Деревянная балка

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик и 696213(51)М. Кл. Е 04 С 3/12 Государствеай кюинтвт СССР в делам изобретений н атхрытнй(72) Автор изобретения В.И, Кулиш Хабаровский политехнический институт(23) Приоритет Изобретение относится к строительству и предназначено для изготовления несущих конструкций, работающих на изгиб.Известна деревянная балка, склеенная в пакет из горизонтально расположенных досок 13 .Недостаток этой балки состоит в том, что она обладает малой несущей способностью из-за того, что физико 1 о механические свойства досок не дифференцируются и по этой причине несущая способность балки оценивается выражением= - в,п.,15Ргде М - расчетный момент;ЬЬ3 =1- - момент инерции сечения;щ - коэффициент условий работы 2 опри изгибе;Й- расчетное сопротивление древесины изгибу. То есть максимальное фибровое на пряжение сравнивается с расчетным сопротивлением, при этом зпюра 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 прослой ки 21.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.Цель достигается тем, что в деревянной балке включающей пластины, собранные по высоте в пакет, между которыми размещены клеевые прослойки, пластины пакета установлены с размещением их продольных вО- локон под углом к продольной оси балки, 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.3 - одна пластина, лежащая сверху пластины, вид сверху.Деревянная балка включает пластины 1, волокна которых перекрещены и скомпонованы так, что угол их наклона Ы к продольной оси балки изменяется дискретно от пластины к пластине от нуля в нейтральной плоскости балки до заданного значения (А) на периферии, и клеевые прослойки 2 между пластинами.От нейтральной оси балки к периферии модуль упругости дискретно от одного листа шпона.к другому уменьшается, за счет того, что волокна в листах шпона ориентированы под углом, который растет от д. = 0 (в уровне нейтральной плоскости), до некоторого заданного значения с=(Ы) (на периферии) и позволяет, таким образом, получить закон изменения модуля упругости по высоте балки от нейтральной оси до периферии по известному модулю для каждого листа шпана с ориентацией волокон под углом с, вычисляемому по формулеЬ, = сов+Р; где Ц - модуль упругости древесинывдоль волокон,- модуль упругости древесиныпоперек волокон.Для исключения депланации поперечных сечений балки, волокна листов шпона перекрещены.Если предположить, цто сечение прямоугольное шириной Ь и высотой й и модуль упругости уменьшается от нейтральной оси (при с = 0) со значениемсоответствующего с 3.=(б)ЬЕ=Е ИБ 61 БЬп 5 Ц, то модуль упругости 1-го шпона на высоте 1 должен иметь .значение091-"с" ГфЦВ Ю) 0,5 по величине которого вычисляют уголнаклона волокон д.; в 1-ом листе шпонарешая уравнение 0,5 И-уа"фд" ГС вМ) оль5 Так как нас будут и тересоватьмаксимальные фибровые напряжения,то запишем функционал приведения повысоте на уровень модуля упругостив таком виде01 ИюЩ:Ер 1и найдем приведенный момент инерциисеченияОР Еь ЬВ уЩ ещ 120 Гсли периферийный модуль упругости будет соответствовать расчетномусопротивлению при изгибе Кп, дляоценки нормальных напряжений должновыполняться условие25 Р.Е сщ,эСопоставить эту формулу с формулой30 оценки напряжений по известной формуле можно только по моментам инерции ЪЬА 4 Х3ОР Щ Й, 4 Ещ 4/которое показывает, что всегда можно задать такое значение В ,д что1 рц. будет больше 1, следовательно фибровые напряжения в предлагаемой балке на один и тот же расчетныймомент будут меньшими.При восприятии балкой нагрузки,в ней возникают нормальные напряжения, интенсивность нарастания которыхбудет выше там, где будет больше модуль упругости. Так как фибровые напряжения всегда ограничивают расчетными сопротивлениями изгибу, то для50 повышения несущей способности балкинеобходимо догрузить ее центральнуючасть, В данном случае это сделаноза счет ужесточения центральной частипоперечного сечения,55 Преимущество перекрестной компановки пластин с наклоном волокон равным нулю в нейтральной плоскости идостигающим заданного значения на896213 формула изобретения ИИПИ Заказ 11653/17 Тираж 720 Подписное филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,периферии, состоит в том, что создаются условия для увеличения полнотыэпюры нормальных напряжений, что-впредельном случае при упругой работеволокон балок можно достичь повышение несущей способности на 504. 1 ЕДеревянная балка, включающая пластины, собранные по высоте в пакет, между котооыми размещены клеевые прослойки, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения несущей 15 способности балки по нормальным напряжениям, пластины пакета установлены с размещением их продольныхволокон под углом к продольной осибалки, а в каждой выаележащей пластине продольнЫе волокна направлены впротивоположную сторону относительнопредыдущей,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1;: Глинка Н.Н, и Поспелов Н.ДКлееные пролетные строения мостов.М., "Транспорт", 1964, с. 39-40,р. 22.2. Реферативная информация. Строительные конструкции, строительнаяФизика. Серия ЛП, выпуск 4, МЦИНИС, 1978, с. 35, р. 17.