Клеефанерные балки с волнистой стенкой

В клеефанерных балках данного типа фанерная стенка благодаря волнистой форме имеет большую устойчивость, чем плоская, и не нуждается в укреплении ее ребрами жесткости.

Фанерная стенка в таких балках не может воспринимать нормальные напряжения, так как при изгибе балки она будет складываться или распрямляться, т.е. обладает податливостью. Поэтому балка с волнистой стенкой рассчитывается как составная балка на податливых связях.

Балки с волнистой стенкой имеют двутавровое сечение (рис.5.7), постоянные по длине, пролет балок l =6-12 м.

Изготавливаются балки с волнистой стенкой следующим образом:

a) в деревянных балках по шаблонам на копировальных стенках выбираются криволинейные пазы клиновидного сечения, пазы заполняются клеем, а затем фанерная стенка вставляется в пазы и протягивается лебедкой на всю длину балки;

b) деревянный пояс распиливается волнообразно на две части, в распил на клею вставляется фанерная стенка и пояса вместе с фанерной стенкой запрессовываются в ваймах.

Рис.5.7 Клеефанерная балка с волнистой стенкой

Пояса балок выполняют из бруса или клееного пакета из досок. Высоту балки h принимают равной (1/10-1/15) l, высоту стенки назначают из условия h _п=(1/6-1/8) h. Высоту волны стенки назначают из условия h _в≥ b _п/3, (b _п – ширина пояса балки) при соблюдении отношения

h _в/ l _в=1/10-1/20, (l _в – длина волны).

Расчет балки с волнистой стенкой выполняется как составной балки на податливых связях.

Коэффициент податливости В вычисляется по формуле

(5.28)

где S _п – статический момент пояса относительно нейтральной оси балки; E _др – модуль упругости древесины пояса; l – пролет балки; _ф – толщина фанерной стенки; G _ф – модуль сдвига фанеры.

Момент инерции сечения балки как цельного элемента (без учета работы стенки) равен

(5.29)

где b _п и h _{п –} соответственно ширина и высота пояса; h ₀ – расстояние между центрами тяжести поясов, т.е. h ₀= h - h _п.

Коэффициенты, учитывающие податливость волнистой стенки, определяются следующим образом:

коэффициент, снижающий прочность балки

(5.30)

коэффициент, снижающий жесткость балки

(5.31)

Проверка прочности балки по нормальным напряжениям:

в нижнем растянутом поясе

(5.32)

в верхнем сжатом поясе

(5.33)

где М – расчётный изгибающий момент, φ – коэффициент продольного изгиба верхнего пояса из плоскости изгиба; W ₀=2I/ h ₀.

Проверку балки по наибольшим сдвигающим напряжениям проводят, как правило, в опорном сечении по формуле

(5.34)

где R _ф.ср – расчетное сопротивление фанеры срезу; φ _ф – коэффициент устойчивости волнистой фанеры стенки.

(5.35)

где ; k ₂=0, 42 – среднее значение коэффициента, равного отношению высоты волны h _в к длине волны l _в волнистой стенки; – модуль упругости фанерной стенки в направлении поперек оси балки; G _ф – модуль сдвига фанеры; λ _в.ст – гибкость волнистой фанеры стенки, определяемой по формуле

(5.36)

где h _ст= h -2 h _п – высота стенки между поясами; h _в – высота волны стенки.

Прогибы клеефанерных балок с волнистой стенкой определяются как для дощатоклееных балок с использованием жесткости 0, 7 k _ж IE _др.

Контрольные вопросы к главе 5:

5.1. Примеры использования деревянных балок в зданиях и сооружениях.

5.2. Типы деревянных балок.

5.3. Разрезные балки и их расчёт.

5.4. Составные балки на пластинчатых нагелях (балки В.С. Деревягина). Особенности работы и конструирования.

5.5. Расчёт балок Деревягина.

5.6. Клеедощатые балки. Типы балок. Особенности конструкции.

5.7. Расчёт клеедощатых балок на прочность.

5.8. Расчёт клеедощатых балок на жёсткость.

5.9. Особенности расчёта двухскатных клеёных балок.

5.10. Клеефанерные балки с плоской стенкой. Особенности работы, типы поперечных сечений.

5.11. Основы расчёта клеефанерных балок с плоской стенкой.

5.12. Клеефанерные балки с волнистой стенкой. Особенности работы и расчёта.

5.13. Клеёные армированные балки.