Опорный узел деревянной балки Советский патент 1991 года по МПК E04C3/12 E04B1/38 

(Л

с

Изобретение относится к строительству и может быть использовано в несущих деревянных конструкциях перекрытий зданий и сооружений, а также в пролетных строениях мостов. Цель изобретения - увеличение прочности на смятие поперек волокон, снижение деформативности и повышение надежности. Опорный узел деревянной балки 1 включает вертикальный элемент 2. к которому примыкают своими основаниями усиливающие элементы 3, ориентированные горизонтально и имеющие треугольный профиль. Вертикальный элемент 2 со стороны опоры 4 имеет выступ 5, который контактирует с опорой плоской или цилиндрической поверхностью. Горизонтальные усиливающие элементы 3 размещены в прорезях, выполненных в скошенной части балки 1, имеют очертание, соответствующее профилю усиливающих элементов, и закреплены в прорезях на клею. 5 ил.

///////{////////

j

м

Ј

О О

О

ел

{/

м

Изобретение относится к строительству и может быть использовано в несущих деревянных конструкциях перекрытий или покрытий зданий и сооружений, а также в пролетных строениях мостов.

Цель изобретения - увеличение прочности на смятие поперек волокон, снижение деформативности и повышение надежности опорного узла.

На фиг.1 изображен предлагаемый опорный узел, общий вид, вид сбоку; на фиг.2 - вариант опорного узла с выступом у вертикального элемента, имеющим выпуклую внешнюю цилиндрическую поверхность; на фиг.З -то же, с вогнутой внешней цилиндрической поверхностью; на фиг.4 - опорная часть балки с прорезями; на фиг,5 - схема распределения напряжений смятия древесины балки в местах примыкания усиливающих элементов.

Опорный узел деревянной балки 1 включает вертикальный элемент 2, к которому примыкают своими основаниями горизонтальные усиливающие элементы 3, нисходящие в сторону пролета балки и имеющие треугольный профиль. Вертикальный элемент 2 со стороны опоры 4 имеет выступ 5. Выступ 5 контактирует с опорой 4 плоской или цилиндрической поверхностью. При выпуклой цилиндрической поверхности выступа 5 опора 4 снабжена соответствующим ему углублением цилиндрической формы. В случае вогнутой цилиндрической поверхности выступа 5 его взаимодействие с опорой 4 осуществляется через цилиндрический вкладыш 6. Горизонтальные усиливающие элементы 3 размещены в прорезях 7 балки 1, имеющих очертание, сооответствующее профилю усиливающих элементов, и жестко скреплены с древесиной, например приклеены.

Сборку опорного узла осуществляют следующим образом. Сначала у торца балки 1 со стороны опоры 4 выполняют скошенную площадку. Затем набором фрез разного диаметра фрезеруют прорези 7 треугольного профиля, соответствующего профилю усиливающих элементов. При этом диаметры фрез подбирают такими, чтобы основания прорезей 7, образуемые у балки 1, лежали в наклонной плоскости, совпадающей с первоначально выполненной скошенной площадкой. После выполнения этих операций на поверхности прорезей наносят клей и осуществляют приклеивание вертикального элемента 2 путем заведения усиливающих элементов 3 в соответствующие им прорези 7. Вертикальные элементы 2 выполняют как единое целое с усиливающими

элементами 3 путем фрезерования, штамповки, литья или прессования в зависимости от вида материала. Возможна напрессовка вертикального элемента 2 из

прессматериала типа препрега или премик- са непосредственно на фрезерованный участок балки без применения клея. Роль его в данном случае будет выполнять связующее прессматериала. Кроме того, этим снимает0 ся проблема точности фрезерования прорезей и выполнения усиливающих элементов. Опорный узел работает следующим образом.

Опорная реакция воспринимается вы5 стулом 5 вертикального элемента 2 и с него передается на балку 1 с помощью горизонтальных усиливающих элементов 3. При этом опорная реакция распределяется равномерно между всеми выступами, так как их

0 размеры одинаковы. Доля опорной реакции, приходящейся на каждый выступ, составляет А/п (А - величина опорной реакции, п - число усиливающих элементов). Усиливающий элемент 3 передает свою

5 долю опорной реакции на древесину балки 1 по наклонной площадке, в результате чего древесина балки, сминаясь под углом а к волокнам, имеет высокую прочность на смятие и незначительную деформативность.

0 Придание выступу 5 цилиндрической или трапецеидальной формы позволяет обеспечить четкую центрацию усилий в опоре балки при ее деформации под эксплуатационной нагрузкой. Нисходящее расположение уси5 ливающих элементов 3 в сторону пролета балки исключает появление момента при передаче опорной реакции на нее, в результате чего исключается отрыв вертикального элемента 2 и присоединенных к нему усили0 вающих элементов 3 от массива древесины. Предлагаемый опорный узел по сравнению с известными характеризуется более высокой (в несколько раз) прочностью. Так, для балки с размерами поперечного сечения

5 на опоре b 13,5 см и h 99 см при длине площадки опирания, равной С 20 см, величина опорной реакции А из условия прочности древесины на смятие поперек волокон не должна превышать

0 А FCM RCMQO о х с х Нсмэо 13,5х20хЗО 8100кгс. Для предлагаемого опорного узла при тех же значениях b, h, и с с размером усиливающего элемента 3 в основаниии, равным

5 1,5 см, и угле наклона скошенной его части, равном 30°, с размером по ее длине, равным 3 см (этому соответствует R сма 58 кгс/см2), J и при размещении усиливающих элементов по всей высоте балки предельное значение

опорной реакции из условия смятия под углом а. составит

А FCM

13,5 х 3 х 66 х 58 154326 кгс.

Многоступенчатая передача опорной реакции по высоте балки на опоре также повышает прочность балки на скалывание.

Формула изобретения Опорный узел деревянной балки, включающий опорную часть, усиливающие горизонтальные элементы и соединенный с ними вертикальный элемент, отличаюФиг. 2

щ и и с я тем, что, с целью увеличения прочности на смятие поперек волокон, снижения деформативности и повышения надежности, усиливающие элементы выполнены треугольного профиля с основаниями, примыкающими к вертикальному элементу, смещены друг относительно друга по вертикали и горизонтали и выполнены нисходящими к пролету балки, а вертикальный элемент расположен со стороны торца балки и выполнен скошенным, а опорная часть выполнена с выступом у вертикального элемента.

Фиг.З

Фиг.4

Фиг. 5