 |
Конструктивные решения и расчёт дощатоклееных балок. Общие сведения.
|
|
|
|
Дощатоклееные балки применяют, главным образом, в качестве основных несущих конструкций покрытия сельских, общественных и промышленных зданий, используют их также в виде прогонов, пролеты и нагрузки которых не позволяют применять прогоны цельного сечения, а также в виде главных балок перекрытий, мостов и других сооружений.
В отечественной практике строительства дощатоклееные балки находят применение в покрытиях пролетом до 18 м. За рубежом имеются примеры эффективного применения дощатоклееных балок в покрытиях пролетом до 30 м и более.
Дощатоклееные балки могут быть:
1) односкатными постоянной высоты;
Рис. 1 – Односкатная балка постоянной высоты
2) двускатными переменного сечения, причем h0 не менее 0.4h, где h0 – высота балки у опоры, h – высота в середине пролета;
Рис. 2 – Двускатная балка переменного сечения
3) ломаными, состоящими из двух прямолинейных элементов, соединенных в коньке зубчатым соединением;
Рис. 3 – Ломаная балка, состоящая из двух прямолинейных элементов
4) гнутыми;
Рис. 4 – Гнутые балки переменного и постоянного сечения
Балки склеиваются из досок толщиной не более 42 мм (для гнутоклееных – не более 33 мм). Сечения дощатоклееных балок принимают в большинстве случаев шириной не более 17 см, что позволяет изготовлять их из цельных по ширине досок. Балки большей ширины изготовляют из менее широких досок, склеенных между собой кромками с расположением стыков вразбежку, что увеличивает трудоемкость их изготовления. Формы поперечных сечений балок могут быть весьма разнообразными. Традиционными формами сечения являются прямоугольное массивное, реже двутавровое или тавровое (т.к.они не технологичны в изготовлении).
|
|
|
Рис. 5 – Виды сечений дощатоклееных балок
Высота балок (h) принимается в пределах h=(1/8…1/12)l.
Для обеспечения устойчивости балок из их плоскости отношение высоты балки h к ширине b не должно быть больше 6 (h/b≤6). Дощатоклееные балки с большим отношением высоты к ширине поперечного сечения подлежат проверке на общую устойчивость.
Доски располагаются по высоте сечения балок таким образом, чтобы древесина наиболее высокого качества размещалась в наиболее напряженных нижней и верхней зонах.
Рис. 6 – Расположение досок в балке
По длине доски дощатоклееных балок стыкуются на зубчатый шип. Стыки смежных слоев должны располагаться вразбежку на расстоянии не менее 30 см.
Расчет дощатоклееных балок покрытий.
В большинстве случаев расчет производят по схеме однопролетной свободно опертой балки на равномерную нагрузку q от собственной массы покрытия, балки и массы снега.
Дощатоклееные балки рассчитывают как балки цельного сечения. За основное расчетное сопротивление при изгибе принимается для сосны
1 сорта Ru=14 МПа
2 сорта Ru=13 МПа
3 сорта Ru=8.5 МПа
При расчете дощатоклееных балок выполняют следующие проверки.
1. Проверка прочности по нормальным напряжениям:
Здесь введены коэффициенты к моменту сопротивления:
mδ – коэффициент условий работы, учитывающий влияние размеров поперечного сечения на несущую способность балки, его значение приведено в СНиП II-25-80 в зависимости от высоты сечения h
h=70 см → mδ=1,
h<70 см → mδ >1,
h>70 см → mδ <1;
mф – коэффициент формы, для балок прямолинейной формы сечения mф =1, для балок двутавровых сечений mф даны в учебнике Г. Г. Карлсена в зависимости от отношения ширины стенки к ширине пояса.
Расчетное сечение, где действуют максимальные нормальные напряжения, в балках переменной высоты не совпадает, как в балках постоянной высоты, с местом действия максимального изгибающего момента, поскольку момент сопротивления сечений уменьшается у них от середины балки быстрее, чем изгибающий момент. Расстояние расчетных сечений от опор Х определяется путем отыскания максимума эпюры нормальных напряжений по длине балки.
|
|
|
Это сечение находится из общего выражения для нормальных напряжений
Для нахождения экстремальных точек эпюры напряжений необходимо приравнять нулю выражение, полученное после дифференцирования выражения для σu.
В двускатной балке переменного сечения при равномерно распределенной нагрузке
,
где hоп – высота опорного сечения,
h – высота сечения в середина пролета балки.
Изгибающий момент в этом случае равен
Рис. 7 – Эпюра изгибающего момента М
В гнутоклееных балках дополнительно проверяется еще и напряжения растяжения в гнутой зоне.
|
|
|
