Дерев’яна балка

Реферат: Дерев'яна балка, що складена з клеєного пакета дощок і закріплених сіток з високомодульного матеріалу, причому сітки з високомодульного матеріалу закріплені і вклеєні всередині пакета по всій довжині балки в зонах стискання і розтягування або в приопорних ділянках. UA 80023 U (12) UA 80023 U UA 80023 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до будівництва і призначена для проектування та виготовлення клеєних дерев'яних конструкцій. Клеєні дерев'яні конструкції за рядом техніко-економічних показників мають переваги над металевими і залізобетонними - мала монтажна маса, відносно висока міцність та жорсткість. Проте, залежність властивостей деревини від її будови, необхідність використання значної витрати якісного пиломатеріалу, повзучість при тривалому навантаженні та ін., обмежують сферу застосування та погіршують показники клеєних дерев'яних конструкцій. Одним з напрямів виготовлення клеєних дерев'яних конструкцій є армування сталевими одиночними стрижнями. Введення в деревину сталевих елементів дозволяє значно зменшити негативний вплив недоліків деревини на несучу здатність конструкцій та деталей. Відома конструкція дерев'яної балки, уздовж тіла якої в розтягнутій або в розтягнутій та стиснутій зонах виконують пази. В пази вкладають арматуру, у вигляді металевих стрижнів. Стрижні закріплюють за допомогою замонолічування епоксидним компаундом (див. Щуко В.Ю. Армированные деревянных конструкций в строительстве. ВЛАДИМИР. ВТУ. 2002 г., с. 165). Однак, відома балка має суттєві недоліки: - дуже висока матеріалоємність та трудомісткість конструкції; - тріщини, які з'являються під час експлуатації, легко можуть огинати металеві стрижні та переходити в наступний шар, що може призвести до швидкого руйнування конструкцій; - внаслідок виготовлення пазів багаторазово надрізається дошка для вкладання стрижнів і відбувається ослаблення найбільш навантажених волокон деревини й створюються передумови концентрації напруги в цих місцях, що може являти собою одну з причин виникнення тріщин у тілі конструкції. Найбільш близькою до корисної моделі, що заявляється, є конструкція дерев'яної балки, складена з клеєного пакета дощок. На найбільш напруженій поверхні балки - нижній або нижній і верхній, закріплена сітка з високомодульного матеріалу, наприклад, металу або склопластику, або вуглепластику (див. патент України № 18593 на корисну модель "Дерев'яна балка", опубл. 15.11.2006 p.). Конструкція даної балки вибрана прототипом. Прототип і корисна модель, що заявляється, мають наступні спільні ознаки: - балка складена з клеєного пакета дощок; - на поверхні одної або двох дощок закріплена сітка з високомодульного матеріалу. Недоліками дерев'яної балки за прототипом є недостатня міцність, несуча здатність та деформативність балки, що пов'язано з утворенням нових та існуючих тріщин, які протягом часу розвиваються як по довжині конструкції, так і по глибині поперечного перерізу балки. В основу корисної моделі поставлено задачу розробити удосконалену конструкцію дерев'яної балки, в якій шляхом закріплення сітки з високомодульного матеріалу всередині клеєного пакета дощок по всій довжині балки або в приопорних ділянках забезпечити підвищення міцності, несучої здатності та деформативності балки за рахунок запобігання розвитку нових та існуючих тріщин, які протягом часу можуть розвиватися як по довжині конструкції, так і по глибині поперечного перерізу балки. Поставлена задача вирішена конструкцією дерев'яної балки, що складена з клеєного пакета дощок і закріплених сіток з високомодульного матеріалу, тим, що сітки з високомодульного матеріалу закріплені і вклеєні всередині пакета по всій довжині балки в зонах стискання і розтягування або в приопорних ділянках. Заявлений технічний результат забезпечується завдяки створенню на шляху розвитку тріщини бар'єру з високомодульного матеріалу, який сприятиме "консервації тріщини" і дозволить передбачити передчасне тріщиноутворення та зупинення утворених тріщин, перешкоджаючи їх вільному поширенню з шару в шар в клеєних дерев'яних конструкціях. Армування конструкції шляхом закріплення сітки з високомодульного матеріалу в найбільш напружених зонах балки чинить опір розвитку тріщин, які є джерелом виникаючих додаткових зусиль, що призводять до зміни напружено-деформованого стану. На відміну від прототипу, високомодульний матеріал закріплений не лише на нижній або нижній та верхній поверхнях балки, але і в місцях найбільш можливого виникненнятріщин. На кресленнях зображена клеєна дерев'яна балка, армована високомодульним матеріалом, де: фіг. 1 - повздовжній переріз клеєної дерев'яної балки з суцільним армуванням високомодульним матеріалом по всій її довжині; фіг. 2 - поперечний переріз клеєної дерев'яної балки з суцільним армуванням високомодульним матеріалом по всій її довжині; 1 UA 80023 U 5 10 15 фіг. 3 - повздовжній переріз клеєної дерев'яної балки з армуванням в найбільш небезпечних приопорних ділянках; фіг. 4 - поперечний переріз клеєної дерев'яної балки з армуванням в найбільш небезпечних приопорних ділянках. Дерев'яна балка містить пакет дощок 1 і сітки 2 з високомодульного матеріалу. Сітки 2 закріплені і вклеєні всередині пакету дощок 1 по всій довжині балки в зонах стискання і розтягування (фіг. 1, 2) або в приопорних ділянках (фіг. 3, 4). Спосіб виготовлення дерев'яної клеєної балки, армованої високомодульним матеріалом, передбачає сушіння пиломатеріалів, видалення дефектних ділянок, механічну обробку шарів, зрощення дощок по довжині на зубчастий шип (див. СНиП 11-25-80 Деревянные конструкции. Нормы проектирования). Конструкція балки збирається таким чином: на поверхню дощок 1 в горизонтальному напрямі укладають сітки з високомодульного матеріалу 2 проектних розмірів, і прикріплюють їх до дошки 1, наприклад, скобами. Потім на поверхню сітки 2 з високомодульного матеріалу наносять клей, наприклад епоксидний компаунд, і щільно запресовують клеєний пакет. При експлуатації конструкцій з пошаровим армуванням відбувається перерозподіл нормальних та дотичних напруг із слабкішого неоднорідного матеріалу - деревини дошки 1, на більш міцніший та однорідніший високомодульний матеріал - сітки 2, що підвищує надійність конструкції при тривалій експлуатації. 20 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 Дерев'яна балка, що складена з клеєного пакета дощок і закріплених сіток з високомодульного матеріалу, яка відрізняється тим, що сітки з високомодульного матеріалу закріплені і вклеєні всередині пакета по всій довжині балки в зонах стискання і розтягування або в приопорних ділянках. 2 UA 80023 U Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3