Политехнический институт ДВФУ
В.А. Животов, И.А. Сафронова
КОНСТРУИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ
КЛЕЕФАНЕРНЫХ БАЛОК
2022
Дальневосточный федеральный университет
Политехнический институт
В.А. Животов, И.А. Сафронова
КОНСТРУИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ
КЛЕЕФАНЕРНЫХ БАЛОК
Для студентов, обучающихся по направлению
08.03.01 «Строительство»
Учебно-методическое пособие
Владивосток
Издательство Дальневосточного федерального университета
2022
1
УДК 624
ББК 38.84
Ж-67 Животов В.А., Сафронова И.А. Конструирование и расчет клеефанерных балок:
для студентов, обучающихся по специальности 08.03.01 «Строительство»: учебнометодическое пособие / Политехнический институт ДВФУ. – Владивосток: Изд-во
Дальневост. федерал. ун-та, 2022. – 20 с. – ISBN 978-5-7444-5257-5.
Учебно-методическое пособие разработано в соответствии с требованиями нормативных документов по дисциплине «Конструкции из дерева и композитных материалов» и содержит рекомендации по выполнению практических занятий по данной дисциплине. Рассмотрены особенности конструирования и расчета деревянных
клеефанерных балок с плоской и волнистой стенками из строительной фанеры,
приводится пример расчета клеефанерной балки сплошного сечения.
Пособие предназначено для студентов, обучающихся по специальности 08.03.01
«Строительство».
Ключевые слова: древесина, фанера, клеефанерная балка, конструирование, расчет,
проверка на прогиб, геометрические характеристики сечения, проверка прочности.
УДК 624
ББК 38.84
Защищено от копирования
 ФГАОУ ВО «ДВФУ», 2022
ISBN 978-5-7444-5257-5
2
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ ................................................................................................................................... 4
1. КОНСТРУИРОВАНИЕ КЛЕЕФАНЕРНЫХ БАЛОК ............................................................ 4
1.1. Общие положения .............................................................................................................. 4
1.2. Конструирование поясов клеефанерной балки ............................................................... 5
1.3. Конструирование ребер жесткости .................................................................................. 6
1.4. Конструирование фанерной стенки клеефанерной балки ............................................. 6
1.5. Особенности конструирования балок с волнистой стенкой .......................................... 7
1.6. Строительная фанера для клеефанерных балок .............................................................. 7
2. ПОРЯДОК РАСЧЕТА КЛЕЕФАНЕРНОЙ БАЛКИ С ПЛОСКОЙ СТЕНКОЙ ................. 8
3. ПРИМЕР РАСЧЕТА ................................................................................................................. 9
3.1. Исходные условия .............................................................................................................. 9
3.2. Характеристика материалов для клееных балок ........................................................... 10
3.3. Расчет двускатной клеефанерной балки покрытия ...................................................... 10
3.4. Расчет балки ..................................................................................................................... 12
3.5. Проверка прочности принятого сечения ....................................................................... 15
3.6. Проверка жесткости принятого сечения........................................................................ 16
СПИСОК ИСТОЧНИКОВ ......................................................................................................... 18
3
ВВЕДЕНИЕ
Клеефанерные балки — одни из самых легких несущих деревянных конструкций.
Эти конструкции применяют в покрытиях пролетом до 18 м. Различаются балки с плоской
стенкой и балки с волнистой стенкой. Балки с плоской стенкой могут быть постоянного или
переменного сечения (двускатные). Балки с волнистой стенкой всегда постоянного сечения.
Возможность изготовления балок в заводских условиях делает эти конструкции технологически привлекательными и существенно снижает стоимость их применения. В то же
время значительные габариты готовых изделий длиной до 18 м ограничивают возможности
их применения.
Цель работы – ознакомить студента с конструированием и особенностями расчета
клеефанерных балок.
В настоящем пособии показаны основные этапы конструирования и расчета деревянной клеефанерной балки сплошного сечения с плоской стенкой из строительной фанеры как
одного из самых распространенных типов этих конструкций. Этот тип конструкций является
одним из самых распространённых в данной группе деревянных балочных элементов.
В пособии подробно рассмотрены особенности конструирования балки в целом, а
также отдельных её частей. Студентам следует обратить внимание на то, что геометрические размеры элементов балки прямо или косвенно зависят от её пролета.
