Клеефанерные балки с волнистой стенкой
Изготавливают двутаврового сечения длиной до 12 м тремя способами:
1. В цельных брусчатых или клеедощатых поясах выбирают пазы
синусоидального очертания, в которые вставляют фанерные изогнутые листы на клею.
2. В прямолинейные пазы шириной, равной двойной высоте волны стенки, заводят изогнутый лист и паз заливают эпоксидной смолой с наполнителем.
3. В прямолинейные пазы заводят прямой лист фанеры и затем деревянными клиньями листу придают нужную искривленную форму, а паз заливают смолой.
Такие балки устойчивы, нет необходимости в установке ребер жесткости. ксм=2,5-3.
Особенность расчета таких балок заключается в определении Wрасч и Iрасч. в расчетном сечении. Податливость стенки учитывают коэф-ми:
Момент инерции сечения без учета податливости стенки:
По прочности и жесткости балки проверяют по формулам:
На срез по нейтральной оси стенки проверяется по формулам:
k2 зависит от hв/lв, при 1/12-0,45; 1/15-0,41; 1/18-0,39.
λв.ст.=(h-2hn)/(δфhф)½ (0)
Задавшись шириной пояса, по формуле (0) находят квадрат гибкости. Далее определяют k1, затем находят отношение hв/lв, приняв φв.ст.=1.
Прочность клеевого шва стенки с поясом проверяют на скалывание:
вшв- глубина заделки в паз эти балки на 20% экономичнее дощатоклееных.
5. Деревянные арки. Конструирование и расчет
Арки относятся к плоским распорным несущим конструкциям. Распор у них воспринимается затяжкой фундаментами или контрфорсами. Арки перекрывают пролеты значительной величины- до 100 м.
По геометрической форме арки могут быть круглового, стрельчатого и треугольного очертания. По татической схеме двухщарнирные и трехшарнирные. Если распор не воспринимается фундаментом, то в арках делают затяжки из круглой или профильной стали.
ℓ- пролет; f- стрела подъема; f0- стрела подъема полуарки; S- длина дуги арки; S0- длина хорды полуарки.
Рис. Клеедеревянные арки. а – сегментные; б – треугольные; в – стрельчатые; 1 – без затяжек; 2 – с затяжками.
По конструктивному решению арки могут быть сплошные из прямолинейных блоков и решетчатые, составленные из двух ферм - егментных или с параллельными поясами.
Сплошные арки по поперечному сечению могут быть прямоугольные и двутавровые, по способу изготовления брусчатые, дощатоклееные и клеефанерные.
Для обеспечения устойчивости из плоскости удобнее всего выполнять клеефанерные арки с поперечным сечением, состоящим из полок и двух стенок.
Устойчивость положения арок обеспечивают установкой поперечных скатных связей на расстоянии 25-30 м. Связи могут быть выполнены как из деревянных брусьев, так и из металла в виде профильных или круглых тяжей.
Для обеспечения устойчивости сжатых элементов арки ширина в должна быть не менее 12 см при ℓ<18 м, 14 см при ℓ=18-24 м, 17 см при ℓ=24-30 м, 21 см при ℓ=33-36 м иначе теряется устойчивость из плоскости, или необходимы частые раскрепления.
В общем случае усилия в арке определяются по методам строительной механики в определенных сечениях по формулам:
Расчетная длина ℓ0 для 2-х шарнирных арок с несимметричной нагрузкой в плоскости действия момента ℓ0=0,6S. Для 3-х шарнирных арок с несимметричной нагрузкой ℓ0=0,7S. Для всех остальных случаев ℓ0=0,5S.
Расчетная длина из плоскости действия момента равна расстоянию между узлами крепления связей, прогонов и других элементов покрытия.
Для решетчатых стержней арок расчетная длина сжатых стержней в плоскости равна геометрической длине между центрами узлов, из плоскости ℓ0у=1,25ℓ.
Внешняя нагрузка q+p вызывает в арке момент М:
Чтобы уменьшения Мх (Мб), действующий на линейный элемент арки, продольную силу прикладывают в узлах внецентренно. Опирание арки выполняют неполным сечением с высотой hоп опирания не менее 0,4hсеч.
Схема конструктивного расчета сплошных арок
1. Определяют геометрические размеры арки.
2. Собирают нагрузки, действующие на арку (постоянные и
временные).
3. Определяют усилия: М, Q, N.
4. Принимают размеры поперечного сечения
- для треугольных арок
- для круговых и стрельчатых
Ширина в=h/5, с учетом сортамента пиломатериалов. По выбранному поперечному сечению определяют площадь:
В зависимости от длины закрепления между связями проверяется
устойчивость поперечного сечения.
Если элементы покрытия или связи дают расстояние по длине арки между точками крепления ℓ0>70в2/h, в этом случае проверяют устойчивость поперечного сечения.
Проверка производится по формулам:
Для клеефанерных элементов нижнюю полку рассчитывают на растяжение, а верхнюю полку на сжатие.
Из плоскости проверяют все поперечное сечение на действие
6. Проверяют прочность клеевого шва по формуле:
В клеефанерных арках производят проверку прочности фанеры:
7. Рассчитывают стальную затяжку:
8. Выполняют расчет опорного и конькового узлов арки. В коньковом узле расчет выполняется на смятие:
9. Производят проверку устойчивости арки в монтажных условиях на собственную массу арки по формуле:
