Балки из цельной и клееной древесины

8.22 Балки следует рассчитывать по двум предельным состояниям на прочность, устойчивость плоской формы деформирования и прогиб.

8.23 Подрезка на опоре в растянутой зоне деревянных изгибаемых элементов глубиной а £ 0,25h допускается при условии:

(77)

где А - опорная реакция от расчетной нагрузки;

b и h - ширина и высота поперечного сечения элемента без подрезки.

Длина опорной площадки подрезки с должна быть не больше высоты сечения h, а длина скошенной части подрезки с₁ - не менее двух глубин а (рисунок 19).

В случае если невозможно выполнить скошенную подрезку или глубина ее превышает 0,25h, необходимо усиление зоны подрезки. Усиление производится вклеиванием поперечных (перпендикулярно волокнам) и наклонных (под углом 45° к волокнам) стержней (рисунок 20).

Длина поперечных стержней должна удовлетворять условию

2а_р £ l_a ³ 0,7h, (78)

где l_a - расчетная длина стержня;

а_р = а - 30 мм (глубина подрезки минус 30 мм на непроклей).

Рисунок 19 – Скошенная подрезка конца балки

Рисунок 20 - Усиление подрезки на конце балки

Расчет стержней производится с учетом того, что все растягивающее усилие воспринимается поперечно вклеенными стержнями. Наклонные стержни воспринимают сдвигающие усилия в зоне трещины и снижают касательные напряжения на приопорном участке.

Расстояние от торца подрезки должно быть 80-120 мм (120 мм для конструкций, эксплуатируемых на открытом воздухе).

Для двух поперечно вклеенных стержней должно выполняться условие

T > 0,7Aa/h, (79)

где Т - несущая способность поперечно вклеенного стержня, определенная по 7.38 при l_р = а_р;

А - опорная реакция;

h - высота сечения без учета подрезки;

а - глубина подрезки.

Для наклонно вклеенного стержня должно выполняться условие

Т ³ 25Aa²(h - a)/h⁴, (80)

где Т - несущая способность поперечно вклеенного стержня, определенная по 7.38, условно принимая уровень площадки опирания за местоположение шва сплачиваниия.

8.24 Клееным балкам с шарнирным опиранием и прямолинейной нижней гранью следует придавать строительный подъем, равный ¹/₂₀₀ пролета. В клееных балках допускается сочетать древесину двух сортов, используя в крайних зонах на 0,17 высоты поперечного сечения более высокий сорт, по которому назначают расчетные сопротивления (R_и).

8.25 Гнутоклееные балки с постоянной или переменной высотой поперечного сечения могут быть как двускатными, так и с верхней гранью положительной и отрицательной кривизны от 10 % до 20 %.

Одна из опор в таких балках, независимо от пролета, должна быть подвижной во избежание возникновения распора.

При расчете гнутоклееных балок на прочность, кроме проверки краевых тангенциальных нормальных напряжений, необходима проверка максимальных радиальных растягивающих напряжений sr_max, действующих поперек волокон древесины, в соответствии с требованиями 6.13.

8.26 Двускатные гнутоклееные балки рекомендуются к применению при уклонах до 20 %. В односкатных и двускатных балках переменного сечения следует учитывать влияние ската на напряжения изгиба параллельно поверхности.

В случае когда волокна древесины параллельны одной из поверхностей балки и угол ската a £ 10° (рисунок 21), напряжения изгиба в крайних волокнах, параллельных поверхности, следует определять по формуле

s_p = (1 + tg²a)M/W_paсч £ R_и, (81)

а на скатной поверхности - по формуле

s_с.a = (1 - 4tg²a)M/W_paсч £ R_с.a, (82)

где R_с.a - расчетное сопротивление древесины сжатию под углом а к направлению волокон, определяемое по формуле (5).

Рисунок 21 - Односкатная балка

8.27 Пояса клееных балок с плоской фанерной стенкой следует выполнять из вертикально поставленных слоев (досок). В поясах балок коробчатого сечения допускается применять горизонтальное расположение слоев. Если высота поясов превышает 100 мм, в них следует предусматривать горизонтальные пропилы со стороны стенок.

Для стенок балок должны применяться водостойкая фанера или LVL толщиной не менее 8 мм.