Особенности расчета клеефанерных балок с плоской стенкой

Ввиду неодинаковых модулей упругости древесины и фанеры в рас­четные формулы вводятся геометрические характеристики сечения, при­веденные к наиболее напряженному материалу — древесине:

F _пр = F _д + F _ф (Е_ф /Е_д),   (6.11)

J _пр = J _д + J _ф (Е_ф /Е_д)),   (6.12)

S _пр = S _д + S _ф (Е_ф /Е_д)),   (6.13)

W = 2 J _пр / h               (6.14)

где h — высота балок в расчетном сечении.

Расчет клеефанерных балок с плоской стенкой (см. рис. 6.11, а) ведется с учетом работы фанерной стенки на нормальные напряжения, однако основ­ная доля нормальных напряжений в клеефанерных балках воспринимается древесиной поясов, поэтому нижний пояс балок проверяется по формуле:

 

 σ_р = M / W _пр ≤ R _р         (6.15)

 

Верхний пояс клеефанерных балок проверяется по формуле:

  σ_с = M /φ W _пр ≤ R _с      (6.16)

где φ — коэффициент продольного изгиба из плоскости изгиба для верх­него пояса.

Проверка прочности клеевого шва между шпонами фанеры на скалы­вание (в пределах ширины пояса балки) или проверка клеевого шва между фанерной стенкой и поясами производится по формуле (см. рис. 6.11, а):

 

τ_ш = Q S _п / J _пр h _п ≤ R _ф.ск,  (6.17)

где:   Q – максимальная поперечная сила на опоре;

        S _п   - статический момент пояса относительно нейтральной оси,

S _{п =} F _п h ₀ /2, где h ₀  - расстояние между центрами поясов на опоре,

F _п – площадь сечения пояса балки;

J _пр – приведенный момент инерции балки на опоре; 

_п – суммарная ширина приклейки пояса к фанерной стенки с обеих сторон, _{п =} nh _п, где h _п  - высота пояса; n – число вертикальных швов;

R _ф.ск,  - расчетное сопротивление скалыванию фанеры вдоль волокон наружных слоев, для фанеры марки ФБС – 1,8 МПа, для фанеры марки ФСФ – 0,8 МПА.

Проверка прочности фанерной стенки на срез выполняется по формуле:

τ_ш = Q S _пр / J _пр δ ≤ R _ф.ср,  (6.18)

где    S _пр  - приведенный статический момент половины сечения балки относительно нейтральной оси,

    S _{пр =} F _п h ₀ /2 + δh ² E _ф / 8 E _д;

J _пр  - приведенный момент инерции балки на опоре;

δ – суммарная толщина фанерных стенок;

R _ф.ср – расчетное сопротивление фанеры на срез перпендикулярно плоскости листа, для фанеры марки ФБС – 12 МПа, для фанеры марки ФСФ – 6 МПа.

В необходимых случаях в клеефанерных балках двутаврового и коробчатого сечений прочность фанерной стенки в опасном сечении проверяется на действие главных растягивающих напряжений.

Устойчивость фанерной стенки с продольным по отношению к оси балки расположением волокон наружных слоев следует проверять на действие касательных и нормальных напряжений (при h _ст /δ>50 ). При поперечном по отношению к оси элемента расположении волокон фанерной стенки (h _ст /δ>80) проверка устойчивости производится только на действие касательных напряжений. Прогиб клеефанерных балок рассчитывается по формуле:

f = f ₀ / k [1 + c (h / l)²].