Независимо от предлагаемых способов подобрать поперечное сечение деревянной
балки можно, изначально задавшись геометрическими параметрами балки, а затем проверив опасные сечения на прочность (первое предельное состояние) и жесткость (второе предельное состояние).
Усвоение вышеизложенного позволит осознанно подходить к подбору геометрических
параметров балок как цельного, так и составного поперечного сечения.
1. КОНСТРУИРОВАНИЕ КЛЕЕФАНЕРНЫХ БАЛОК
1.1. Общие положения
Клеефанерные балочные конструкции, как правило, состоят из дощатых поясов и
фанерной стенки.
Рис. 1. Клеефанерные балки с плоской стенкой:
а – общий вид; б – двутавровое сечение; в – коробчатое сечение; г – полка из досок плашмя
4
При конструировании и расчете клеефанерных балок необходимо учитывать тот
факт, что в одном конструктивном элементе совмещаются материалы с различными физическими свойствами – анизотропный (доски) и изотропный (фанера) материал.
Для верхнего пояса и рёбер жёсткости обычно используется древесина второго
сорта, для нижнего растянутого – первого сорта. Сплошная стенка, выполняемая из водостойкой фанеры, обеспечивает необходимую жесткость конструкции.
Показаны варианты клеефанерной балки с плоской фанерной стенкой таврового сечения с рёбрами жесткости и коробчатого сечения (рис. 1) и со стенкой волнистого типа (рис. 2).
Рис. 2. Клеефанерная балка с волнистой фанерной стенкой
1.2. Конструирование поясов клеефанерной балки
Дощатые пояса представляют собой одинарные или спаренные доски, устанавливаемые с обеих сторон фанерной стенки. Толщина досок принимается не более 5 см. Для обеспечения надежности, прочности клеевого шва фанеры и во избежание деформаций древесины от усушки и разбухания в ближайших к фанерной стенке досках поясов, при их ширине более 100 мм, предусматривается зазор 5–10 мм. Внешняя доска поясов делается цельной шириной 150–200 мм и толщиной не более 50 мм. Как правило, максимальная высота
пояса в 200 мм в большинстве случаев нагружения достаточна для клеефанерных балок.
Клеефанерные балки с волнистой фанерной стенкой, двойной или одинарной, бывают
только с параллельными поясами. Пояса балок выполняются из одиночных досок.
Волнистая стенка вставляется (вклеивается) в клиновидный паз, который вырезается
на внутренних полостях (плоскостях) поясов.
Поясные доски могут располагаться как горизонтально, так и вертикально. Поясные
доски по длине стыкуются на "зубчатый стык", образуя непрерывную дощатую ленту на
всю длину конструкции (рис. 3).
Если пояс склеивается из досок, располагаемых плашмя, то при высоте пояса более
100 мм в нем устраивают пропилы шириной 5–10 мм и глубиной 30–50 мм, располагаемые
по высоте пояса не более чем через 100 мм. Это позволяет в клеевых швах, соединяющих
фанерную стенку и дощатые пояса, уменьшить напряжения, вызванные усушкой и разбуханием древесины.
Клеевые соединения «на ус» и «на зубчатый стык» воспринимают все виды усилий,
как в цельных элементах.
5
Рис. 3. Стыковые соединения досок на клее: а – «на ус»; б – «на зубчатый стык»
1.3. Конструирование ребер жесткости
Для повышения устойчивости плоских фанерных стенок предусматриваются вертикальные ребра жесткости.
Рёбра жесткости представляют собой планки сечением, примерно совпадающим с
сечением досок поясов балок. У балок двутаврового сечения они ставятся с двух сторон, и
такие балки называются ребристыми (см. рис. 1а).
Расстояние между ребрами (шаг) определяется при расчете балки. Шаг ребра жесткости уменьшается вблизи опор и увеличивается в середине пролета, принимается равным
0,8–1,5 h, где h – высота стенки (без учета высоты поясов). При этом обязательным условием является установка ребер в местах стыка элементов фанерной стенки.
Выбор типоразмера дощатых элементов поясов и ребер жесткости осуществляется согласно ГОСТ 24454-80 Пиломатериалы хвойных пород. Размеры (с Изменениями 1, 2) [3].
