Балки, армированные стальными стержнями

Хорошая адгезия заливочных компаундов на основе эпоксидных вяжущих не только к древесине, но также вк стали позволяет при ограниченном габарите балок по высоте увеличить их несущую способность, армируя их стальными стержнями (рис. VI.21,a,б). Компаунд обес­печивает надежную совместную работу арматуры и де­рева, если давление при запрессовке во время изготов­ления балок будет 0,2—0,3 МПа. Склеиваемые поверх­ности древесины и стали должны быть без масляных пя­тен и пыли.

По исследованиям, проведенным канд. техн. наук В. Ю. Щуко в Новосибирском инженерно-строительном институте, предпочтительно в качестве арматуры ис­пользовать круглые стальные стержни периодического профиля с пределом текучести не менее 400 МПа.

Пазы в древесине для укладки арматуры выбирают фрезерным станком. Они могут быть полукруглыми или квадратными, размером, не превышающим диаметра ар­матуры более чем на 1—1,5 мм. Процент армирования конструкции не должен превышать 3—4:

ц = (FJbh₀) 100 <: 3 - 4 %. (VI. 72)

Расчетное сопротивление стальной арматуры прини­мают по нормам проектирования бетонных и железобетонных конструкций СНиП 2.03.01—84. Рассчитывают армированные деревянные конструкции по приведенным геометрическим характеристикам, а их поперечное сече­ние рассматривают как цельное.

30. § 5.2. Клеефанерные балки

Клеефанерные балки состоят из фанерных стенок и дощатых поясов (рис. VI.19). Поперечное сечение клеё-фанерной балки может быть двутавровым или коробча­тым. Так как при этом пояса удалены от нейтральной оси, то материал в таких балках используется более эф­фективно.

Фанерная стенка помимо работы на сдвигающие уси­лия может воспринимать и нормальные напряжения (при условии, если волокна наружных шпонов расположены вдоль оси балки). Для лучшего использования несущей способности фанерной стенки целесообразно распола­гать фанеру так, чтобы волокна ее наружных шпонов были направлены вдоль оси балки. При продольном рас­положении волокон наружных шпонов модуль упругости фанеры примерно на 50 % больше, чем при поперечном их расположении, что предопределяет лучшее использо­вание фанеры на сжатие и растяжение при изгибе На ребро. Кроме того, продольное расположение волокон наружных шпонов позволяет стыковать фанеру «на ус». При поперечном расположении волокон этих шпонов стыки можно выполнять только, используя накладки, что менее надежно; к тому же накладки перекрывают стык стенки лишь в чистоте между поясами и, таким образом, уменьшается момент инерции сечения в стыке,

Клеефанерные балки могут быть постоянной высоты, двускатными, а также с криволинейным верхним поясом (см. рис. VI.19, в). Радиус кривизны верхнего пояса кру­гового очертания определяют по уравнению окружности

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 пригодными к применений в помещениях с агрессивной средой, в частности для хими­ческих производств.

Клеефанерные балки с плоской фанерной стенкой ре­комендуется использовать для пролетов до 15 м. Их вы­соту обычно назначают в пределах '/s—Vi2^, при этом следует учитывать стандартные размеры фанерных лис­тов. Толщину стенки принимают не менее 8 мм.

Специфическая особенность клеефанерных балок — наличие в них тонкой фанерной стенки, которая требует специальных мер для ее закрепления от потери устойчи­вости. Придание жесткости фанерной стенке можно обес­печить двумя способами: а) постановкой дощатых-ребер

жесткости (см. рис. VI.19); б) устройством волнистой стенки (рис. VI.20). Для придания волнистости стенке на копировальном станке в досках пояса выбирают криво­линейные пазы клиновидного сечения, в которые на клею вставляют фанерную стенку.

Клеефанерные балки, так же как панели покрытия, рассчитывают с учетом различных модулей упругости древесины поясов н фанерной стейки по приведенным геометрическим характеристикам. Приведение осущест­вляют к материалу, в котором находят напряжения. При определении напряжений в поясах приведенные* характе-» ристики сечения вычисляют по следующим формулам;,

где F_s, /_д, 5_Д —■ соответственно площадь, момеит инерции «статяг-ческий момент поясов, F+, /ф и 5ф — соответоменно площадь, «о* мент инерции и статический момент фанерной стенки; f* — соответ-стве«но модуль упругости фапфы и древесины поясов

31. § 3.2. Клеефанерные панели покрытия

Панели покрытий состоят из деревянного несущего каркаса и фанерных обшивок, соединенных с каркасом водостойким клеем в одно целое, и образующих коробча­тое сечение. Для их изготовления применяют фанеру по­вышенной водостойкости марки ФСФ, а для конструк­ций, не защищенных от увлажнения, — бакелизирован-ную фанеру.

Целесообразность применения клеефанерных панелей определяется малой массой при высокой несущей спо­собности, что обеспечивается совмещением в фанерной обшивке ограждающих и несущих функций как поясов панели, так и настила, который воспринимает местную нагрузку. Клеефанерные панели являются жесткой ко­робчатой конструкцией, которая состоит из дощатых ре­бер толщиной после острожки 33 или 43 мм и фанерных обшиврк толщиной не менее 8 мм (рис. VI.13). При не­обходимости ребра можно делать клееными.

В качестве утеплителя применяют, как правило, не­сгораемые и биостойкие теплоизоляционные материалы, например пенопласт или стекломаты. При изготовлении панели на верхнюю обшивку наклеивают один слой ру­бероида, образующий кровельное покрытие, второй и третий слои рубероида приклеивают после установки панелей на место.

Клеефанерными панелями можно перекрывать проле­ты 3—6 м, а если их ребра клееные — более 6 м. Ширину панели делают равной ширине фанерного листа с учетом обрезки кромок для их выравнивания. Высота панели обычно составляет '/зо—'До пролета. Волокна наружных шпонов фанеры должны быть направлены вдоль оси па­нели, так как при этом создается возможность, во-пер­вых, стыковать фанерные листы по длине «на ус» и, во-вторых, лучше использовать прочность фанеры.

Количество продоль­ных ребер определяют в основном по условию рас­чета на изгиб поперек волокон наружных шпо­нов верхней фанерной об­шивки при действии со­средоточенной расчетной нагрузки 1000 Н с коэф­фициентом перегрузки 1.2- При этом считается, что действие сосредото­ченной нагрузки распределяется на ширину 100 см. Учитывая сопротивление повороту в опорных сечениях верхней обшивки со стороны ребер, можно в качестве расчетной схемы при расчете на временную сосредото­ченную нагрузку принять балку с обоими защемленными концами (рис. VI.14).

Неравномерность распределения нормальных напря­жений в обшивках в ребристых клеефанерных конструк­циях учитывают введением в геометрические характе­ристики приведенной ширины брасч, меньшей действитель­ной ширины Ь_о. Расчетную ширину сечения &_раСч вычис­ляют по формуле b_vae4=0,9b₀ в случае, если /<;6а; и по формуле 6_Расч=О,15(//а)&о при /<6а.

Нормальные напряжения в обшивках определяют по следующим формулам:

1) для верхней сжатой обшивки с учетом ее устойчи­вости

°"о = -^тах/^пр Щ <■ Яф с i (VI. 17)

где од — коэффициент продольного изгиба.