Дощатоклееные армированые балки

При ограниченном габарите балок по высоте, можно увеличить их несущую способность армируя их стальными стержнями. Компаунд обеспечивает надежную совместную работу арматуры и дерева, если давление при запрессовки во время изготовления балок будет 0,2-О.ЗмПа Склеиваемые поверхности древесины и стали д.б. без масляных пятен и пыли. Предпочтительно в качестве арматуры использовать круглые стальные стержни периодического профиля с пределом текучести не менее 400МПа. Пазы в древесине для укладки арматуры выбирают фрезерным станком. Они могут быть полукруглыми или квадратными, размером, не больше диаметра арматуры более чем на 1-1,5мм. Процент армирования конструкции не должен привышать 3-4:

М • fc/**,)00 £ 1-4%

Рассчитывают армированные д.к. по приведенным геометр характеристикам, а их поперечное сечение рассматривают как цельное.

Приведенный к древесине момент инерции армированных балок прямоугольного сечения определ-т при двойном симметричном армировании по формуле: Jne=Ja)J+Fen,(rW2)2, где п„ - коэф-т приведения стальной арматуры к древесине; Jap=bh3/12, na=E^Ew-1=20.

При одинарном армировании определяют Fop, центр тяжести приведенного сечения и далее момент инерции по формуле:

ЛпР=Лр+Рдр(пС1,-г1р/2)г+ F,n,(hp-a)z. Приведенные к древесине моменты сопротивления будут равны: при двойном симметричном армировании

WnpH.eB=2Jn^M,i/h, при одинарном армировании WnpHHfl=JnpH,.a/hc, где hr, - расстояние от оси балки до наиболее удаленного сжатого волокна древесины.

Нормальные напряжения; косательные напряжения

приведенный статический моментсдвигаемой части сечения относительно нейтральной оси приведенного сечения; b - ширина сечения; Rck - расчетное сопротивление скалыванию для клееных элементов. Прогиб вычисляют как для клеедощатой балки с введением жесткости EflpJnp

30. Клеефанерные балки с плоскими стенками. Конструкция и расчет.

КФ балки состоят из фанерн. стенок и дощатых поясов. Поперечное сечение КФ балки м/б двутавровым или коробчатым. Фанерная стенка помимо работы на сдвигающие усилия м. воспринимать и нормальные напряжения. Для лучшего использования несущей сп-сти фанерн. стенки целесообразно раполагать фанеру так, чтобы волокна ее наружных шпонов были направлены вдоль оси балки. Кроме того, продольное расположение волокон наружних шпонов позволяет стыковать фанеру на ус. КФ балки м/б постоянной высоты, двускатные, а так же с криволинейным верхним поясом. КФ балки с плоской фанерн. стенкой рекомендуется использовать для пролетов до 18(24)м. Их высоту обычно назначают в пределах 1/8-1/12L, при этом следует учитывать стандартные размеры фанерных листов. Толщину стенки принимают не менее 8мм. Расчет КФ балки производят с учетом работы фанерной стенки на нормальные напряжения. Однако необходимо иметь ввиду, что основная доля нормальных напряжений воспринимается поясами. Поэтому при определении напряжений надо сравнивать их с расчетным сопротивлением древесины растяжению и сжатию, а не изгибу, как это делается в обычных балках. Расчет по методу приведенного сечения. Приводим к фанере, если участок фанеры, к древесине, если поле

mдр=Еф*1,2/Едр, mф= Едр /Еф*1,2, mф=1/ mдр

1. Проверка растягивающих нормальных напряжения в нижнем поясе.

s_max=M(x)/W_{x_пр_др}<R_р*m_сл , x-опасное сечение

2. Расчет сжатого пояса на устойчивость из плоскости: s_{max_с}=M(x)/W_{x_пр_др}*φ_{y_пр}<R_с*m_сл

,

-гибкость пояса из плоскости,lр≈1,5м(ширина плиты)

3. Проверка главных растягивающих напряжений в фанерной стенке (в 1й и 2й панели от опоры и в сжатом сечении х)

, - норм. напр. в стенке на ур-не z-z

- кас. напр. в стенке на ур-не z-z,

τ_ст =Q_х*S_{п_пр.ф} /I_пр.ф

4. Проверка местной устойчивости стенки в приопорных зонах.

Если волокнах вдоль пролета и при h_ст/δ_ст>50, то проверяем на устойчивость, если ≤, то уст. обеспечена.

h_расч=min(а,h_ст),

Если волокна поперек пролета и h_ст/δ_ст>80, то

5. Проверка стенки на срез (на опоре)

τ_ср =Q_max*S_{0_пр.ф} /(I_{0_пр.ф}*Σδ_ф)<=R_{cр_ф}

6. Проверка на скалывание по клеевым швам в

местах приклеивания пояса к стенке.

τ_ск =Q*S_{п_пр.ф} /(I_пр.ф*h_п*n_шва)<=R_{cк_ф}

S_{п_пр.ф} – ст. момент пояса прив. к фанере

7. Проверки прогиба.

,

k –учет переменности сечения,

с – учет влияния деформации сдвига

-прогиб балки пост.сеч.

