Клеедощатые балки (неармированные). Конструкция, расчёт.

Вид поперечного сечения

Стык слоёв по длине производится на зубчатый шип.

Клееные дощатые балки применяются в междуэтажных и чердачных перекрытиях, покрытиях зданий, а также в качестве сжато-изгибаемых элементов сквозных ферм и трехшарнирных рам и арок, работающих на изгиб от местной нагрузки. Балки большого пролета проектируются в виде многослойного пакета досок прямоугольного или двутаврового сечения Двускатные балки выполняются только прямоугольного сечения. Для обеспечения устойчивости плоской формы балок при изгибе они должны быть раскреплены жесткими элементами покрытия (прогонами, щитами, плитами) с горизонтальными связевыми фермами.

Максимальнуювысоту сечения дощатоклееных прямолинейных балок постоянной высоты, двускатных и гнутоклееных пролетом от 6 до 24 м включительно следует назначать в пределах 1/8–1/12 пролета; ширину — минимальной из условий опирания плит покрытия, прогонов или других вышележащих конструкций и отношения b/h = 1/4 – 1/8. Уклон верхней грани прямолинейных двускатных балок необходимо принимать в пределах 2,5-10%

Балки следует рассчитывать на прочность и жесткость. При расчете гнутоклееных балок на прочность, кроме проверки краевых тангенциальных нормальных напряжений, необходима проверка максимальных радиальных растягивающих напряжений s_r,max, действующих поперек волокон древесины, в соответствии с требованиями

В односкатных и двускатных балках переменного сечения следует учитывать влияние ската на напряжения изгиба параллельно поверхности.

В случае, когда волокна древесины параллельны одной из поверхностей балки и угол ската a£ 10°, напряжения изгиба в крайних волокнах, параллельных поверхности, следует определять по формуле

а на скатной поверхности — по формуле

где f_с,a,d     — расчетное сопротивление древесины сжатию под углом a к направлению волокон.

1)Расчёт по нормальным напряжениям

Тип А: в сечении L/2

Тип Б: в сечении

2)расчёт на скалывающие напряжения

3)на устойчивость плоской формы деформирования

4)по прогибам

54. Колонны решетчатые. Конструкция, особенности расчета.

Решетчатые колонны состоят из двух ветвей и элементов решетки. Воспринимают вертикальные и горизонт нагрузки.

Бывают:1-с параллельными ветвями;2-с наклоннымиВетвь может состоять из одного или двух брусьев, которые располагают по нормали к плоскости колонны. Брусья могут стыковаться по длине. Элементы решетки обычно внецентренно присоединяются к ветвям на болтах.

Рассчитыв только одна ветвь, к которой приложена нагрузка (передается непоср-но на фунд-т).

Отн-но оси 1-1 в плоскости рамы (как сжато-изгибаемый эл-т):

Nm=M/ho

ho – расст между осями ветвей

Км.с. – как в сжато-изгиб элементах

Из плоскостити рамы на уст-ть (как центрально сжатый элемент):

Опред λ1→Кс,х→Км.с. Ветвь 1 – цельное сечение

Если ветвь 1- составное сечение на податливых связях, опред приведенная гибкость λef=  → Kc,x.

Сечение второй ветви приним аналогично первой.

В решетчатых стойках опорные узлы крепления пояса к фундаменту рассчитыва­ют на действие наибольшего растягивающе­го усилия, возникающего в нижней панели одного из поясов.

50. Клеефанерные балки с плоскими фанерными стенками. Конструкция, расчет

Клеефанерные балки состоят из фанерных стенок и клееных деревянных поясов. Поперечное сечение двутавровое или коробчатое. Толщину фанерной стенки принято принимать не менее 8 мм. Высота балок равная 1/8 -1/12 длинны. Для балок с плоской фанерной стенкой целесообразно в местах стыков фанерной стенки устанавливать ребра жесткости. Для получения требуемой длинны листы фанеры склеивают между собой «на ус».

