Составная деревянная балка на металлических зубчатых пластинах

Изобретение относится к области строительства, в частности к области изготовления и усиления деревянных конструкций, и может быть использовано для деревянных несущих конструкций зданий и сооружений. Балка состоит из двух и более брусьев древесины, объединенных по высоте металлическими зубчатыми пластинами по боковым поверхностям. Изготовление балок выполняется из пиломатериалов I и II сорта влажностью 12%. Металлические зубчатые пластины выполняются из оцинкованной стали. Площадь пластин уменьшается по мере удаления от опор составной балки к середине. Данная балка позволяет упростить конструкцию и снизить металлоемкость пластин, следовательно, сократить стоимость всей балки в целом. 2 ил.

 

Изобретение относится к области строительства, в частности к области изготовления и усиления деревянных конструкций, и может быть использовано для деревянных несущих конструкций зданий и сооружений.

В 1982 году были разработаны рекомендации по проектированию и изготовлению дощатых конструкций с соединениями на металлических зубчатых пластинах (Рекомендации по проектированию и изготовлению дощатых конструкций с соединениями на металлических зубчатых пластинах / ЦНИИСК им. Кучеренко, М., 1983 г. - 40 с.). В рекомендациях рассмотрены основные вопросы изготовления, проектирования и эксплуатации конструкций на металлических зубчатых пластинах, приведена несущая способность пластин различных способов сопряжения узлов в несущих конструкциях.

Для малоэтажного домостроения не решены вопросы изготовления конструкций. При больших пролетах нужны большие сечения балок. Получить их можно с помощью составных конструкций. Соединения на металлических зубчатых пластинах увеличивают прочность составной балки по нормальным и касательным напряжениям, а также воспринимают опасные для древесины растягивающие напряжения, действующие под углом к волокнам древесины, что очень важно, учитывая анизотропные свойства древесины.

Известно техническое решение изготовления составной деревянной балки (авторское свидетельство СССР №919601, МПК Е04С 3/02, 1982 г. - аналог). Распил заготовки данной балки производят по синусоиде и взаимно смещают полученные брусья на половину длины волны синусоиды, а сплачивание брусьев производят зубчатыми пластинами, которые располагают по бокам балки в точках контакта гребней синусоидальных поверхностей брусьев с шагом, равным длине волны синусоиды.

Недостатком данного технического решения является сложность изготовления брусьев путем распила заготовок по синусоиде.

Известно техническое решение изготовления деревянной балки составного сечения на наклонно вклеенных связях (Патент RU 2173376 С1, МПК Е04С 3/14, 2001 г. - аналог). Изобретение направлено на создание деревянных балок составного сечения на наклонно вклеенных связях, обеспечивающих сплачивание соединяемых между собой элементов таким образом, чтобы они работали как одно целое. Соединительные элементы - металлические стержни установлены под углом ∠α в пределах от 30° до 45°, с шагом s, лежащим в интервале h≥s≥10d, где h - высота сечения балки, d - диаметр стержней, при этом стержни заглублены в нижнем элементе балки на глубину 1≥20d.

Недостатком данного технического решения является сложность установки металлических стержней под заданным углом, а также ослабление сечения балочного элемента.

Известно техническое решение изготовления деревянной балки, включающей в себя составленные по высоте с зазором или без него брусья, соединенные между собой по боковым граням крестообразными связями, выполненными из двух одинаковых взаимно перпендикулярных стержневых элементов, вклеенных в соответствующие им канавки, выбранные по поверхности боковых граней брусьев (авторское свидетельство СССР №1203215, МПК Е04С 3/12, 1986 г. - аналог).

Недостатком данного технического решения является сложность изготовления соединения и металлоемкость стержневых элементов.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является деревянная балка, состоящая из двух ярусов древесины, соединенных металлическими зубчатыми пластинами, одинаковыми по размеру и равномерно расположенными по всей длине (Логинова К.В., Миронов В.Г. Результаты расчета составной балки на металлических зубчатых пластинах // Современные наукоемкие технологии. - 2014. - №5-1. - С. 155-157 - прототип).

Недостатком прототипа, как и в предыдущем аналоге, является большая металлоемкость пластин.

Задачей изобретения является снижение металлоемкости пластин.

Это достигается путем рационального распределения металлических зубчатых пластин вдоль длины балки.