1.4. Конструирование фанерной стенки клеефанерной балки
Специфической особенностью клеефанерных конструкций является наличие в них
тонкой фанерной стенки, основное назначение которой – восприятие сдвигающих усилий.
Кроме того, стенка участвует в работе конструкции на сжатие и растяжение при изгибе ее
на ребро.
Стенку изготавливают из фанеры толщиной 10–12 мм.
Устройство фанерной стенки требует специальных мер для предотвращения ею потери устойчивости:
- постановка дощатых ребер жесткости;
- устройство волнистой стенки. Волнистая фанерная стенка, благодаря своей форме,
лучше сопротивляется потере устойчивости и не требует постановки ребер жесткости.
В некоторых случаях стенки крайних «панелей» (участков между ребрами жесткости, прилегающими к опоре) дополнительно усиливают наклонными ребрами жесткости
или постановкой дополнительных листов фанеры (см. рис. 1а).
Для лучшего использования несущей способности фанерной стенки фанера ориентируется таким образом, чтобы волокна ее наружных шпонов были направлены вдоль оси балки.
Это объясняется тем, что физико-механические характеристики фанеры вдоль волокон
наружных слоев шпона выше, чем при поперечном направлении, а также возможностью снижения внутренних напряжений в клеевом слое от температурно-влажностных воздействий.
Для получения требуемой длины листы фанеры склеиваются между собой «на ус».
Для балок с плоской фанерной стенкой целесообразно в местах стыков фанеры устанавливать ребра жесткости.
6
1.5. Особенности конструирования балок с волнистой стенкой
Клеефанерные балки с волнистой стенкой (рис. 2) двутаврового сечения с одной или
двумя стенками могут применяться при пролетах до 12 м. Изготавливаются такие балки
тремя способами.
1. В деревянных цельных поясах из брусьев, толстых или клеедощатых досок выбираются пазы синусоидального очертания, в которые вставляются изогнутые листы фанеры
на клее.
2. В прямолинейные пазы шириной, равной высоте двойной волны стенки, заводится
изогнутый лист, и паз заливается эпоксидной смолой с наполнителем.
3. В прямолинейные пазы заводится прямой лист фанеры, затем деревянными клиньями листу придается нужная искривленная форма, и паз заливается смолой.
Волнистая форма стенки придает ей достаточную устойчивость и позволяет обходиться без ребер жесткости. Ставятся только опорные ребра, благодаря чему балки с волнистой стенкой легче балок с плоской стенкой.
1.6. Строительная фанера для клеефанерных балок
Фанера – это слоистая клееная древесина, состоящая из трех, пяти и более слоев лущеного шпона, расположенных перпендикулярно друг другу. Число слоев фанеры чаще нечетное. По сравнению с пиломатериалами фанера обладает рядом преимуществ: не коробится, не растрескивается, легко гнется.
Наружные слои фанеры называют рубашками, внутренние – середниками.
По качеству поверхности фанеру делят на 5 сортов (А, АВ, В, ВВ, С), а по виду клея –
на марки: 1) ФСВ (клееную искусственными смолами), 2) ФБ (клееную белковыми клеями).
Листы фанеры имеют следующие размеры, мм: длина – 1220÷ 2440, ширина –
725÷1525, толщина – 1,5÷18.
Влажность фанеры не должна превышать 15%.
Фанера упаковывается в пачки от 0,1 до 0,2 м3.
Для изготовления стенок балок применяют строительную фанеру повышенной водостойкости марки ФСФ, бакелизированную фанеру марок ФСБ и ФСБВ или древеснослоистые плиты.
Стыки фанерных листов выполняются по схеме «на ус» длиной, равной десяти толщинам стенки (рис. 4). Как указано выше, стыки листов совмещаются с рёбрами жесткости
балки. Расчетные сопротивления строительной фанеры приведены в работах [6, 7].
1
2
3
Рис. 4. Пример решения стыка фанерной стенки и ребра жесткости:
1 – доски ребра жесткости; 2 – фанерная стенка; 3 – стык «на ус»
7
2. ПОРЯДОК РАСЧЕТА КЛЕЕФАНЕРНОЙ БАЛКИ
С ПЛОСКОЙ СТЕНКОЙ
В расчетах приняты следующие обозначения параметров рассчитываемой
конструкции:
l – пролет балки;
hоп, hср. hх – высота балки соответственно на опоре, в средней части и в опасном сечении;
hо – расстояние между центрами тяжести верхнего и нижнего поясов балки;
hст – высота стенки;
hп – высота пояса балки;
bп – ширина пояса балки;
δ – толщина стенки;
а – расстояние между ребрами жесткости;
i – уклон верхнего пояса;
Fп – площадь сечения пояса.
