ДОЩАТОКЛЕЕНАЯ СОСТАВНАЯ БАЛКА Российский патент 2020 года по МПК E04C3/29 

Изобретение относится к области строительства и может быть использована в качестве балок перекрытий жилых и общественных зданий.

Известна деревянная балка, содержащая пакет досок, склеенных по пластам и армирующие элементы, размещенные в пазах, параллельных продольной оси балки в растянутой и сжатой зонах (см. а/с СССР №958612, Е04С 3/22 опубл. 15.09.1982, бюл. №32).

Недостатками этой деревянной балки являются увеличенная трудоемкость по сшивке короткоразмерных досок, продольные стержни, расположенные в верхней и нижней зонах используются неэффективно, их площадь принимается постоянного сечения по всей длине по максимальному моменту при нулевых моментах на концах балки.

Известна деревянная клееная балка, содержащая склеенный пакет досок с пазами на боковых гранях, в которых запрессованы арматурные стержни: в верхней зоне - вдоль продольной оси балки, в нижней - по очертанию главных растягивающих напряжений (см. патент РФ №168412, Е04С 3/12).

Недостатками балки являются: увеличенная трудоемкость изготовления, низкая несущая ее способность особенно на односторонние нагрузки и при кручении сечения.

Наиболее близкой является дощатоклееная составная балка, содержащая склеенный пакет досок, пластиковую в виде арки оболочку, заполненную бетоном (см. патент РФ №183949, Е04С 3/22, опубл. 10.10.2018, бюл. №28).

Недостатками балки являются: неэффективное использование арки и свойств трубобетона из-за большой деформативности пластиковой оболочки и из-за усадочных явлений бетона, низкая несущая способность балки на односторонние нагрузки и на кручение.

Изобретение направлено на снижение материалоемкости, рациональное использование прочностных свойств материалов сечения, увеличение жесткости и общей несущей способности деревянной составной балки, особенно на кручение.

Результат достигается тем, что в деревянной составной балке, включающей склеенный пакет досок и монолитный бетон заполнения, согласно изобретению арочная пустота внутри пакета досок выполнена по траектории главных сжимающих напряжений, причем арка в середине балки подходит к верхней клееной доске, а основаниями, в местах опирания балки к нижней доске. Результат достигается также тем, что арочная пустота в пакете досок создается вырезами в каждой доске образующих, при их сшивке образует арочную выборку по траектории главных сжимающих напряжений, затем путем распыления синтетических смол создается тонкая оболочка. Арочная выборка армируется спиралеобразной арматурой с переменным шагом, уменьшающимся к опорам и заполняется монолитным составом на расширяющемся вяжущем, что увеличивает эффект работы заполненной арочной выборки (трубобетона) в несколько раз. Для дополнительного увеличения эффекта трубобетона заполненной арочной выборки у основания устанавливается деревопластиковая или деревянная пластина из твердых пород размером соответствующему внутреннему размеру сечения арки, которая вдавливая на заполнение по оси арки увеличивает эффект трубобетона. Для увеличения прочности на кручение и растянутой зоны балки в каждой доске склеенного (впоследствие) пакета просверливаются отверстия по траектории главных растягивающих напряжений от верхних углов по диагонали, в образовавшееся криволинейное отверстие просовывается арматура, например из стеклопластика, а отверстия заполняются под давлением формальдегидной смолой.

На фиг. 1 изображена деревянная балка, состоящая из пакета досок, арочной выборки с составом заполнения и спиралеобразной арматурой с переменным шагом. На фиг. 2 изображен разрез А-А, на фиг. 3 - разрез В-В, на фиг.4 - разрез С-С, на фиг.5 - разрез D-D. Деревянная составная балка включает пакет досок 1, клеевые прослойки 2, арочное отверстие 3, спиралеобразную арматуру 4 по очертанию арки, монолитный состав 5, арматуру периодического профиля 7 и 8 по траектории главных растягивающих напряжений. К пакету досок 1 у основания арки прикреплена доска 6, к доске 6 прикреплена пластина 9.

В заводских условиях сначала выполняют склеивание пакета досок 1 с заранее выбранными участками образующими арочную выборку под монолитный состав и просверленными отверстиями под растянутую арматуру. Криволинейное под быстротвердеющий состав отверстие обрабатывают синтетическими смолами из пульверизатора образуя тонкостенную оболочку 3, вставляют спиралеобразную арматуру 4. В отверстия под растянутую арматуру просовывают гибкие арматурные стержни периодического профиля 7 и заполняют зазоры под давлением формальдегидной смолой. После подготовительных процедур производят заполнение арочного отверстия быстротвердеющим составом (бетоном) 5 на расширяющемся цементе или полимербетоном на расширяющемся вяжущем. Прикрепляют на клею защитную доску 6 из твердых пород с пластиной 9.

Размещение по линии главных сжимающих напряжений балки арочного отверстия заполненной расширяющимся быстротвердеющим составом и применение в растянутой зоне арматуры по траектории главных растягивающих напряжений по диагоналям балки и защитной доски и пластины с увеличенным расчетным сопротивлением, увеличивают несущую способность в нормальном и наклонном сечениях балки.

Собранная дощатоклееная деревянная составная балка увеличивая эффект арочной выборки в пакете досок, обеспечивает уменьшение материалоемкости, а также повышение общей несущей способности на кручении и надежности составной балки.

Изобретение относится к области малоэтажного строительства и может быть использовано в качестве балок перекрытий и покрытий жилых и общественных зданий. Технический результат - повышение прочности, несущей способности, снижение материалоемкости. Составная балка включает склеенный пакет досок с криволинейной выборкой кольцевого сечения, заполненную твердеющим составом. При этом криволинейная выборка выполнена в виде арки по траектории главных сжимающих напряжений, заполнена бетонополимером или древесным полимером на расширяющемся вяжущем и армирована спиралеобразной арматурой с переменным шагом, уменьшающимся к опорам. Арка основаниями по концам балки опирается через нижнюю доску на дополнительную пластину, входящую внутрь сечения арочной выборки. Дополнительно балка может быть армирована по траектории главных растягивающих напряжений взаимно пересекающимися гибкими стержнями, соединяющими диагональные углы балки. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Дощатоклееная составная балка, включающая склеенный пакет досок, с криволинейной выборкой кольцевого сечения, заполненной твердеющим составом, отличающаяся тем, что криволинейная выборка в виде арки по траектории главных сжимающих напряжений заполнена бетонополимером или древесным полимером на расширяющемся вяжущем, а армирована спиралеобразной арматурой с переменным шагом, уменьшающимся к опорам, причем арка основаниями по концам балки опирается через нижнюю доску на дополнительную пластину, входящую внутрь сечения арочной выборки.

2. Дощатоклееная составная балка по п. 1, отличающаяся тем, что дощатоклееная балка армирована по траектории главных растягивающих напряжений взаимно пересекающимися гибкими стержнями, соединяющими диагональные углы балки.