Клееные деревянные балки.

Наибольшие распространение получили клеедощатые балки сплошного прямоугольного сечения. Это объясняется простотой их изготовления при высокой степени надежности и огнестойкости.

Клеедощатые балки выпускают, в основном, следующих видов: прямолинейные, одно-, двускатные (рис 14.4.) и гнутоклееные (рис 14.5.). Формирование клееного блока производят путем склеивания по пласти фрезерованных досок толщиной не более 42 мм. В основном применяются доски толщиной 33 мм, т.к. доски большей толщины требуют устройства компенсационных вертикальных прорезей для уменьшения внутренних напряжений возникающих при усушке, а производство досок меньшей толщины сопровождается большим количеством отходов.

Клеедощатые деревянные балки рекомендуется использовать для пролетов 12 м и более. Клеедощатые балки являются сраванительно материалоемкими конструкциями. Так, балки пролетом 18 м по расходу древесины почти в 3 раза превосходят фермы, в 2 раза – треугольные арки с металлической затяжкой аналогичного пролета, но в то же время технологичны в изготовлении и не требуют расхода металла.

Рис. 14.4. Клеедощатые балки прямолинейного очертания.

Рис. 14.5. Клеедощатые балки криволинейного очертания.

Высота сечения балок назначается в зависимости от перекрываемого пролета в пределах и уточняется в соответствии с нагрузкой. Ширина балок назначается по конструктивным и технологическим соображениям. В случае опирания на балки сборных плит покрытия, ширина должна приниматься не менее 120 мм. Максимальная ширина сечения обычно принимается, исходя из ширины используемого пиломатериала (не более 150 мм) и, при необходимости, может быть увеличена путем склейки досок по кромкам.

На опорах древесина балок воспринимает опорные реакции, направленные поперек волокон, поэтому балки больших пролетов часто имеют недостаточную несущую способность на смятие приопорных участков. Наиболее простое решение по усилению опорных частей заключается в установке детали на вклеенных стержнях (рис. 14.6.). Количество вклеенных стержней, воспринимающих опорную реакцию, определяют расчетом на продавливание.

Рис. 14.6. Усиление опорной части клеедощатой балки.

Для коротких балок (l ≤ 7h) и балок с большой высотой поперечного сечения (h > 2b), где касательные напряжения имеют большие значения и высока вероятность разрушения балок от скалывания, длина вклеенных стержней должна быть не менее 75% от высоты балки на опорах. Таким образом, вклеенные стержни одновременно повышают прочность древесины на скалывание вдоль волокон при изгибе.

Расчет на прочность по нормальным и касательным напряжениям производят по формулам для расчета изгибаемых элементов с учетом коэффициентов m_б и m_сл, которые зависят от высоты поперечного сечения и толщины склеиваемых досок соответственно.

Рис. 14.7. Расчетные схемы балок с переменной высотой поперечного сечения.

Для односкатных и двускатных балок (рис. 14.7.), при загружении равномерно распределенной нагрузкой q, расчетный изгибающий момент определяется в сечении, которое находится на расстоянии х от опоры (для односкатных балок - от опоры с меньшей высотой сечения):

где l – пролет балки;

h – высота сечения балки на опоре, но не менее 0,5H ;

H – высота сечения балки в середине пролета (для двускатных), или высота балки на второй опоре (для односкатных).

Величина изгибающего момента в этом сечении определяется по формуле:

Высота расчетного поперечного сечения балки на расстоянии х от опоры определяется по формуле: где і - уклон балки.