При опр-нии несущей способности стальных нагелей (болт) вводится коэф-т kα, учитывающий снижение несущей способности нагеля при приложении нагрузки под углом α к волокнам. При расчете стыков определяется несущая способность нагеля из трех условий (изгиб, смятие крайнего, смятие среднего элемента) и при определении необходимого кол-ва нагелей в стыке в расчет принимается min несущая способность.

Из условия раскалывания эл-тов СНиП устанавливает min расстояние между нагелями. При определении расчетной длины гвоздя не учитывается заостренная часть гвоздей длиной 1,5⋅d, а на каждый шов принимают по 2мм. Если защемленная часть гвоздя менее 4⋅d, его работу в примыкающем шве не учитывают. При свободном выходе гвоздя из пакета расчетную толщину последнего эл-та уменьшают на 1, 5⋅d.

В зав. от количества элементов и направления действующих в них усилий нагельные соединения бывают:

- симметричные, 2-х и более шовные;

- несимметричные.

Соединения на растянутых связях и вклеенных стержнях (см. рис.) рассчитываются по нормальным напряжениям в зависимости от условий работы: у = N / (AHT m) ≤ Ry, где AHT – площадь нетто за вычетом высверленных отверстий, m – коэф. От 0,68 до 0,85.

Для склеивания древесины применяются следующие виды клеев: резорциновые, фенол-резорциновые, алкил-резорциновые, фенольные, карбамидные. Марки клеев ФФ-12, ФРФ-50, ФР-100, КФ-5, КФ-Ж. Склеивают оструганные ровные поверхности, чем тоньше слой клея, тем прочнее соединение. Сращивание досок по длине может выполняться двумя способами:

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?
по пласти; на зубчатый шип (шов одинаково хорошо работает на растяжение, сжатие, изгиб и кручение); встык; ''на ус'' (стык очень материалоемок. В настоящее время применяется только для склеивания фанеры).

Большое значение для обеспечения капитальности клееных ДК имеет поверхностная пропитка их комбинированными гидрофобными синтетическими составами.

3. Основные виды балок на основе древесины. Конструирование и основы расчета.

Дощатоклееные балки получают склеиванием досок синтетическим клеем КБ-3 или РФ-12. дощатоклееные балки обладают рядом ''+'' перед другими составными балками:

1) они работают как монолитные;

2) их можно изготовить с поперечным сечением большой высоты и выгодной формы (двутавр); 3) в балках длиной более 6,5 м стыкование отдельных досок производится вразбежку с помощью зубчатого стыка, и, следовательно, балка не будет иметь стыка, ослабляющего ее сечение;

4) в дощатоклееной балке возможно рациональное размещение досок различного качества по ее высоте и длине.

Доски первой категории ставятся в наиболее напряженные зоны балки, а второй и третьей категории – в менее напряженные. Для пролетов до 7 м могут применяться малогабаритные балки двутаврового и таврового сечения со стенкой из досок на ребро.

''-'' этих балок являются сложность склеивания полки с ребром стенки и пониженная надежность этих балок при непроклеях в швах. Для пролетов 6-15 м в качестве основных несущих конструкций применяются балки, склеиваемые из досок плашмя. По длине доски соединяются зубчатыми стыками вразбежку. Высота балок принимается (1/8-1/12) l. Для обеспечения устойчивости балки из ее плоскости отношение высоты балки h к ее ширине b ограничивается и ≤6, угол наклона двускатных балок i = 2,5-10%.

Клеефанерные балки состоят из фанерных стенок и дощатых поясов. Поперечное сечение клеефанерной балки может быть двутавровым или коробчатым. Так как при этом пояса удалены от нейтральной оси, то материал в таких балках используется наиболее эффективно. Клеефанерные балки могут быть постоянной высоты, двускатными, а также с криволинейным верхним поясом. Фанерная стенка помимо работы на сдвигающие усилия может воспринимать и нормальные напряжения.

Одним из важных преимуществ клеефанерных балок с криволинейным верхним поясом по сравнению с двускатными является то, что они не имеют стыка в коньке и поэтому могут быть выполнены полностью безметальными, что делает их более выгодными к применению в помещениях с агрессивной средой.