Геометрические размеры балки, независимо от типа, следующие:
hоп – высота сечения балки на опоре должна быть не менее 0,4 высоты сечения балки
в середине пролёта;
hср – высота назначается в пределах (1/8 – 1/12) l;
i – уклон верхнего пояса зависит от материала кровли, для рулонных кровель уклон
верхнего пояса обычно принимается 0,1;
отношение высоты стенки к ширине полки принимается не более 6 (hст / bп ≤ 6).
Сбор нагрузок на балку производится с учетом требований СП 20.13330.2016 нагрузки и воздействия.
Нагрузка на балку принимается равномерно-распределенной.
В зависимости от температурно-влажностных условий эксплуатации (классов условий эксплуатации) следует предъявлять требования к максимальным значениям эксплуатационной влажности древесины и учитывать зависимость ее прочности от этих значений.
Классификация условий эксплуатации и особенности их учета при проектировании
и изготовлении конструкций определяются согласно [5, табл. 1].
Расчетные сопротивления древесины сосны, ели и лиственницы европейской, отсортированной по Rр, следует определять по формуле
где
RА– расчетное сопротивление древесины, МПа [5, табл. 3] для древесины со стандартной влажностью 12 %, режима нагружения А [5, табл. 4] в сооружениях 2-го класса
функционального назначения [5, Приложение А] при сроке эксплуатации более 50 лет;
mдл – коэффициент длительной прочности, соответствующий режиму длительности
загружения [5, табл. 4];
Пmi – произведение коэффициентов условий работы [5. таблицы 6, 9];
коэффициент mc.c
–
в зависимости от срока службы принимается по табл. 13 [5].
,
где
Rн – нормативная прочность материала (Мпа), определенная с обеспеченностью 0,95
(см. Приложение В [5]);
8
Υm – коэффициент надежности, см. табл. 6 [5].
Расчетные сопротивления древесины и древесных материалов Rр, отсортированных
по классам прочности, определяют по формуле
,
н
где
R – нормативная прочность материала (Мпа), определенная с обеспеченностью
0,95 (см. Приложение В [5]);
Υm – коэффициент надежности, см. табл. 6 [5].
Расчеты, обосновывающие безопасность принятых конструктивных решений здания
или сооружения, должны быть проведены с учетом уровня ответственности проектируемого здания или сооружения. С этой целью расчетные значения усилий в элементах строительных конструкций, в основании здания или иного сооружения должны быть определены
с учетом коэффициента надежности по ответственности, значение которого не должно быть
ниже принятого.
Коэффициент надёжности по ответственности определяется по ГОСТ 27751-2014
(Приложение А, табл. 2):
КС 3 – повышенный класс ответственности γn=1,1;
КС 2 – нормальный класс ответственности γn=1,0;
КС 3 – пониженный класс ответственности γn=0,8).
3. ПРИМЕР РАСЧЕТА
3.1. Исходные условия
Необходимо запроектировать двускатную клеефанерную балку для одноэтажного
производственного деревянного здания во II снеговом районе.
Таблица 1
Параметры рассчитываемого здания
Параметры здания
Нормативная снеговая нагрузка, кН/м2
Пролёт, м
Шаг несущих конструкций каркаса, м
Характеристика
1,0
12
6
Трёхслойная рулонная кровля типа К-1
по СП 17.13330.2011
8
Клееная двутавровая балка
6 х 1,5
Плиты из минеральной ваты (б=10 см)
Фанера клееная из древесины лиственницы
Кровля
Уклон кровли, град
Тип несущих конструкций крыши
Размер панели настила, м
Материал утеплителя
Материал обшивки плиты
3.2. Характеристика материалов для клееных балок
Размеры и слойность листов фанеры должны соответствовать значениям, указанным
в таблицах 1, 2 [6]
Физико-механические показатели фанеры должны соответствовать нормам, указанным в табл. 5 [6].
