Деревянная балка

Предложенная полезная модель относится к области строительства, а именно к несущим клееным деревянным или фанерно-деревянным балкам и стойкам двутаврового, прямоугольного или квадратного сечения, которые могут быть использованы в качестве опорной балки опалубки для бетонирования монолитных перекрытий, стен, колонн или в качестве основного постоянного несущего элемента в здании, сооружении, либо другой строительной конструкции.
Известно множество конструкций двутавровой деревянной балки.
Известна деревянная двутавровая балка, содержащая две полки и соединяющую их стенку, при этом полки выполнены, по меньшей мере, с одним продольным пазом для клеевого соединения со стенкой, имеющей ответный указанному пазу шип, при этом стенка имеет две наружные обкладки и, по меньшей мере, один металлический сердечник, проходящий, по меньшей мере, по части ее длины и заходящий в шип стенки [патент на полезную модель RU 82242, МПК E04C 3/12, опубл. 20.04.1999].
Известна балка опалубки двутаврового сечения, содержащая полки и стойку, причем полки выполнены из бруса и снабжены продольными пазами прямоугольного сечения для размещения стойки, выполненной из листа, соединенной с полками в "шип" [патент на полезную модель RU 19072, МПК E04G 11/50, опубл. 02.02.2001].
Известна деревянная двутавровая клееная балка, содержащая две полки и соединяющую их стенку, в которой, с целью улучшения физико-механических и стоимостных характеристик, полки балки выполняются в виде набора дощечек из отходов обработки еловой древесины, не содержащих сучковых образований, стенка сделана из набора параллельных друг другу стандартных листов березовой фанеры, вдоль полок, по всей их длине, проточены два параллельных паза, в которые вставляются параллельные друг другу шипы, являющиеся окончанием сборки из фанерных листов, составляющих стенку, при этом сборка дощечек в полки, склеивание листов фанеры в стенку и заполнение пазов реализуется клеем на основе формальдегидной смолы, а все открытые поверхности балки защищаются от внешних воздействий фенольным пленочным покрытием [заявка на изобретение RU 2005141814, МПК E04C 3/12, опубл. 10.07.2007].
Недостатками известных стенок является их низкая прочность.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является повышение прочности балочной стенки.
Заявляемый технический результат достигается за счет того, что деревянная балка состоит из стенки, соединенной с двумя полками, при этом стенка содержит слои, образованные путем склеивания полос заданного размера, нарезанных из деревосодержащего строительного материала, причем слои склеены так, что полосы одного слоя расположены со смещением относительно полос другого слоя.
Возможны варианты развития основного технического решения:
по бокам склеенных слоев полос образованы шипы, предназначенные для соединения с полкой деревянной балки;
в качестве деревосодержащего строительного материала использован лист фанеры;
в качестве деревосодержащего строительного материала использован пиломатериал.
Таким образом, заявляемая полезная модель позволяет значительно повысить прочность балочной стенки благодаря склеиванию слоев полос со смещением. При сборке в балку стенка устанавливается и работает вертикально, т.е. как стойка, учитывая то, что фанера или пиломатериал имеет ограниченную длину (размер), например, максимальный размер фанеры по длинной стороне 3050 мм, самый распространенный размер 1525 и 2440 мм, что не позволяет собрать балочную стенку длиной более 3000 мм из целикового материала без организации различных стыков, которые неизбежно ведут к потере надежности, долговечности и несущей способности. В такой ситуации стыковка организована различными способами, например, через шип, шпонку или ступеньку. После такой сборки место стыковки является самым слабым местом в балке с высокой вероятностью слома при работе на предельных и чрезвычайных нагрузках. Учитывая, что нагружение может быть не только постоянным, но и динамическим, а также и иметь большое количество циклов такого нагружения, как например опалубочная балка, со временем место такого стыка будет ослаблено и в будущем может привести к слому балки и аварийной ситуации. Именно переклейка, как способ соединения, со смещением (т.е. в разбежку) позволяет не иметь сквозных и ненадежных стыковок, и само по себе делает балочную стенку массивно-монолитной, что по несущей способности, надежности и долговечности соответствует параметрам стенки, собранной из целикового материала по всей длине.
На фиг. 1 представлена стенка, состоящая из двух слоев.
На фиг. 2 представлена стенка, состоящая из четырех слоев.
На фиг. 3 представлена двутавровая балка.
Стенка 1 для деревянной балки содержит слои (по меньшей мере два), образованные путем склеивания полос 2 заданного размера, нарезанных из по меньшей мере одного деревосодержащего строительного материала.
Слои склеены так, что полосы 2 одного слоя расположены со смещением относительно полос 2 другого слоя.
При этом по бокам склеенных слоев полос 2 образованы шипы 3, предназначенные для соединения с полками 4 деревянной балки.
Стенка работает вертикально, поэтому количество слоев определяется только требуемой толщиной стенки 1 при использовании различных материалов. Например, стенка толщиной 26 мм может быть собрана с применением фанеры толщиной 4 + 18 + 4 мм, или 8 + 18 мм, а стенка толщиной 28 мм может быть собрана с применением фанеры 4 мм + 20 мм пиломатериал + 4 мм фанера. При этом для равномерности сборки фанера формирует наружные слои, а пиломатериал - внутренний.
Высота профиля балки обычно составляет 160 мм и 200 мм, но возможно использование любых по высоте балок.
В качестве деревосодержащего строительного материала может быть использован лист фанеры, ДСП, ЛВЛ или пиломатериал. Под пиломатериалом понимается древесная продукция, получаемая при распиловке круглых лесоматериалов, а также продольного и поперечного деления полученных частей, а также продукция из древесины установленных размеров и качества, имеющая, как минимум, две плоскопараллельные пласти. Как вариант - сухая и строганная доска различных длин и сечений.
Далее на форматном станке или другими пилами разделяют деревосодержащий строительный материал на полосы 2 заданного размера.
Размер полос 2 обычно составляет от 100 до 200 мм, при этом в зависимости от требуемой высоты балки и сечения деревянных полок размер полос может быть как меньше, так и больше, например, 75, 80, 90, 220, 240 мм.
Затем наносят на по меньшей мере одну полученную полосу 2 клеевой слой (на фигуре не показано) по меньшей мере с одной ее стороны и склеивают между собой полученные полосы 2 с образованием по меньшей мере двух слоев так, что полосы 2 одного слоя расположены со смещением относительно другого слоя. Склеивание является обязательным способом соединения полос 2 в слои.
Полосы 2 складывают в слой до заданной длины (обычно 3,3 метра, но, не ограничиваясь данным значением).
Величина смещения большого значения не имеет, но для большей надежности не менее 250 мм относительно другого слоя. В большей степени диапазон смещений зависит от стандартных размеров используемых материалов. Например, фанера традиционно квадрат 1525×1525 мм, при делении листа получаем полосы требуемой ширины длиной 1525 мм, то есть 1525/2=762,5 мм величина смещения при переклейке (сборке) в массив в разбежку, при сборке балочной стенки длиной 3000 мм.
По бокам стенки 1 образуют шипы 3 для соединения с полками 4 и соединяют полки 4 со стенкой 1 с образованием деревянной балки. При этом количество шипов 3 и соответствующих им пазов 5 в полках 4 может быть выбрано любое, например, от одного до 4, в зависимости от ширины стенки и размеров шипового соединения.
На завершающем этапе балку покрывают краской или пропиткой для придания ей товарного вида и защиты от неблагоприятных факторов.