Основные размеры клееных конструкций в метрах

 

Предпоследняя цифра шифра		Последняя цифра шифра зачетной книжки обучающегося
		1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
	L	6	6	6	6	6	6	6	6	6	6
1	H	0,2	0,25	0,2	0,3	0,25	0,3	0,1	0,15	0,1	0,35
	B	0,05	0,05	0,04	0,04	0,06	0,05	0,1	0,15	0,05	0,04
	L	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5
2	H	0,11	0,14	0,14	0,15	0,15	0,13	0,17	0,1	0,13	0,13
	B	0,04	0.04	0,05	0,06	0,08	0,04	0,05	0,06	0,08	0,07
	L	4	4	4	4	4	4	4	4	4	4
3	H	0,06	0,05	0,04	0,05	0,05	0,08	0,07	0,06	0,09	0,08
	B	0.05	0,03	0,04	0,07	0,04	0,05	0,35	0,03	0,06	0,07
	L	7	7	7	7	7	7	7	7	7	7
4	H	0,13	0,1	0,16	0,19	0,15	0,15	0,3	0,19	0,2	0,18
	B	0,04	0,05	0,1	0,04	0,05	0,06	0,03	0,05	0,03	0,04
	L	8	8	8	8	8	8	8	8	8	8
5	H	0,1	0,15	0,2	0,14	0,16	0,18	0,1	0,12	0,13	0,17
	B	0,02	0,03	0,08	0,04	0,04	0,03	0,04	0,05	0,06	0,02
6	L	9	9	9	9	9	9	9	9	9	9
	H	0.1	0,12	0,14	0,13	0,11	0,16	0,15	0,12	0,1	0,12
	B	0,1	0,06	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1	0,05	0,1	0,1
	L	10	10	10	10	10	10	10	10	10	10
7	H	0,1	0,1	0,1	0,11	0,13	0,14	0,15	0,12	0,11	0,09
	B	0,04	0,05	0,03	0,03	0,05	0,04	0,06	0,04	0,05	0,08
	l	3	3	3	3	3	3	3	3	3	3
8	H	0,11	0,14	0,1	0,08	0,07	0,1	0,12	0,09	0,13	0,12
	B	0,04	0,05	0,04	0,06	0,08	0,05	0,1	0,1	0,04	0,05
	L	11	11	11	11	11	11	11	11	11	11
9	H	0,15	0,15	0,15	0,15	0,16	0,16	0,17	0,17	0,12	0,13
	B	0,07	0,08	0,06	0,05	0,05	0,06	0,06	0,08	0,05	0,06
	L	12	12	12	12	12	12	12	12	12	12
0	H	0,11	0,15	0,14	0,16	0,14	0,1	0,12	0,14	0,16	0,15
	B	0,05	0,06	0,07	0,06	0,05	0,08	0,09	0,09	0,09	0,08

 

Примечание.

Верхняя цифра означает длину балки (L), средняя – высоту (Н), нижняя – ширину (В). Недостающие размеры и материал конструкций обучающийся подбирает самостоятельно.

 

Общая характеристика, назначение

И эксплуатационные свойства заданного

Изделия (строительной конструкции)

 

Основой большинства деревянных строительных конструкций являются клееные слоистые балки, выполненные из досок (ламелей), фанеры или иных древесных материалов. Эти балки могут быть самостоятельными несущими (силовыми) элементами строений или входить в состав специальных сборных конструкций (панелей для стен, межэтажных перекрытий и т.д.). Клееные балки имеют разные по форме сечения: прямоугольное, двутавровое, швеллерное и др. (рис. 1).

Рис. 1.Основные видыклееных балок из древесины

 

Балки применяют в качестве опорной системы межэтажных и чердачных перекрытий, несущих элементов каркасов панелей, вертикальных   стоек и колонн. Многослойные балки получают склеиванием досок (ламелей) по пласти с одновременным стыкованием по длине, а во многих     случаях – и по ширине. Простейшими являются конструкции постоянного сечения. Однако, кроме балок постоянной высоты, могут изготовляться и быть эффективно использованы двухскатные балки (см. рис. 1), криволинейные и пр.

Чаще всего клееные балки такого типа применяются для перекрытия пролетов сложных и крупногабаритных строений. Их использование также выгодно в конструкциях малоэтажных деревянных строений, в которых величина пролетов составляет 6–12 м.

