Примеры расчета деревянных конструкций: Учебное пособие по дисциплине «Конструкции из дерева и пластмасс», страница 11

1. Конструктивное решение балки.

Принимаем балку покрытия двухскатной, трапециевидного очертания. Высота клеефанерной балки в середине пролета назначается по условиям экономичности и жесткости в пределах 1/7 до 1/9 от длины, а на опорах – в пределах от 1/12 до 1/15 от длины (l) – по условию прочности фанерной стенки на срез.

         Принимаем полную высоту балки h в середине пролета и на опорах h₀  при учете уклона кровли i= 0,1:

 

         Принимаем для стенки балки березовую фанеру марки ФСБ сорта В/ВВ (ГОСТ 3916.1-96) с размерами листов 1525х1525 мм. Стенку балки составляем с наибольшей высотой h=1500 мм и длиной l=12000 мм. Конструкция клеефанерной балки обладает повышенной боковой жесткостью и жесткостью при кручении.

Определение расчетных усилий.

         Наиболее опасное при изгибе двухскатных балок коробчатого и двутаврового профиля сечение балки находится от опор на расстоянии:

где

,

где    =0,1, т.к. уклон кровли принимаем  i= 0,1;

h'₀ – расстояние между центрами сечений поясов на опорах балки.

         Расчетный изгибающий момент в опасном сечении и наибольшая поперечная сила на опоре балки:

2. Подбор сечений элементов балки.

В предварительном расчете элементов сечения требуемую суммарную толщину фанерных стенок балки определяем из условия прочности их на срез по формуле:

где    Q – расчетная поперечная сила балки на опоре,

         k – коэффициент плеча внутренней пары сил в выражении  (h_i  – полная высота балки в i-том сечении), примерные значения которого равны 0.75-0.8 – в опорных и 0.8-0.85 – в пролетных сечениях балки,

         R_ф.ср – расчетное сопротивление срезу семислойной фанеры марки ФСФ сорта В/ВВ толщиной от 8 мм поперек волокон наружных слоев по таблице 10 [1].

       Предварительно требуемую площадь одного пояса двухскатной клеефанерной балки определим по приближенной формуле:

где    М и h – расчетный изгибающий момент и полная высота сечения балки в середине пролета,

         k – коэффициент приведения усилия к расчетному сечению балки.

         3. Проектирование балки.

Принимаем сечения обоих поясов одинаковыми и постоянными по длине балки и составляем их из 4-х вертикальных слоев досок. Наружные слои выполнены из досок 145х55 мм, а внутренние, примыкающие к фанерной стенке, – из двух досок 70х40 мм в каждом слое с зазором между досками 5 мм для снижения дополнительных внутренних напряжений в клеевом шве вследствие большей поперечной усушки досок поясов по сравнению с фанерной стенкой.

         Площадь принятого сечения одного пояса:

         Верхний сжатый пояс проектируем с одним cтыком досок впритык в середине пролета. Этот стык перекрывается парным дощатыми накладками для повышения боковой жесткости. Стыковые накладки сечением 200х75 мм и длиной 600 мм крепятся с каждой стороны стыка четырьмя болтами d=16 мм длиной 360 мм.

         Доски нижнего пояса соединяются по длине зубчатыми стыками, располагаемыми вразбежку, причем в одном сечении допускаются не более одного стыка, расстояние между стыками принимается не менее 300 мм.

         Стенка балки проектируется их 2-х листов семислойной березовой фанеры марки ФСФ сорта В/ВВ толщиной 9 мм с расположением волокон наружных слоев шпонов перпендикулярно к оси нижнего пояса балки. Листы фанеры соединяются по длине балки встык и перекрываются накладками шириной 150 мм по всей высоте стенки.

Рисунок 16. Клеефанерная балка с плоской стенкой.

а – конструкция; б – детали крепления поясов и ребер жесткости со стенками

1 – опорное ребро жесткости; 2 – основное ребро жесткости; 3 – промежуточное ребро жесткости; 4 – фанерная накладка;

5 – стык листа фанерной стенки; 6 – опорное ребро жесткости.