СТРОИТЕЛЬНАЯ БАЛКА

Полезная модель относится к области строительства, в частности к строительным конструкциям, используемым в качестве несущих балок для сооружения чердачных и межэтажных перекрытий, каркасов крыш жилых и общественных зданий.
Известна строительная балка, выполненная из железобетона или металлического профиля, например двутавра (см. например, Г.Л.Кац Заводское производство конструкций общественных зданий, М., Стройиздат, 1988, с.42).
Недостаток этого, решения значительный вес конструкции и ее нефункциональность в условиях холодного климата, поскольку в силу высокой теплопроводности металла, она «работает» как мостик холода, т.е. при ее использовании увеличиваются затраты на отопление.
Известна строительная балка, выполненная в виде клееного или цельного бруса (см. например, ТУ-003-55563256-2002, разработанные ООО «Компания Экспортлес»).
Эта конструкция материалоемка, а потому имеет большой вес, что также ограничивает ее применение, поскольку требует соответствующего усиления стен и фундамента.
Известна также строительная балка, содержащая стенку, выполненную в виде полосы из фанеры и полки, выполненные в виде брусьев закрепленных на стенке, вдоль продольных кромок полосы (см. ТУ 5366-010-04779210-2000 «Балки клеефанерные двутавровые междуэтажных и чердачных перекрытий с поясами из отдельных дощечек», разработанный ГУ ДальНИИС).
Эта строительная балка достаточно эффективна только при устройстве межэтажных перекрытий, сравнительно небольшой протяженности, поскольку формирование удлиненных балок (стыкуемых из отдельных балок, поставляемых поставщиком), затруднительно из-за сложности
обеспечения прочности стыка, кроме того, наращивание несущей способности такого профиля возможно в основном, за счет использования более толстой фанеры, производство которой не освоено, а потому при использовании имеющейся номенклатуры материалов нереально.
Решаемая техническая задача - обеспечение возможности наращивания несущей способности балочной строительной конструкции и ее длины.
Технический результат, получаемый при решении поставленной задачи, выражается в обеспечении возможности наращивания несущей способности балочной строительной конструкции и ее длины, при использовании имеющейся номенклатуры материалов. Кроме того, обеспечивается возможность эффективного использования конструкции при формировании каркаса (с получением высокой прочности стыковых узлов нескольких балочных (стержневых) элементов.
Для решения поставленной задачи строительная балка, содержащая стенку, выполненную в виде полосы из фанеры и полки, выполненные в виде брусьев закрепленных на стенке, вдоль продольных кромок полосы, отличается тем, что стенка выполнена из двух пластин фанеры, размещенных на расстоянии друг от друга, на расстоянии друг от друга равном толщине фанеры, использованной для их изготовления, при этом полки скреплены с поверхностями пластин, обращенными наружу, причем в зазоре между пластинами, выполнены ребра жесткости, в виде скрепленных с ними, перпендикулярно полкам, планок, толщиной, равной зазору между пластинами. Кроме того, на внешних сторонах пластин закреплены дополнительные ребра жесткости, предпочтительно, в тех же сечениях, что ребра жесткости, размещенные в зазоре между пластинами.
Сопоставительный анализ признаков заявленного решения с признаками прототипа и аналогов свидетельствует о соответствии заявленного решения критерию "новизна".
Признаки отличительной части формулы изобретения обеспечивают
возможность наращивания несущей способности балочной строительной конструкции и ее длины.
На фиг.1 схематически представлен поперечный разрез строительной балки; на фиг.2 схематически представлен продольный разрез конструкции, параллельный полкам.
На чертеже показаны стенка, выполненная из, по меньшей мере двух, пластин 1 фанеры, полки 2, выполненные в виде брусьев закрепленных на поверхностях 3 пластин, обращенных наружу, вдоль их продольных кромок 4, зазор 5 между пластинами 1, ребра жесткости 6, дополнительные ребра жесткости 7.
Строительную балку изготавливают склеиванием в заводских условиях на стендах известной конструкции, обеспечивающих заданную фиксацию ее элементов и их соответствующее сжатие на время отвержения клея.
