40. Клеедощатые балки. Конструирование и расчет.

Клееные балки из досок и фанеры, склеенные синтетическим кле­ем являются основным видом составных балок заводского изготов­ления. Размеры и форма сечений клееных балок могут быть практи­чески любыми независимо от сортамента пиломатериалов и фанеры. Древесина клееных балок после искусственной сушки и фанера дольше сопротивляются загниванию, чем древесина прочих конст­рукций. Клеевые соединения, жесткие 'и стойкие против увлажне­ния, обеспечивают монолитность балок. Клееные сплошные балки крупных сечений имеют, как правило, достаточный предел огне­стойкости.

Дощатоклееные балки прямоугольного сечения, скле­енные из досок плашмя, изготовляют заводы клееных конструкций в наибольших объемах. Их применяют главным образом в качестве основных несущих конструкций покрытий сельских, общественных и промышленных зданий. Используют их также в виде прогонов, пролеты и нагрузки которых не позволяют применить прогоны цель­ного сечения, а также в виде главных балок перекрытий, мостов и Других сооружений. В отечественном строительстве Дощатоклееные ' балки находят применение в покрытиях пролетом до 18м. За рубе­жом имеются примеры эффективного применения дощатоклееных балок в покрытиях пролетом до 30 м. ₍

Сечения дощатоклееных балок принимают в большинстве случа­ев шириной не более 17 см, что позволяет изготовлять их из цельных по ширине досок. Балки большей ширины изготовляют из менее ши­роких досок, склеенных между собой кромками с расположением этих стыков в разбежку по высоте, что увеличивает трудоемкость их изготовления. Ширину сечения клееных балок нашими нормами рекомендуется принимать не менее Ye их высоты. В зарубежной практике этого ограничения нет. Высота сечения балок определяет­ся расчетом и находится в пределах от Yio До Yis пролета, она увя­зывается с толщиной досок после фрезерования.

Форма дощатоклееных балок по длине может быть прямоугольной односкатной, сегментной и двускатной, постоянной и переменной высоты. Прямоугольные и сегментные балки-имеют, как правило, постоянную по длине высоту. Двускатные трапецие­видные балки имеют переменную высоту, получаемую при склеива­нии досок уменьшающейся кверху длины. Двускатные ломаные бал­ки собирают из двух прямых элементов, соединенных в коньке зуб­чатым соединением. Двускатные гнутые балки имеют выгиб в зоне конька и двускатную коньковую наклейку. Они могут быть постоян--ного и переменного сечения. Высота балок переменного сечения на опорах должна быть не менее 0,4 высоты сечения в середине длины.

Балки склеивают из досок толщиной не более 50 мм. Примене­ние более тонких досок несколько увеличивает несущую способ­ность балок за счет меньшего влияния их коробления, но приводит к повышению трудоемкости изготовления и расхода клея. Доски перед склеиванием фрезеруются по пластям на 2,5—3,5 мм, а после склеивания кромки балок фрезеруются в среднем на 5 мм.

Доски располагаются по высоте сечения балок таким образом, чтрбы древесина наиболее высокого качества размещалась в наибо­лее напряженных нижней и верхней зонах. В балках с высотой се­чения более 50 см доски растянутой нижней зоны (0,17 высоты сечения балки) относятся к I категории качества. Доски сжатой и следующей по высоте растянутой и сжатой зон такой же толщины относятся к II категории и доски средней зоны — к III категории ка­чества. В балках высотой до 50 см доски растянутой и сжатой зон относятся к II категории качества, поскольку эти зоны имеют отно­сительно меньшую высоту.

По длине все доски дощатоклееных балок стыкуются на зубча­тое соединение, имеющее равную прочность с древесиной элементов I категории. Стыки должны располагаться на расстояниях не менее 30 см по длине и вразбежку — в соседних слоях. Практически при заводском изготовлении балок все эти требования соблюдаются ав­томатически.

Расчет дощатоклееных балок покрытий производят на изгиб в большинстве случаев по схеме однопррлетной свободно опертой балки на равномерную нагрузку q от собственной массы по­крытия, балки и массы снега. Расчетное сечение, где действуют мак­симальные нормальные напряжения, в балках переменной высоты трапециевидной и ломаной формы не совпадает, как в балках постоянной высоты, с местом действия максимального изгибающего мо­мента, поскольку момент сопротивления сечений уменьшается у них от середины балки быстрее, чем изгибающий момент. Расстоя­ние расчетных сечений от опор х определяется путем отыскания ми­нимума эпюры нормальных напряжений по длине балки

Сечения дощатоклееных балок в результате жесткости клеевых соединений считаются монолитными, и их геометрические характе­ристики определяются как для цельных сечений. Несущая способ­ность балок повышается с увеличением их высоты в меньшей степе­ни, чем момент сопротивления, так как при этом возрастает высота зон максимальных нормальных напряжений. Это учитывается сни­жением момента сопротивления сечений коэффициентом условий работы т₅ при высоте более 70 см и увеличением при высоте менее 70 см. Этот коэффициент принимает следующие значения (но при ширине стечения менее 14 см он не должен быть более 1):

h, см... до 50 60 70 80 100 120 и более т_б..... 1,151,051,00,90,850,82

Балки дощатоклееные: А — типы балок; Б — варианты сечений балок; В — распределение составных элементов по сортам (по качеству)