Поперечную устойчивость плоской фанерной стенки обеспечивают дощатыми ребрами, которые ставят по длине балки на расстоянии 1/8—1/10 ее пролета. Опорные ребра принимают такой же ширины, как пояса, а промежуточные—вдвое уже). Ребра, как правило, устанавливают на равных расстояниях, а у опор, при необходимости, их ставят чаще, но не ближе, чем на расстоянии, равном высоте стенки. Возможно укрепление фанеры в опорной панели диагональным ребром.

Ребра должны совпадать со стыками фанерной стенки и располагаться в местах приложения сосредоточенных нагрузок (прогоны, ребра плит и т. п.). Для обеспечения устойчивости двутавровых балок опорные ребра снаружи укрепляют с двух сторон дощатыми накладками, прикрепленными болтами. Ребра приторцовывают к поясам балки и приклеивают.При проектировании необходимо назначать размеры балок таким образом, чтобы было меньше отходов фанеры при раскрое листов стенки, а элементы поясов унифицировать для облегчения организации поточного изготовления конструкций.При расчете фанерных балок с плоской стенкой, расположенной волокнами рубашек вдоль поясов, считается, что нормальные напряжения воспринимаются поясами и стенкой, а перпендикулярно к поясам — только поясами. Касательные напряжения в обоих типах балок воспринимаются фанерной стенкой.

Для расчета устанавливают тип фанерной балки, форму поперечного сечения, высоту балки, расположение фанеры по отношению к поясам и производят статический расчет.

Схема конструктивного расчета балок с плоской стенкой, волокна рубашек расположены вдоль поясов. Балки, составленные из двух материалов (древесины и фанеры), рассчитывают по приведенным геометрическим характеристикам поперечных сечений. Приведение осуществляют к тому материалу, в котором проверяют напряжения:

Определяют высоту балки, поясов и толщину фанерной стенки.

Определяют геометрические характеристики поперечного сечения.

Задают ширину поясов.

Приняв окончательные размеры балки и ее элементов, вычисляют геометрические характеристики и производят полный конструктивный расчет.

4.                Прочность принятого поперечного сечения по нормальным напряжениям проверяют:               для растянутого пояса; для сжатого пояса ; для фанерной стенки

5.                Прочность стенки на действие главных растягивающих напряжений проверяют в сечении: при сосредоточенных нагрузках от покрытия под первым от опоры грузом, при других нагрузках у первого от опоры стыка.

6.                Устойчивость стенки в середине первой от опоры панели.

7.                Проверяют прочность фанерной стенки на срез по нейтральному слою и клеевого шва между шпонами фанеры в пределах ширины пояса балки на скалывание.

8.                Проверяют прогиб балки.

Балки с расположением волокон рубашек стенки перпендикулярно к нижнему поясу рассчитывают по формулам, приведенным для балок с продольным расположением волокон рубашек фанеры без учета работы стенки на действие нормальных напряжений, а устойчивость фанерных стенок проверяют при > 80 по формуле на действие только касательных напряжений (второе слагаемое):

51. Клеефанерные балки с волнистыми фанерными стенками. Конструкция, особенности расчета

Клеефанерные балки с волнистой стенкой (рис. 35.5) относятся к классу малогабаритных балок. Они имеют двутавровое сечение, постоянное по длине. Полки выполняют из деревянных прямоугольных брусков или досок, в пластях которых выбраны волнообразные по длине пазы клиновидного сечения. Фанерная стенка имеет волнистую по длине форму, которая придается ей в процессе изготовления. Волокна наружных слоев фанеры располагаются вдоль стенки. Стенка вклеивается краями в пазы поясов. Благодаря волнистой форме стенка лучше сопротивляется потере устойчивости, чем плоская, и не нуждается в укреплении ее ребрами жесткости.

Расчет клеефанерных балок с волнистой стенкой отличается от расчета балок с плоской стенкой прежде всего тем, что фанерная стенка не может воспринимать нормальных напряжений, так как при изгибе балки она обладает податливостью, способна складываться и распрямляться. Поэтому балку с волнистой стенкой следует рассматривать как составную на податливых связях, где роль податливых связей играет волнистая стенка

52. Колонны цельнобрусчатые и клеедощатые в зданиях с друхшарнирными рамами. Конструкция, расчет. Опрные узлы защемленных и шарнирно опертых колонн.