Характеристики сосны (2-й сорт) выбираются из табл. 3 [1] с учетом коэффициента
длительной прочности из табл. 4 [1].
9
Таблица 2
Характеристика сосны
№
п/п
1
2
3
4
5
6
7
8
Единица
измерения
Название характеристики
Расчетное сопротивление изгибу 𝑅др.и
Расчетное сопротивление сжатию 𝑅др.с
Расчетное сопротивление смятию вдоль волокон 𝑅др.см
Модуль упругости древесины 𝐸др
Модуль упругости фанеры 𝐸ф
Расчетное сопротивление скалыванию поперёк волокон в
соединениях 𝑅ск.
Расчетное сопротивление скалыванию вдоль волокон 𝑅ск.
Расчетное сопротивление растяжению вдоль волокон 𝑅р
МПа
Количество
12,87
12,87
12,87
10000
9000
0,79
1,58
6,93
Таблица 3
Характеристика фанеры марки ФК, ФСФ [6]
Наименование показателя
Толщина, мм
1 Влажность, %
2 Предел прочности при статическом изгибе
вдоль волокон наружных слоев, МПа, не менее
3 Предел прочности при растяжении вдоль
волокон, МПа, не менее
4 Модуль упругости при статическом изгибе
вдоль волокон, МПа, не менее
5 Ударная вязкость при изгибе, КДж/м,
не менее
6 Твердость, МПа
3–30
Значение физикомеханических
показателей
5–10
6,5–30
25
3–6,5
30
6,5–30
7000
12–30
34
6,5–30
20
Марка
фанеры
Примечание. Показатели позиций 4-6 выбирают по согласованию изготовителя с потребителем.
3.3. Расчет двускатной клеефанерной балки покрытия
Для поясов используются сосновые доски сечением 200 x 50 мм (после острожки
192 x 42 мм). В поясах используется древесина 2-го сорта. Стенка выполняется из клееной
березовой фанеры марки ФСФ толщиной 24 мм.
Доски поясов стыкуются по длине на зубчатый шип, фанерные стенки – «на ус». Для
обеспечения жёсткости фанерной стенки должны предусматриваться ребра жёсткости, выполненные из доски сечением 192 х 42 мм (из досок 200 × 50 мм до острожки) с шагом 1,5 м.
Исходя из общих рекомендаций по конструированию клеефанерных балок принимается предварительно сечение, приведённое на рис. 4.
Высота балки в середине пролета с учетом стандартных размеров листов фанеры
принимается
ℎ = l = 12 = 1,5 м
8 8
10
Рис. 5. Компоновка опорной части клеефанерной балки
Уклон верхнего пояса, согласно заданию, равен 8о, что равно соотношению
i ~ 0,1.
Высота балки на опоре:
hоп = h – i* l = 1,5 – 0,1* 12 /2 = 0,9 м.
Сбор нагрузки на балку
Нагрузка на балку складывается из веса покрытия, веса снегового покрова и собственного веса балки покрытия.
Расчет снеговой нагрузки производится на основании норм, изложенных в [8].
Нормативное значение снеговой нагрузки Sо на горизонтальную проекцию покрытия следует определять по формуле 10.1:
,
где
Св – коэффициент, учитывающий снос снега с покрытий зданий под действием ветра
или иных факторов, принимаемый в соответствии с формулами (10.5)–(10.9);
Сt – термический коэффициент, принимаемый в соответствии с формулой (10.10);
µ – коэффициент формы, учитывающий переход от веса снегового покрова земли к
снеговой нагрузке на покрытие, принимаемый в соответствии с формулой (10.4);
Sg – нормативное значение веса снегового покрова на 1 м горизонтальной поверхности земли (10.2).
Нормативное значение веса снегового покрова Sо на 1 м2 горизонтальной поверхности земли для отдельных населенных пунктов Российской Федерации принимают в соответствии с Приложением К.
11
Для остальной территории Российской Федерации нормативное значение веса снегового покрова Sg на 1 м2 горизонтальной поверхности земли в зависимости от снегового
района следует принимать по данным табл. 10.1.