Клеефанерные балки рекомендуется использовать для пролетов до 15м, высота в пределах (1/8-1/12)⋅l. Специфической особенностью клеефанерных балок является наличие в них тонкой фанерной стенки (толщиной 10-12 мм), которая требует специальных мер для ее закрепления от потери устойчивости.

Придание жесткости фанерной стенке можно обеспечить двумя способами:

а) постановкой дощатых ребер жесткости;

б) устройством волнистой стенки.

Высота пояса не более 200мм. Общая высота балки определяется размерами фанерного листа (не более 1,5м). Клеефанерные балки рассчитывают с учетом приведенных характеристик. Балки с волнистой стенкой работают как на податливых связях.

Балки армированные стальными стержнями бывают двух типов: симметричные и несимметричные. Хорошая адгезия заливочных компаундов на основе эпоксидных вяжущих не только к древесине, но и также и к стали позволяет при ограниченном габарите по высоте увеличивать их несущую способность, армируя их стальными стержнями. Компаунд обеспечивает надежную совместную работу арматуры и дерева, если давление при запрессовке во время изготовления 0,2-0,3 мПа. Процент амирования 3-4%. Арматура А-III и выше.

Конструирование и расчет дощатоклееных балок.

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.

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%).

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 = bi – Дi > bтр., где

bi – ширина доски по сортаменту;

Дi – соответствующий припуск.

Доски в балках располагаются по высоте сечения по категориям таким образом, чтобы древесины самого высокого качества размещалась в наиболее напряженных зонах, причем количество досок в крайних зонах должно быть не менее двух.

Проверка прочности по нормальным напряжениям.

M(x) – изгибающий момент в опасном сечении;

W(x) = b*h(x)2/6 – момент сопротивления сечения;

h(x) = h0 + 0,01*i*х– высота ригеля в опасном сечении;

h0 = h – 0,01*i*l/2– высота ригеля на опоре

i – уклон балки [%];

mд – коэффициент, учитывающий размеры поперечного сечения балки;

mсл – коэффициент, учитывающий толщину слоев.

Если условие прочности не выполняется, то необходимо увеличить высоту балки на толщину одной или нескольких досок.

Проверка устойчивости плоской формы деформирования.

Под действием нагрузки балка при изгибе может отклониться от вертикальной плоскости, т. е. потерять устойчивость. Поскольку верхний (сжатый) пояс балки раскреплен из плоскости изгиба продольными элементами связей по покрытию, то рассматривается устойчивость не всей балки, а только одного участка. При этом рассматривается участок балки между соседними продольными элементами связей расчетным изгибающим моментом.

Проверка выполняется по формуле:

b и h(x) – ширина и высота расчетного поперечного сечения элемента;

lр – расстояние между точками раскрепления верхнего пояса;

Кф – коэффициент, зависящий от формы эпюры изгибающих моментов на рассматриваемом участке;

Kжn = 1 для балок с параллельными поясами, а для двускатных балок определять по таблице 2 прил. 4 [1].

При нахождении значений коэффициентов Кф и Кжn можно воспользоваться эпюрой 2 по табл. 2 прил. 4 [1].

Проверка скалывающих напряжений.

Qmax – поперечная сила на опоре;

S – статический момент полусечения;

S = b*h2/8

I – момент инерции сечения;

I = b*h0 3/12

Если условие прочности не выполняется, то необходимо увеличить размеры поперечного сечения балки.

Проверка на прогиб от нормативной нагрузки.

При определении прогиба учитывают влияние деформаций сдвига от касательных напряжений. В двускатных балках, кроме того учитывают влияние переменной жесткости:

q – нормативная погонная нагрузка;

l – пролет балки;

Е – модуль упругости древесины, Е = 1000 кН/см2;

I – момент инерции сечения в середине пролета;

К – коэффициент, учитывающий влияние переменной высоты сечения, принимаемый равным 1 для балок постоянного сечения;

с – коэффициент, учитывающий влияние деформации сдвига.

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5