Колонной называется вертикальный элемент каркаса здания, передающие нагрузку от вышележащих конструкций на фундамент. Колонны рассчитываются: на вертикальные постоянные нагрузки от веса покрытия, стенового ограждения и собственного веса; на вертикальные временные снеговые нагрузки, нагрузки от кранов или инж. оборудования, расположенного в покрытии; на горизонтальные временные ветровые нагрузки и нагрузки, возникающие при торможении подвесных или мостовых кранов.

Деревянные колонны являются сжатыми или сжато-изгибаемыми несущими конструкциями, опирающимися на фундаменты.

Колонны выполняются как из клееной, так и цельной древесины. В клееных колоннах допускается сочетать древесину 2 и 3 сортов, используя в крайних зонах поперечного сечения на 0,15 высоты более высокий сорт, по которому назначается расчетное сопротивление.

При центральном сжатии колонн расчетное напряжение сжатия должно удовлетворять усло­виям

Центрально сжатые элементы постоянного поперечного сечения следует рассчитывать по формулам:

на прочность                       

на устойчивость                   

где f_c,0,d     — расчетное сопротивление древесины сжатию вдоль волокон;

A_d               — расчетная площадь поперечного сечения, принимаемая равной:

k_c                — коэффициент продольного изгиба.

В других случаях напряжения должны удовлетворять условиям

Расчет на прочность по нормальным напряжениям сжато-изгибаемых и внецентренно сжатых элементов следует производить по формуле

,                 

где — изгибающий момент от действия поперечной нагрузки;

— расчетное сопротивление древесины сжатию;

           — расчетный момент сопротивления поперечного сечения;

      — площадь расчетного сечения нетто;

        — коэффициент, учитывающий дополнительный момент от продольной силы вслед­ствие прогиба элемента.

53. Колонны брусчатые составные (на болтах) в зданиях с двухшарнирнымирамами.Конструкция, расчет. Опорные узлы защемленных и шарнирно-опертых колонн.

Составные элементы:а — с прокладками; б — без прокладок

Составные брусчатые колонны изготавливаю из двух и более составленных по высоте сечения брусьев тех же размеров и качества, что и цельнобрусчатые. Составные колонны могут быть без прокладок или с короткими прокладками той же толщины, что и ветви. Соединение колонн выполняется при помощи стальных болтов или шпилек диаметром 12-20 мм. В одном ряду по ширине сечения может быть 1-3 болта. У колонн без прокладок ряды болтов по высоте располагаются по высоте равномерно с основным шагом. В оголовке колонн для равномерного распределения продольного усилия в ветвях устраивается подушка из толстых досок толщиной 60-75 мм. Длинна колонн не более 6,5 м.

Составные элементы на податливых связях, опертые всем сечением, следует рассчитывать на прочность и устойчивость, при этом и определяют как суммарные площади всех ветвей.

Гибкость составных элементов  следует определять с учетом податливости связей по формуле

,                

         — коэффициент приведения гибкости.

Коэффициент приведения гибкости определяют по формуле

,   

При расчете центрально сжатых элементов на устойчивость следует учитывать упругую и упругопластическую работу древесины. Коэффициент продольного изгиба следует определять в зависи­мости от гибкости элемента:

при      при

где с = 0,8 для древесины и с = 1 для фанеры;

С = 3000 для древесины иС = 2500 для фанеры.

Гибкость составного элемента следует принимать не более гибкости отдельных ветвей.

Определение числа связей:

Так как все виды механических соединений обладают податливостью, то в составных элементах под нагрузкой происходит взаимное смещение отдельных ветвей вдоль рабочих швов. Вследствие этого составные стержни имеют меньшую жёсткость и меньшую несущую способность, чем равновеликие им по площади стержни цельного сечения. При расчёте составных элементов учитывается влияние упругой податливости применяемых связей.

Количество срезов связей nс, равномерно расставленных в каждом шве составного элемента на участке с однозначной эпюрой поперечных сил, должно удовлетворять условию: nc ≥ 1,5·(Ма-Мб)·Sбр/(T·Iбр)