При расчете балки должен быть учтен собственный вес от панели покрытия, равный
допустим, 𝑞покр = 0,56 кН/м2
Нормативный собственный вес плиты: 𝑞н.покр = 0,47 кН/м2
Полная нагрузка, приходящаяся на погонный метр балки (с учетом шага рам в 6 м),
кН м:
𝑞покр = 0,56 ∙ 6 = 3,36;
𝑞н.покр = 0,47 ∙ 6 = 2,825;
𝑔сн = 1,89 ∙ 6 = 11,34;
𝑔н.сн = 1,0 ∙ 6 = 8,1.
Вес, приходящийся на балку от плиты покрытия и снеговой нагрузки, ориентировочно подсчитывается по формуле, кН м:
𝑞св н = 𝑞покр н + 𝑔сн н = 2,825 + 8,1 = 0,479;
1000 - 1
Ксв ∙ 𝑙
1000
3,5 ∙ 12
-1
𝑞св = 1,1 ∙ 𝑞св н = 1,1 ∙ 0.479 = 0,527,
где
Ксв – коэффициент собственного веса балки, принятый равным 3,5.
Нормативная и расчетная нагрузки на 1 п.м балки соответственно составляют, кНм:
𝑞н = 𝑞н.покр + 𝑔н.сн + 𝑞св н = 2,825 + 8,1 + 0.479 = 11,399;
𝑞р = 𝑞покр + 𝑔сн + 𝑞св = 3,36 + 11,34 + 0.527 = 15,227.
3.4. Расчет балки
Расчётные значения внутренних усилий в ригеле определяем как для свободно опертой балки с пролётом, равным 𝑙р = 12000 мм, нагруженной равномерно распределённой
нагрузкой (рис. 6).
Рис. 6. Расчетная схема балки покрытия
12
𝑀 = 𝑞р𝑙р 2 = 15,227 ∙ 122 = 27408,6 кН ∙ см;
8
8
𝑄 = 𝑞р𝑙р = 15,227 ∙ 12 = 91,36 кН.
2
2
Необходимая суммарная толщина фанерной стенки из условия работы ее на срез:
𝛿ф.общ = __𝑄___=
91, 36 . 0.9 ∙ 0,594 = 2,1 см.
ℎоп ∙ 𝑅ф.ср
Принимаем одностенную балку с толщиной фанерной стенки 24 мм. Требуемую ширину поперечного сечения балки находим из условия равной прочности и устойчивости
растянутого и сжатого поясов по формулам (11), (13) в [6]:
𝜑 = 𝑅р = 6,93 = 0,538,
𝑅с 12,87
𝑏 = 0,063 ∙ 𝜑 ∙ 𝑙𝑦 = 0,063 ∙ 0,538 ∙ 1,5 = 5 см,
𝑙𝑦 – расстояние между точками раскрепления верхнего пояса из плоскости (1,5 м).
Ширина полки принимается исходя из конструктивных соображений: площадка
опирания панелей на балку должна быть не менее 6 см и с учетом того, что пояса составлены из доски сечением 200 х 50 мм (после острожки 192 x 42 мм). Тогда 𝑏 = 16,4 см.
Таким образом, сечения поясов окончательно принимаем из четырех вертикальных
слоев досок с четырехсторонней острожкой 192 х 42 мм. Тогда
- высота пояса ℎп = 19,2 см,
- ширина пояса 𝑏п = 4 ∙ 4,2 = 16,8 см.
где
Опасное сечение в двутавровой балке находится на расстоянии х от опоры:
ℎоп ′ = ℎоп − ℎп = 90 − 19,2 = 70,8 см (0,708 м);
𝛾 = ℎоп′ = 0,708 ∙ = 0,59;
𝑙 ∙ i к 12. 0,1
𝑥 = 𝑙 [√𝑦(1 + 𝑦) − 𝑦] = 12 [√0, 59(1 + 0,59) − 0,59] = 4,543 м.
Рассчитаем схему двутавровой балки с приведенными геометрическими характеристиками (рис. 7).
