Клеєна двотаврова дерев’яна балка

Корисна модель, що заявляється, відноситься до будівництва, точніше до елементів будівельних конструкцій і може бути використана в будівельних конструкціях будинків та споруд, а також у якості опорних елементів опалубок балкового перекриття, підлог, дахів. Відома клеєфанерна двотаврова дерев'яна балка, яка містить плоску опорну стінку, верхню та нижню полиці, причому опорна стінка виконана із суцільної заготовки, а кожна із полиць є складеною щонайменше із двох елементів з поперечним перерізом у вигляді прямокутних трикутників, де один із катетів кожної із заготовок приклеєний до опорної стінки, а другий лежить на прямій, що проходить через найбільш віддалені точки від вісі симетрії перерізу балки (див. Патент Російської Федерації на винахід № 2052043, кл. Е 04 С 3/12, публ. 10.01.1996 р.). Недоліком відомої балки є необхідність вибору заготовок для опорних стінок, які не мають дефектів стр уктури матеріалу, що не завжди можливо для довгомірних балок, здорожує вироби, або, при зниженні вимог до якості опорних стінок, значно погіршує показники статичної міцності балок. Задачею, що покладена в основу конструктивного рішення корисної моделі, є забезпечення високих показників статичної міцності і, як наслідок, навантажувальної здатності, надійності та довговічності балок при одночасному зниженні собівартості виробів. Ця задача вирішується тим, що у клеєній двотавровій дерев'яній балці, яка містить плоску опорну стінку та жорстко з'єднані з нею з допомогою клею верхню і нижню полиці, відповідно до технічного рішення плоска опорна стінка виконана щонайменше з двох склеєних поміж собою шарів опорних елементів, опорні елементи суміжних шарів розміщені відносно один одного зі зміщенням у поздовжньому напрямку, причому співвідношення мінімальної відстані поміж торцями опорних елементів суміжних шарів до максимальної довжини опорного елемента знаходиться у межах: 0,1 £ A/L £ 0,5, де А - мінімальна відстань поміж торцями опорних елементів суміжних шарів, a “L” -максимальна довжина опорного елемента. В найбільш оптимальному варіанті задача вирішується тим, що плоска опорна стінка балки виконана з опорних елементів з рівними відстанями зміщення поміж торцями опорних елементів суміжних шарів, опорні елементи виконані з фанери, верхня та нижня полиці з'єднані з опорною стінкою по типу “шип-паз”, причому балка виконана з соснових пиломатеріалів з антисептичним просоченням її поверхні та фарбуванням. Виконання опорної стінки з декількох склеєних поміж собою шарів опорних елементів дає можливість використання для опорної стінки балок заготовок меншої довжини, що створює можливості використання більш широкого асортименту пиломатеріалів та зменшує вплив дефектів матеріалу опорної стінки на загальну міцність балки. Максимальна поверхня клеєвого скріплення опорних елементів досягається за умови, коли A/L = 0,5 (тобто відстані зміщення поміж торцями опорних елементів суміжних шарів є рівними). Тому для цього випадку статична міцність балки є найбільшою. Експериментально виявлено, що у випадках, коли співвідношення A/L £ 0,1 різко знижується статична міцність балки, а тому ці ознаки є суттєвими для досягнення потрібного технічного результату. Виконання опорних елементів з фанери зменшує вплив окремих дефектів матеріалу на загальну міцність балки, з'єднання верхньої та нижньої полиць з опорною стінкою по типу “шип-паз” є найбільш оптимальним варіантом надійного скріплення складових частин, використання у якості матеріалів соснової деревини здешевлює виробництво, а антисептичне просочення та фарбування поверхні балки підвищує довговічність. Тому ці ознаки є уточнюючими. Конструкція балки наведена на кресленні Фіг. 1. Корисна модель складається з верхньої 1 та нижньої 2 полиць, між якими розташована плоска опорна стінка, яка виконана щонайменше з двох склеєних поміж собою шарів опорних елементів 3 та 4, бічні ребра яких з'єднані по принципу “шип-паз” з поздовжніми проточками 5 полиць 1 та 2 за допомогою клею. Мінімальна відстань А поміж торцями 6 опорних елементів 3 та торцями 7 опорних елементів 4 повинна задовольняти вимогам 0,1 £ A/L £ 0,5, де L - максимальна довжина опорного елемента 3. Балка, що заявляється, пройшла випробування на міцність з визначенням граничного руйнівного навантаження з використанням гідравлічного преса. Випробування було проведено на 7-ми балках довжиною 1,5м у вигляді симетричного клеєного двотавра, що складається з двох полиць товщиною 40мм, шириною 80мм з соснової деревини та опорної стінки загальною товщиною 20 мм з двошаровими опорними елементами та відстанню поміж полицями 120мм. Результати іспитів наведені в табл. 1 та 2. Іспити були проведені за двома схемами навантаження. Перша схема (табл. 1) - навантаження по центру між опорами через пластину довжиною 140мм, шириною (що дорівнює ширині основи двотавра) 80мм, товщиною 16мм та відстанню між опорами 1000мм. Швидкість навантаження 0,15мм/хв. Др уга схема (табл. 2) - навантаження на другий кінець балки на відстані 1000 мм від місця опори (затиснення) зі швидкістю навантаження 0,25мм/хв. Табл. 1 Навантаження на балку Р, кН.(кгс) 4(407) 8(879) 10(1019) 11(1019) 14(1121) 16(1630) 20(2038) 22 (2242) 25 (2548) 30 (3058) 35 (3567) Руйнівне 1 0,9 1,14 1,2 1,53 1,81 2,32 2,52 2,83 3,41 3,94 46,2 (4709) Номер зразка 3 4 Величина прогину балки (мм) 0,35 0,36 0,75 0,75 0,8 1,11 1,0 1,04 1,18 1,1 1,08 1,35 1,3 1,31 1,52 1,5 1,5 1,95 1,85 1,86 2,23 2,2 2,31 2,42 2,54 2,55 2,96 3,4 3,42 3,46 4,43 40,1 (4087) 35,0 (3567) 36,8(3751) 2 5 0,32 0,7 0,8 0,85 1,1 1,32 1,72 2,1 2.31 2,92 3,35 41,5 (4230) навантаження кН.(кгс) Табл.2 Номер зразка Навантаження на балку, кгс 1 2 Величина прогину балки (мм) 100 200 300 400 500 600 700 Руйнівне навантаження, кгс 2,6 6,0 10,0 15,5 20,0 25,0 30,0 930 2,6 6,8 14,9 21,5 26,0 31,1 37,1 980 Як видно з результатів випробувань, показники статичної міцності конструкції балки, що заявляється, повністю відповідають вимогам Європейського стандарту опорних конструкцій та опалубок ENV-1995-1-1. Клеєна двотаврова дерев'яна балка серійно виготовляється на стандартному обладнанні деревообробного виробництва з використанням відомих те хнологічних операцій: розпилювання заготовок, сушка, фрезерування, нанесення клею і складання балок, склеювання в пресі, формування торців балок по шаблону, нанесення антисептика та фарбування.