Армированная деревоклееная балка Российский патент 2025 года по МПК E04C3/12 

Изобретение относится к строительству и может быть использовано в деревянных строительных большепролетных конструкциях зданий и сооружений.

Известна конструкция армированной дощатоклееной балки (RU 2718572 C2, 2020 г.), включающая растянутую арматуру, частично расположенную снаружи со стороны нижней грани балки, частично наклонно в теле балки, и устройство для закрепления и натяжения арматуры в стадии эксплуатации, отличающаяся тем, что горизонтальная арматура расположена параллельно нижней грани балки, и наклонная вклеена в тело балки, при этом устройство для закрепления и натяжения арматуры размещено на стыке горизонтальной и наклонной арматуры. Недостатком решения является сложность конструкции устройства для натяжения.

Известна деревянная клееная балка (RU 2022109 C1), включающая склеенный пакет досок и металлическую арматуру, отличающаяся тем, что с целью повышения надежности и несущей способности от циклических нагрузок, она снабжена слоем резины и защитным слоем в виде доски, а металлическая арматура выполнена в виде расположенной под одной из граней балки полосы, имеющей зубья, причем зубья и слой резины прикреплены к балке, а между последним и защитным слоем размещена полоса, на которой закреплена доска.

Это техническое решение наиболее близко к заявленному и принято за прототип.

Недостатком прототипа является сложность конструкции, применение шипов нарушает целостность поверхности ламели, и образуются локальные очаги напряжения и деструкции древесины на поверхности ламели, невозможность изменения напряженного состояния балки в процессе монтажа и эксплуатации.

Цель изобретения - упрощение конструкции, повышение надежности и несущей способности деревоклееной балки.

Для достижения цели армированная деревоклееная балка, состоящая из пакета склеенных ламелей, включающая растянутую арматуру, устройство для натяжения и фиксации арматуры, которая выполнена в виде тонкой стальной ленты с высоким пределом кратковременной прочности, превышающей прочность древесины в поперечном сечении балки; лента помещена в паз между горизонтально расположенными смежными ламелями, находящимися в зоне растяжения балки, закреплена одним концом в приторцовом участке балки, другим концом соединена с натяжным устройством, установленным в противоположном приторцовом участке балки, соединенным анкером с полотном ленты через отверстие и перемещаемым вдоль оси балки с помощью ходового винта, обеспечивая натяжение ленты и повышение несущей способности деревоклееной балки.

На фиг.1 показан общий вид и поперечное сечение деревоклееной балки.

На фиг.2 - узел фиксации и натяжения ленты.

На фиг.3 - расположение ленты в конструкции балки.

На фиг.4 - анкер.

Деревоклееная балка включает: 1 - лента; 2 - ламель; 3 - клеевой шов; 4 - паз; 5 - фиксирующий винт; 6 - анкер; 7 - гайка; 8 - отверстие в пластине; 9 - гнездо; 10 -шайба, 11 - ходовой винт 12, 13 - полупакеты.

Деревоклееную армированную балку собирают в следующей последовательности. Фрезерованные с двух или четырех сторон ламели 2 собирают в полупакеты 12 и 13 с предварительным нанесением на поверхность ламели клеевой композиции для формирования клеевого шва 3. Полупакет 13 располагают в зоне растяжения балки, составляющую 1/3 высоты балки. В смежной ламели полупакета 13, находящегося в зоне растяжения балки, выполнен продольный паз 4, в который помещают полотно ленты 1. Один конец ленты фиксируют в приторцовом участке балки I винтом 5. В противоположной приторцовом участке балки II устанавливают в гнездо 9 натяжное устройство, соединенное анкером 6 с полотном ленты через отверстие 8. На ходовой винт 11 анкера устанавливают шайбу 10 с опорой на торец балки, гайку 7 и вращением гайки выбирают слабину натяжения в ленте. На подсобранную конструкцию полупакета 13 устанавливают второй полупакет 12 с нанесенной на контактную поверхность ламелей клеевой композицией и собирают балку из полупакетов 12, 13 в единую конструкцию, обеспечивая давление подпрессовки и склеивания струбцинами или в прессе. После выдержки, полимеризации клея и формирования прочностных характеристик клеевого шва 3 производят натяжение полотна ленты 1 вращением гайки 7 по ходовому винту анкера 6 натяжного устройства через шайбу 10 и опорой на торец балки и приводят балку в преднапряженное монтажное состояние.

Лента не имеет адгезионного взаимодействия с поверхностями смежных ламелей и имеет возможность продольного перемещения.

В процессе эксплуатации по мере возможного проявления деформации балки, увеличения нагрузки на балку, изменяют преднапряженное состояние балки натяжением армирующей ленты и обеспечивают нормативную несущую способность балки при изгибе.

Известно, что при изгибе и усталостном износе деревянных клееных балок происходит разрыв растянутых волокон древесины ламелей. Нижняя растянутая зона балки, воспринимающая растягивающее напряжение, теряет жесткость, прочность, что снижает несущую способность балки. Регулирование преднапряженного состояния натяжением армирующей ленты позволяет обеспечить надежность работы балки под воздействием длительных эксплуатационных и динамических нагрузок, высокий предел выносливости, уменьшить деформацию балки в процессе эксплуатации конструкции.

Ленточная арматура может быть размещена в нескольких слоях между ламелями в зоне растяжения деревоклееной балки.

Применение тонкой ленты из высокопрочной стали для армирования деревоклееной балки позволяет упростить конструкцию и технологию изготовления балки, повысить несущую способность и эксплуатационную надежность деревоклееной балки.

Пример: Армированная деревоклееная балка с армирующей лентой из стали 90ХФ (ГОСТ 5950) с пределом кратковременной прочности 990 МПа позволяет создать преднапряженное состояние, уменьшить деформацию и компенсировать нагрузку на балку на 990 МПа (табл.1).

Таблица 1. Основные показатели прочности ленты из стали 90ХФ

Сорта-мент Предел кратковремен-ной прочности Предел текучести для остаточной деформации Относительное удлинение при разрыве Относительное сужение Ударная вязкость Твердость по Бринеллю МПа МПа % % кДж/м² МПа сталь 990 670 19 55 450 241

Таким образом, армирование деревянной балки тонкой высокопрочной лентой повышает надежность и несущую способность деревоклееной балки.

Изобретение относится к строительству и может быть использовано в деревянных строительных большепролетных конструкциях зданий и сооружений. Армированная деревоклееная балка из пакета склеенных ламелей, снабженная растянутой арматурой из тонкой стальной ленты с высоким пределом прочности, расположенной в продольном пазу ламели в зоне растяжения балки. Повышается надежность, несущая способность деревоклееной балки, упрощается технология изготовления конструкции. 4 ил., 1 табл.

Армированная деревоклееная балка, состоящая из пакета склеенных ламелей, включающая растянутую арматуру, устройство для натяжения и фиксации арматуры, отличающаяся тем, что арматура выполнена в виде тонкой стальной ленты с высоким пределом кратковременной прочности, превышающей прочность древесины в поперечном сечении балки; лента помещена в паз между горизонтально расположенными смежными ламелями, находящимися в зоне растяжения балки, закреплена одним концом в приторцовом участке балки, другим концом соединена с натяжным устройством, установленным в противоположном приторцовом участке балки, соединенным анкером с полотном ленты через отверстие и перемещаемым вдоль оси балки с помощью резьбового соединения, обеспечивая натяжение ленты и повышение несущей способности деревоклееной балки.