеедощатые, двутавровые балки, балки коробчатого сечения и армированные балки из клееной древесины.

Составные балки на упруго-податливых соединениях состоят из брусьев или бревен без продольных стыков, скрепленных по высоте.

Рис. 14.3. Балки Деревягина.

1 – брусья;

2 – дубовые или березовые пластинки.

Составные балки на пластинках, предложенные В. С. Деревягиным (рис. 14.3.) состоят из двух или трех брусьев, соединенных по высоте вкладышами – пластинками из твердой дубовой или березовой древесины, которые вставляются в пазы в сомкнутых кромках брусьев. При изготовлении таких балок брусьям придают небольшой выгиб, благодаря чему пластинки прочно защемляются в пазах. Пластинки работают как нагели - на изгиб и смятие древесины поперек волокон.

Расчет составных балок из брусьев и бревен производится по несущей способности при изгибе с учетом податливости их соединений, в результате которой несущая способность составных балок уменьшается по сравнению с цельнодеревянными или клеедощатыми балками.

Проверка нормальных напряжений в балках при изгибе производится по формуле для расчета изгибаемых элементов с учетом коэффициент податливости соединений k_w, который зависит от числа соединяемых элементов, пролета балки и принимается по СНиП. Например, для составной балки из двух брусьев пролетом 6 м k_w = 0,9.

Расчет соединений составных брусчатых балок производится на действие сдвигающих сил в плоскостях между элементами балок.

Расчет составных брусчатых балок из условия максимального прогиба производится по той же формуле, что и цельных изгибаемых элементов. Увеличение их прогибов в результате податливости соединений учитывается коэффициентом снижения жесткости k_ж, который принимается по СНиПу.