Высота балок с параллельными кромками должна составлять не менее 1/12 размера пролета. Для двухскатных балок высота в середине пролета – не менее 0,1 протяженности пролета, а на опорах – не менее 0,5 высоты, принятой в центре. Толщина полок двутаврового сечения, как правило, не превышает 1/6 полной высоты сечения.

Для восприятия перерезывающих сил опорные участки балок двутаврового сечения следует выполнять сплошными. Для обеспечения устойчивости плоской формы деформирования изгибаемой балки необходимо в опорных сечениях установить поперечные связи, которые препятствуют повороту балки вокруг продольной оси. Кроме этого, сжатые пояса соседних балок перекрытия соединяют между собой горизонтальными поперечными связями (прогонами и раскосами), а растянутые – только раскосами. Чтобы усилить местную устойчивость балок с тонкостенными элементами, например из фанеры, устанавливают ребра жесткости.

 

Пример расчета параметров и определение

Эксплуатационной надежности объекта

По совокупности физико-механических

Характеристик

 

Рассчитаем параметры клееной балки, склеенной из сосновых досок и предназначенной для чердачного перекрытия отапливаемого помещения.

Исходные данные

Район строительства – город Екатеринбург, расположенный в III снеговом районе РФ согласно СНиП 2.01.07-85. Расчетное значение снеговой нагрузки S ₀ = l,8 кПа, коэффициент μ перехода от веса снегового покрова земли к покрытию принимаем в соответствии с п.1 обязательного приложения 3 СНиП 2.01.07-85 равным 1,0.

Согласно СНиП нормативное значение снеговой нагрузки равно:

Балка прямоугольного сечения с уклоном верхней кромки 1:10. Пролет балки L = 6 м; отношение h/H–2/3. Расстояние между осями балок – 2 м; материал – сосна.

Решение

Нагрузка на балку рассчитывается исходя из состава материалов, используемых в конструкции кровли строения. Пример определения суммарных силовых воздействий на единицу площади покрытия приведен в табл. 3.

 

Таблица 3

 

Подсчет нагрузок на 1 м² горизонтальной проекции покрытия

 

Нагрузка	Нормативная q i, кН/м2	Коэффициент надежности по нагрузке, γ	Расчетная Р i, кН/м2
Постоянная, в т.ч. рубероидная трехслойная кровля	0,579 0,10	- 1,27	0,66 0,127
Плитный утеплитель толщиной 10 см и плотностью 600 Н/м3	0,06	1,2	0,072
Клеефанерная панель	0,30	1,1	0,330
Собственный вес балки	0,119	1,1	0,131
Временная (снеговая) нагрузка	1,00	1,26	1,260
Всего	1,580	-	1,920

Необходимо привести конструкцию балки в соответствии с заданием.

Собственный вес балки g_CB = 0,119 Н/м².

Нагрузка на 1 м балки:

· нормативная q_H = 1580 ∙ 6 = 9480 Н/м;

· расчетная Р_р= 1920 ∙ 6 = 11500 Н/м.

Статический расчет балки

 

На рис. 2 приведены эпюры балки.

 

 

Рис. 2. Эпюры Q и M

 

Расчет проводим по следующим формулам.

Опорная реакция балки

                                               (1)

где Р_р – расчетная нагрузка, Н/м;

L – длина балки, м.

Расстояние (X, м) от левой опоры до сечения с наибольшим нормативным напряжением

                                                          (2)

где h _оп – высота балки на опоре, м;

h _ср – высота балки в середине, м.

 

Момент в сечении (М_х, H·м)

                                                                                                                (3)

Высота балки (Н_б, м) в сечении

                                                                           (4)

Число целых досок: n = Н_б /B_д, шт.

В_д – ширина доски, м.

Расчетная высота: Н^р_б  = n в_д, м.

Момент сопротивления (W_х , м³) в сечении

                                                                                                                                         (5)

где b – ширина балки, м;

H^р_б – расчетная высота балки, м;

L – длина балки, м.

Максимальное напряжение (, МПа)

                                                                                                  (6)

где М_х –момент сечения х (Н/м),

W _x – момент сопротивления в сечении, м³,

m _б – масса балки, кг.

Момент инерции балки в опорном сечении (J _оп, м⁴)

                                                                                                   (7)

Момент инерции в среднем сечении (J _ср, м⁴)

                                                                                                     (8)

Статический момент в опорном сечении балки (S _оп, м³)

                                                                                               (9)

Касательные напряжения (, МПа)

                                                                                                                 (10)

где Q – опорная реакция.