Клеефанерные балки с волнистой стенкой

В клеефанерных балках данного типа фанерная стенка благодаря волнистой форме имеет большую устойчивость, чем плоская, и не нуждается в укреплении ее ребрами жесткости.

Фанерная стенка в таких балках не может воспринимать нормальные напряжения, так как при изгибе балки она будет складываться или распрямляться, т.е. обладает податливостью. Поэтому балка с волнистой стенкой рассчитывается как составная балка на податливых связях.

Балки с волнистой стенкой имеют двутавровое сечение (рис.5.7), постоянные по длине, пролет балок l=6-12 м.

Изготавливаются балки с волнистой стенкой следующим образом:

a) в деревянных балках по шаблонам на копировальных стенках выбираются криволинейные пазы клиновидного сечения, пазы заполняются клеем, а затем фанерная стенка вставляется в пазы и протягивается лебедкой на всю длину балки;

b) деревянный пояс распиливается волнообразно на две части, в распил на клею вставляется фанерная стенка и пояса вместе с фанерной стенкой запрессовываются в ваймах.

Рис.5.7 Клеефанерная балка с волнистой стенкой

Пояса балок выполняют из бруса или клееного пакета из досок. Высоту балки h принимают равной (1/10-1/15)l , высоту стенки назначают из условия h_п=(1/6-1/8)h. Высоту волны стенки назначают из условия h_в≥ b_п/3 , (b_п – ширина пояса балки) при соблюдении отношения

h_в/l_в=1/10-1/20, ( l_в – длина волны).

Расчет балки с волнистой стенкой выполняется как составной балки на податливых связях.

Коэффициент податливости В вычисляется по формуле

(5.28)

где S_п – статический момент пояса относительно нейтральной оси балки; E_др – модуль упругости древесины пояса; l – пролет балки; _ф – толщина фанерной стенки; G_ф – модуль сдвига фанеры.

Момент инерции сечения балки как цельного элемента (без учета работы стенки) равен

(5.29)

где b_п и h_{п –} соответственно ширина и высота пояса; h₀ – расстояние между центрами тяжести поясов, т.е. h₀=h-h_п .

Коэффициенты, учитывающие податливость волнистой стенки, определяются следующим образом:

коэффициент, снижающий прочность балки

(5.30)

коэффициент, снижающий жесткость балки

(5.31)

Проверка прочности балки по нормальным напряжениям:

в нижнем растянутом поясе

(5.32)

в верхнем сжатом поясе

(5.33)

где М – расчётный изгибающий момент, φ – коэффициент продольного изгиба верхнего пояса из плоскости изгиба; W₀=2I/h₀ .

Проверку балки по наибольшим сдвигающим напряжениям проводят, как правило, в опорном сечении по формуле

(5.34)

где R_ф.ср – расчетное сопротивление фанеры срезу; φ_ф – коэффициент устойчивости волнистой фанеры стенки.

(5.35)

где ; k₂=0,42 – среднее значение коэффициента, равного отношению высоты волны h_в к длине волны l_в волнистой стенки; – модуль упругости фанерной стенки в направлении поперек оси балки; G_ф – модуль сдвига фанеры; λ_в.ст – гибкость волнистой фанеры стенки, определяемой по формуле

(5.36)

где h_ст=h-2h_п – высота стенки между поясами; h_в – высота волны стенки.

Прогибы клеефанерных балок с волнистой стенкой определяются как для дощатоклееных балок с использованием жесткости 0,7k_жIE_др.