 

31. Клеефанерные балки с волнистыми стенками. Варианты конструкций, способы изготовления. Основы работы и расчет.

Пролет L 9-15м. Высота сечения h 1/8 и1/ 12 L. Экономия 20%. Одна или 2 фанерные волнистые стенки 6-12мм. Фанера стыкуется на «ус». Пояс из цельных брусков, досок (L≤6м), дощатоклееные (L>6м)

hп=(1/6-1/8) h, hв≥1/3 hп, hп/lв=1/15(1/10-1/20), ап≥2,5толщины фанеры, ап - глубина паза.

Волнистость придает устойчивость стенке за счет появления цилиндрической жесткости, позволяет обходиться без ребер жесткости.

Способы изготовления

1.Для придания волнистости стенки на копировальном станке в досках пояса выбирают криволинейные пазы клиновидного сечения, в к-рые на клею вставляют фанерную стенку с помощью упорных бобышек.

2. Пояс разрезается на 2 части.

Расчет КФ балок с волнистой ст. отличается от расчета балок с плоской стенкой прежде всего тем, что фанерная стенка не м. воспринимать нормальных напряжений, т.к. при изгибе балки она способна складываться или распрямляться, т.е. обладает податливостью. Балку следует расчитывать как составную на податливых связях.

B=π2*Sп*Едр/(k₀*l²*δ_фG_ф) – податливость,

Sп-ст. м-т пояса от-но оси балки, Едр-модуль упр. др., G_ф – модуль сдвига фанеры, k₀- показатель криволинейности.

k_w –коэф. податливости k_w=1/(1+hп/h*В).

1. Расчет на прочность по нормальным напряжениям.

s_р=M/W_о*k_w<R_р*m_сл – в растянутом поясе

s_с=M/W_о*k_w<R_c*φ_y*m_сл – в сжатом поясе, φ_y—коэф. продольного изгиба для верхнего пояса из плоскости.

2. Прочность на скалывание фанеры в соединении пояс-стенка.. τ = QS_п/I₀*b_расч<=R_ск.ф.

b_расч=n*a, n – число клеевых швов, а- глубина паза

3. Устойчивость волн. стенки

τ = QS_п/I₀*δф<=R_cр*φ_{в. ст}

φ_{в. ст}=(k1*k2)/λ²*b*c – к-т уст-ти в. ст.,

- гибкость волн. стенки,

,

k2 – из СНиПа в зав. От hв/lв

4. Прогиб балки

, ,

5. Проверка на смятие опорной площадки

Стойки

Дощатоклееные колонны для зданий с напольнымтранспортом и подносными кранами проектируют, как правило, постоянного по высоте сечения. Для зданий с мостовыми кранами характерно применение колонн с уступом для укладки подкрановых балок.Колонны в фундаментах защемляют одним из способов, показанных на рис..Колонны рассчитывают: на вертикальные постоянные нагрузки от веса покрытия, стенового ограждения и собственного веса; на вертикальные временные снеговые нагрузки, нагрузки от кранов и различных коммуникаций, размещаемых в плоскости покрытия; на горизонтальные временные ветровые нагрузки и нагрузки, возникающие при торможении мостовых и подвесных кранов.

Поперечная рама, состоящая из двух колонн, защемленных в фундаментах и шарнирно связанных с ригелем (балкой, фермой, аркой), представляет собой однажды статически неопределимую систему. Продольное усилие в ригеле такой рамы

 

Х = Хw + Хq

где Хw = 0,5(W’₁-W₁).

От равномерно распределенной ветровой нагрузки на колонны

Хq = (3/16)H(-qак+qот).

От стенового ограждения (условно считая, что вер­тикальное усилие от стенового ограждения приложено по середине высоты колонны)

Х_СТ = 9Mст/8H

После определения усилия в ригеле определяют изгибающие моменты и поперечные силы. Высоту сечения колонны Нк принимают в пределах 1/8—1/15H; ширину b>=hк/5. Принятое с учетом сортамента пиломатериалов и условий опирания ригеля на колонну сечение колонн проверяют на расчетное сочетание нагрузок; в плоскости рамы — как сжатоизгибаемый элемент; из плоскости рамы-— как центрально сжатый элемент.

Предельная гибкость для колонн 120. При определении гибкости расчетную длину колонны в плоскости рамы принимают 2,2Н (при отсутствии соединения верха колонн с жесткими торцами здания горизонтальными связями). При вычислении гибкости колонны из плоскости рамы расчетную длину принимают равной расстоянию между узлами вертикальных связей, поставленных по колоннам в плоскости продольных стен.

Наиболее ответственным в колоннах является жесткий узел, который обеспечивает восприятие изгибающего момента.

Отметим, что необходима также проверка фундамента насмятие под деревянной клееной колонной и прочности траверсы и крепления ее'к4 колонне.

 

 

 

 

 

а — с использованием железобетонного элемента, прикрепляемого к колонне на вклеенных стержнях; 6 — с применением стальных траверс, прикрепляемых к колон­не болтами; /—вклеенные стальные стерж­ни; 2 — анкерные болты; 3 — траверсы; 4 — два слоя толя; 5 — железобетонный эле­мент, заделываемый в фундамент; 6 —же­лезобетонный фундамент