Деревянная балка Советский патент 1982 года по МПК E04C3/12 

(5) ДЕРЕВЯННАЯ БАЛКА

Изобретение относится к строител ству и предназначено для изготовления несущих конструкций, работающих на ийгиб. Известна деревянная балка, склеенная в пакет из горизонтально расположенных досок 1 . Недостаток этой балки состоит в том, что она обладает малой несущей способностью из-за того, что физико механические свойства досок не дифференцируются и по этой причине несущая способность балки оценивается выражением ( - Т Оsp- 1| Р где М - расчетный момент; момент инерции сечения-. m - коэффициент условий работы р при изгибе; . R,,- расчетное сопротивление дре весины изгибу. То есть максимальное фибровое на пряжение сравнивается с расчетным сопротивлением, при этом эпюра нормальных напряжений в сечении линейна в виде двух треугольников. Наиболее близким техническим решением к изобретению является деревянная балка, включающая пластины, собранные по высоте в пакет, между которыми размещены клеевые прослои ки .2. Известная балка обладает большей несущей способностью в сравнении с предыдущей за счет того, что расчетные сопротивления шпона, ввиду меньшей вероятности наложения сучков, больше расчетных сопротивлений досок. Однако шпон работает точно так же как доски, т.е. обладает малой несущей способностью. Цель изобретения - повышения несущей способности балки по нормальным напряжениям. 3 Цель достигается тем, 4to в деревянной балке включающей пластины, собранные по высоте в пакет, между которыми размещены клеевые прослойки, пластины пакета установлены с размещением их продольных вйлокон под углом к продольной оси бал ки , а в каждой вышележащей пластине продольные волокна направлены в противоположную сторону относительно предыдущей. На фиг,1 изображена балка, вид сбоку, на фиг.2 - одна пластина, вид сверху; на фиг.З - одна пластина, лежащая сверху пластины, вид сверху Деревянная балка включает пластины 1, волокна которых перекрещены и скомпонованы так, что угол их наклона oL к продольной оси балки изменяется дискретно от пластины к пластине от нуля в нейтральной плоскости балки до заданного значения (d) на периферии, и клеевые прослойки 2 между пластинами. От нейтральной оси балки к периферии модуль упругости дискретно от одного листа шпона.к уменьшается, за счет того, что волокна в листах шпона ориентированы под углом, который растет от cL О (в уровне нейтральной плоскости), до некоторого заданного значения ) (на периферии) и позволяет, таким о разом, получить закон изменения модуля упругости по высоте балки от нейтральной оси до периферии по известному модулю для каждого листа шпона с ориентацией волокон под углом d, вычисляемому по формуле tj. Eg,uosd., , где ЕЙ - модуль упругости древесины вдоль волокон, БП модуль упругости древесины поперек волокон. Для исключения депланации попере ных сечений балки, волокна листов шпона перекрещены. Если предположить, что сечение прямоугольное шириной b и высотой h и модуль упругости уменьшается от нейтральной оси (при d 0) со значением t соответствующе го ) и равному , E.j- Е COS d-l Е г, Si п UiU , то модуль упругости i-ro шпона на высоте 1 должен иметь начение dii вд Ч cdi) о;пГ 4 по величине которого вычисляют угол наклона волокон cL в i-ом листе шпона решая уравнениеncli.w i.En S« d,E ,,Дц.Ьвд)«. Так как нас будут интересовать максимальные фибровые напряжения, то запишем функционал приведения по высоте на уровень модуля упругости в таком виде и найдем приведенный момент инерции сечения П Vi f J к ОДЪ гЕ .1ГД4Е Если периферийный модуль упругости будет соответствовать расчетному сопротивлению при изгибе Rn , для оценки нормальных напряжений должно выполняться условие , Сопоставить эту формулу с формулой оценки напряжений по известной формуле можно только по моментам инер« и ; г bVi I ,з 4 которое показывает, что всегда можно задать такое значение Е - что будет больше 1д , следовательно фибровые напряжения в предлагаемой балке на один и тот же расчетный момент будут меньшими. При восприятии балкой нагрузки, в ней возникают нормальные напряжения, интенсивность нарастания которых будет выше там, где будет больше модуль упругости. Так как фибровые напряжения всегда ограничивают расчет-ными сопротивлениями изгибу, то для повышения несущей способности балки необходимо догрузить ее центральную часть. В данном случае это сделано за счет ужесточения центральной части поперечного сечения. Преимущество перекрестной компановки лластин с наклоном волокон равным нулю в нейтральной плоскости и достигающим заданного значения на 589621 периферии, состоит в том, что создаются условия для увеличения полноты эпюры нормальных напряжений, чтов предельном случае при упругой работе волокон балок можно достичь повышение несущей способности на 50%.

Формула изобретения

Деревянная балка, включающая пластины, собранные по высоте в пакет, между котооыми размещены клеевые прослойки, отличающаяся тем, что, с целью повышения несущей способности балки по нормальным напряжениям, пластины пакета устаИсточники информации, принятые во внимание при экспертизе

г 3 новлены с размещением их продольник волокон под углом к продольной оси балки, а в каждой вышележащей пласти не продольные волокна направлены в противоположную сторону относительно предыдущей.