На фиг. 1 представлена модель составной деревянной балки на металлических зубчатых пластинах, на фиг. 2 - эпюра распределения сдвигающих усилий (Т) по длине балки.

Балка состоит из двух и более брусьев (ярусов) древесины (1), объединенных по высоте металлическими зубчатыми пластинами по боковым поверхностям. Изготовление балок выполняется из пиломатериалов I и II сорта влажностью 12%. Допускается применение пиломатериалов III сорта при условии отсутствия пороков в нижнем ярусе в средней половине длины балки. Металлические зубчатые пластины выполняются из оцинкованной стали.

Металлические пластины (2) установлены по межшовным границам объединяемых брусьев с шагом 0,2…0,6 м в пределах расстояния 0,4⋅L от опор, где L - пролет балки. Площадь пластин уменьшается по мере удаления от опор составной балки к середине, принимается в соответствии с величиной сдвигающих усилий в зоне их установки и определяется по формуле:

где Т - расчетная несущая способность металлического коннектора в шве, кН;

Rпл - расчетное сопротивление коннектора сдвигу, МПа.

В центральной части балки устанавливаются металлические зубчатые пластины наименьшего размера (3) не для работы на сдвиг, а для сплачивания ярусов древесины.

Предлагаемая модель балки позволяет упростить конструкцию и снизить металлоемкость пластин, следовательно, сократить стоимость всей балки в целом.

Составная деревянная балка, состоящая из двух и более брусьев (ярусов) древесины, объединенных по высоте металлическими зубчатыми пластинами по боковым поверхностям, отличающаяся тем, что металлические зубчатые пластины установлены по межшовным границам объединяемых брусьев, причем площадь пластин уменьшается по мере удаления от опор составной балки к середине и принимается в соответствии с величиной сдвигающих усилий в зоне их установки.



 

Похожие патенты:

Настоящее изобретение относится к области строительства, в частности к балке, к строительной системе, использующей указанную балку, и способу ее конструирования. Технический результат изобретения заключается в возможности совмещения деревянной балки с железобетонными каркасными конструкциями.

Изобретение относится к области строительства, а именно к деревянным двутавровым клееным балкам. Технический результат изобретения заключается в повышении несущей способности балки.

Изобретение относится к области строительства, а именно к способам усиления клеефанерных двутавровых балок. Технический результат - упрощение способа усиления и увеличение несущей способности балки.

Изобретение относится к области строительства, в частности к композиционным клееным деревянным брусьям. Деревянный строительный брус состоит из склеенных вместе наружных и внутренних деревянных досок (пластин).

Изобретение относится к способу изготовления деревянного клееного бруса и к брусу, изготовленному по данному способу. Способ изготовления клееного строительного бруса заключается в образовании пакета из деревянных ламелей, смежно сопряженных по широким пластям с использованием клея, при этом широкие пласти крайних ламелей имеют продольно-ориентированные волокна древесины.

Изобретение относится к строительству, а именно к способам изготовления клееных армированных деревянных балок. Технический результат изобретения заключается в снижении трудоемкости изготовления балки.

Изобретение относится к строительству, а именно к несущим балочным конструкциям зданий и сооружений различного назначения. Техническим результатом заявляемой конструкции является повышение ее несущей способности, жесткости, прочности и устойчивости.

Изобретение относится к строительству, а именно к балочным несущим конструкциям перекрытий зданий, предназначенным также для устройства балконов, эркеров, террас, веранд, мансард, крылец и иных видов выступающих за наружные стены частей здания или пристроек к нему.

Изобретение относится к строительству, в частности к клееным шпренгельным балкам. Технический результат изобретения заключается в повышении жесткости балки.

Изобретение относится к области строительства, в частности к конструкциям профилированных брусьев. Технический результат изобретения заключается в повышении тепло- и звукозащитных свойств бруса.

Изобретение относится к области строительства, в частности к области изготовления и усиления деревянных конструкций, и может быть использовано для деревянных несущих конструкций зданий и сооружений. Балка состоит из двух и более брусьев древесины, объединенных по высоте металлическими зубчатыми пластинами по боковым поверхностям. Изготовление балок выполняется из пиломатериалов I и II сорта влажностью 12. Металлические зубчатые пластины выполняются из оцинкованной стали. Площадь пластин уменьшается по мере удаления от опор составной балки к середине. Данная балка позволяет упростить конструкцию и снизить металлоемкость пластин, следовательно, сократить стоимость всей балки в целом. 2 ил.

Наверх