Клеедощатые армированные балки

Для повышения несущей способности и жесткости, при необходимости ограничения высоты поперечного сечения, а также с целью экономии высокосортной древесины используют усиление клеедощатых балок армированием (рис.5.5).

Рис.5.5 Армированные клееные деревянные балки:а - схема расположения нагрузки; б - схема армирования балки одиночными стержнями; в - схема армирования балки; г - типы поперечных сечений с одиночным армированием; д - типы поперечных сечений с групповым армированием

В качестве арматуры используется, как правило, стальная арматура периодического профиля А-300, А-400 диаметром 12…25 мм. Иногда применяется стеклопластиковая арматура из материала АГ-4С. Арматуру можно укладывать в сжатой и растянутой зонах (симметричное армирование) или только в растянутой зоне (несимметричное армирование). Пазы в древесине для укладки древесины получают фрезерованием, они могут быть полукруглыми (овальными) или квадратными, размерами, не превышающими диаметр арматуры более чем на 1-1,5 мм. Крайние доски приклеиваются после вклеивания арматуры.

Процент армирования балки не должен превышать 3-4%. Процент армирования определяется согласно выражению

где F_a - площадь арматуры; b - ширина сечения; h₀ -рабочая высота сечения (рис.5.5г).

Армированные деревянные балки рассчитывают по приведенным геометрическим характеристикам.

Приведенный к древесине момент инерции несимметричного сечения армированных прямоугольных балок определяется по формулам

(5.15)

где I_др и I_a - соответственно момент инерции древесины и арматуры относительно нейтральной оси сечения; n - отношение модулей упругости материала арматуры и древесины, при остальном армировании n= E_a/E_др=20; y₀ - расстояние от центра тяжести приведенного сечения до растянутой кромки; a - расстояние от оси арматуры до растянутой кромки балки;

при двойном симметричном армировании

(5.16)

где где h высота сечения; а – расстояние от центра тяжести арматуры до кромок балки.

Приведенные к древесине моменты сопротивления сечений будут соответственно равны:

при одиночном армировании

при двойном армировании

Расчет армированных балок выполняется:

- на прочность по нормальным напряжениям

(5.17)

где М – расчетный изгибающий момент; R_и – расчетное сопротивление изгибу; коэффициент m_б и m_сл определяется по табл. 5.1 и 5.2;

- на устойчивость плоской формы деформирования

(5.18)

где φ_m – коэффициент устойчивости балки при изгибе;

- на скалывание древесины

(5.19)

где Q – расчетное значение поперечной силы;

– приведенный статический момент сдвигаемой части сечения относительно нейтральной оси;

b – ширина сечения;

R_ск – расчетное сопротивление древесины скалыванию вдоль волокон.

Расчет на жесткость выполняется так же, как и для клеедощатой балки, жесткость армированной балки принимается равной Е_др .