При этом для изготовления полок 2 и дополнительных ребер жесткости 7 используют древесину не ниже 2-го сорта хвойных пород (за исключением лиственницы) по ГОСТ 8486-86 с размерами по ГОСТ 24454-80, с соответствующими расчетными характеристиками по СНиП П-25-80. Количественные параметры дефектов формы и обработки деталей (покоробленность, отклонение от параллельности пластей и кромок, обзол) не должны превышать, допускаемых для пиломатериалов 2-го сорта. Сквозные трещины, выходящие на торец, не допускаются. Сучки загнившие, гнилые и табачные, а также несросшиеся, расположенные на кромках, не допускаются.
Брусья поясов балок склеиваются по длине с помощью зубчатых соединений по ГОСТ 19414-90. Показатели предела прочности на изгиб зубчатых соединений должны быть не ниже:
- при нагружении кромки (порядка 33 МПа и не ниже 24 МПа);
- при нагружении пласти (порядка 37,5 МПа и не ниже 27 МПа).
Для изготовления пластин 1 и ребер жесткости 6 используют фанеру марки ФСФ сорта не ниже В/ВВ по ГОСТ 3916.1-89 толщиной 8 и 10 мм.
Ребра жесткости 6 и дополнительные ребра жесткости 7, размещают по длине балки на расстоянии друг от друга «в опасных по разрушению» сечениях балки, определяемых расчетом для конкретных условий (что наиболее целесообразно) с учетом обеспечения «совместности» работы пластин или же задают это расстояние по технологическим соображениям исходя из минимального числа ребер жесткости обеспечивающего «совместность» работы пластин. При этом, дополнительные ребра жесткости 7, размещают предпочтительно, в тех же сечениях, что ребра жесткости 6, что позволяет «концентрировать» материал балки именно в опасных сечениях и облегчает процесс скрепления дополнительных ребер жесткости 7 с пластинами 1.
Клеевые соединения в конструкциях следует выполнять на синтетических клеях, соответствующих СНиП П-25-80. При этом клеевые соединения должны удовлетворять следующим требованиям:
- влажность древесины деталей балок до обработки защитными составами должна быть (12 +/-3) %;
- балки по качеству клеевых соединений должны отвечать требованиям ГОСТ 20850-84;
- толщина и ширина склеиваемых слоев в поясах балок должна отклоняться от номинальной не более +/-1 мм;
- толщина клеевых прослоек в элементах конструкций должна быть не более 0,5 мм. Допускаются участки толщиной до 1 мм, если их длина не превышает 100 мм, а расстояние между ними - не менее десятикратной длины этих прослоек;
- непроклеенные участки не допускаются.
Готовые конструкции, при необходимости подвергают защитной и/или декоративной обработке, для предохранения их от увлажнения, биоповреждения, возгорания и химической коррозии, а также придания им необходимого эстетического вида. Эти работы выполняют на предприятии-изготовителе. Защита возможна как от одного, так и от
комплекса указанных воздействий, что регламентируется условиями эксплуатации конструкций. При этом балки для зданий V степени огнестойкости должны быть защищены от биоразрушения на срок безремонтной службы 50 лет, для - деталей VIII класса условий службы - по ГОСТ 20022.2-80; древесина балок для зданий IV степени огнестойкости должна быть защищена от биоразрушения и возгорания посредством глубокой пропитки составами диаммония фосфата (аммоний фосфорнокислый) с сернокислым аммонием, буры с борной кислотой в соотношении 1:1 или другими защитными составами, обладающими аналогичными свойствами.
Готовые изделия упаковывают и отправляют потребителю.
Формирование чердачных и межэтажных перекрытий, каркасов крыш жилых и общественных зданий из заявленной балочной строительной конструкции не отличается от общепринятых технологий, за исключением необходимости использования мощной подъемной техники в связи с малым весом конструкции, при этом, упрощаются работы по соединению конструкционных элементов, поскольку, у стыкуемых участков конструкции выступы (пластины) взаимно входят в пазы (зазоры между пластинами), при этом величина их взаимной нахлестки легко может быть изменена перед операцией соединения.
В процессе восприятия балками конструктивных нагрузок ребра жесткости 6 обеспечивают совместность работы пластин 1, т.е. всех элементов балочной конструкции, как единого целого.
Кроме того, варьируя число пластин и ребер жесткости в составе конструкции, можно варьировать в широких пределах несущую способность балочной конструкции (при сохранении неизменной ширины пластин - т.е. высоты стенки профиля).