Рис. 7. Схема балки с геометрическими характеристиками
13
Геометрические характеристики двускатной балки (в см) приводим к материалу
поясов:
Определяем приведенный момент инерции расчетного сечения балки:
Приведенный статический момент полусечения в расчетном сечении балки (см3):
Приведенный момент инерции опорного сечения балки, см4:
Приведенный статический момент полусечения на опоре, см3:
Статический момент пояса относительно нейтральной оси в опорном сечении
балки:
Изгибающий момент в опасном сечении х:
3.5. Проверка прочности принятого сечения
Верхний сжатый пояс проверяется на устойчивость:
14
Нижний пояс проверяется на растяжение:
0,64
Фанерная стенка проверяется на растяжение:
Фанерная стенка проверяется на срез в опорном сечении:
Клеевые швы между шпонами фанеры проверяем на скалывание:
Проверка местной устойчивости фанерной стенки согласно п. 3.1.2 [10]: если ℎст
< 80, то проверки на местную устойчивость стенки при действии 𝛿ф
касательных и нормальных напряжений не требуется:
ℎст = 1500 = 62,5 < 80
𝛿ф
24
Проверка прочности фанеры на действие главных растягивающих напряжений:
15
Расчетное сопротивление фанеры растяжению 𝑅ф.р𝛼 под углом 𝛼 определяется по
графику Приложения 5 [5], Кн/см2:
3.6. Проверка жесткости принятого сечения
Приведенный момент инерции в середине пролета:
Прогиб балки в середине пролета:
прогиб балки с учетом переменности сечения и влияния поперечных сил:
коэффициент:
проверка по предельному прогибу:
16
СПИСОК ИСТОЧНИКОВ
1. Антоненко Н.А. Строительные конструкции зданий и сооружений из дерева
и пластмасс: учеб. пособие / Рязанский институт (филиал) Московского политехнического
университета. Рязань, 2019. 96 с.
2. Шмелёв Г.Н. Деревянные конструкции: учеб. пособие для студентов вузов. Казань: КГАСУ, 2011. 171 с.
3. ГОСТ 24454-80. Межгосударственный стандарт. Пиломатериалы хвойных пород:
URL: https://docs.cntd.ru/document/1200004283
4. ГОСТ 8486-86. Межгосударственный стандарт. Пиломатериалы хвойных пород.
Технические условия. URL: https://docs.cntd.ru/document/1200004108
5. СП 64.13330.2017. Свод правил. Деревянные конструкции. Актуализированная
редакция СНиП II-25-80. URL: https://docs.cntd.ru/document/456082589
6. ГОСТ 3916.1-2018. Межгосударственный стандарт. Фанера общего назначения
с наружными слоями из шпона лиственных пород. Технические условия.
URL: https://docs.cntd.ru/document/1200159718
7. ГОСТ 11539–83*. Межгосударственный стандарт. Фанера бакелизированная.
Технические условия. URL: https://docs.cntd.ru/document/1200008199
8. СП
20.13330.2016.
Свод
правил.
Нагрузки
и
воздействия.
URL: https://docs.cntd.ru/document/456044318
9. Пособие по проектированию деревянных конструкций (к СниП П-25-80) /
ЦНИИСК им. Кучеренко. М.: Стройиздат, 1986. 216 с.
10. Ли В.Д., Дериглазов О.Ю. Основные нормативные материалы для расчета конструкций из дерева и пластмасс: метод. указания. Ч. 1. Томск, 2005. 25 с.
18
Учебное издание
Животов Виталий Анатольевич – к.т.н., профессор
Сафронова Ирина Алексеевна – старший преподаватель
Инженерно-строительное отделение Инженерного департамента
Политехнического института
Дальневосточный федеральный университет
КОНСТРУИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ
КЛЕЕФАНЕРНЫХ БАЛОК
Для студентов, обучающихся по направлению
08.03.01 «Строительство»
Учебно-методическое пособие
Редактор Л.В. Студенчикова
Компьютерная верстка Г.П. Писаревой
Подписано в печать: 26.04.2022
Формат 60х84/8. Усл. печ. л. 2.3
Тираж 25 экз. Заказ
Режим доступа печатного аналога [на сайте Политехнического института ДВФУ]
https://www.dvfu.ru/schools/engineering/science/scientific-and-educational-publications/manuals/
19
Издание подготовлено редакционно-издательским отделом
Политехнического института ДВФУ
[Кампус ДВФУ, корп. С, каб. 714]
Дальневосточный федеральный университет
690922, Владивосток, о. Русский, пос. Аякс, 10
Отпечатано в Дальневосточном федеральном университете
(типография Издательства ДВФУ
690091, Владивосток, ул. Пушкинская, 10)
19
ДЛЯ ЗАМЕТОК
20