ДОЩАТОКЛЕЕНАЯ СОСТАВНАЯ БАЛКА
COMPOSITE LAMINATED BEAM

Изобретение относится к области строительства и может быть использована в качестве балок перекрытий жилых и общественных зданий.
Известна деревянная балка, содержащая пакет досок, склеенных по пластам и армирующие элементы, размещенные в пазах, параллельных продольной оси балки в растянутой и сжатой зонах (см. а/с СССР №958612, Е04С 3/22 опубл. 15.09.1982, бюл. №32).
Недостатками этой деревянной балки являются увеличенная трудоемкость по сшивке короткоразмерных досок, продольные стержни, расположенные в верхней и нижней зонах используются неэффективно, их площадь принимается постоянного сечения по всей длине по максимальному моменту при нулевых моментах на концах балки.
Известна деревянная клееная балка, содержащая склеенный пакет досок с пазами на боковых гранях, в которых запрессованы арматурные стержни: в верхней зоне - вдоль продольной оси балки, в нижней - по очертанию главных растягивающих напряжений (см. патент РФ №168412, Е04С 3/12).
Недостатками балки являются: увеличенная трудоемкость изготовления, низкая несущая ее способность особенно на односторонние нагрузки и при кручении сечения.
Наиболее близкой является дощатоклееная составная балка, содержащая склеенный пакет досок, пластиковую в виде арки оболочку, заполненную бетоном (см. патент РФ №183949, Е04С 3/22, опубл. 10.10.2018, бюл. №28).
Недостатками балки являются: неэффективное использование арки и свойств трубобетона из-за большой деформативности пластиковой оболочки и из-за усадочных явлений бетона, низкая несущая способность балки на односторонние нагрузки и на кручение.
Изобретение направлено на снижение материалоемкости, рациональное использование прочностных свойств материалов сечения, увеличение жесткости и общей несущей способности деревянной составной балки, особенно на кручение.
Результат достигается тем, что в деревянной составной балке, включающей склеенный пакет досок и монолитный бетон заполнения, согласно изобретению арочная пустота внутри пакета досок выполнена по траектории главных сжимающих напряжений, причем арка в середине балки подходит к верхней клееной доске, а основаниями, в местах опирания балки к нижней доске. Результат достигается также тем, что арочная пустота в пакете досок создается вырезами в каждой доске образующих, при их сшивке образует арочную выборку по траектории главных сжимающих напряжений, затем путем распыления синтетических смол создается тонкая оболочка. Арочная выборка армируется спиралеобразной арматурой с переменным шагом, уменьшающимся к опорам и заполняется монолитным составом на расширяющемся вяжущем, что увеличивает эффект работы заполненной арочной выборки (трубобетона) в несколько раз. Для дополнительного увеличения эффекта трубобетона заполненной арочной выборки у основания устанавливается деревопластиковая или деревянная пластина из твердых пород размером соответствующему внутреннему размеру сечения арки, которая вдавливая на заполнение по оси арки увеличивает эффект трубобетона. Для увеличения прочности на кручение и растянутой зоны балки в каждой доске склеенного (впоследствие) пакета просверливаются отверстия по траектории главных растягивающих напряжений от верхних углов по диагонали, в образовавшееся криволинейное отверстие просовывается арматура, например из стеклопластика, а отверстия заполняются под давлением формальдегидной смолой.
На фиг. 1 изображена деревянная балка, состоящая из пакета досок, арочной выборки с составом заполнения и спиралеобразной арматурой с переменным шагом. На фиг. 2 изображен разрез А-А, на фиг. 3 - разрез В-В, на фиг.4 - разрез С-С, на фиг.5 - разрез D-D. Деревянная составная балка включает пакет досок 1, клеевые прослойки 2, арочное отверстие 3, спиралеобразную арматуру 4 по очертанию арки, монолитный состав 5, арматуру периодического профиля 7 и 8 по траектории главных растягивающих напряжений. К пакету досок 1 у основания арки прикреплена доска 6, к доске 6 прикреплена пластина 9.
В заводских условиях сначала выполняют склеивание пакета досок 1 с заранее выбранными участками образующими арочную выборку под монолитный состав и просверленными отверстиями под растянутую арматуру. Криволинейное под быстротвердеющий состав отверстие обрабатывают синтетическими смолами из пульверизатора образуя тонкостенную оболочку 3, вставляют спиралеобразную арматуру 4. В отверстия под растянутую арматуру просовывают гибкие арматурные стержни периодического профиля 7 и заполняют зазоры под давлением формальдегидной смолой. После подготовительных процедур производят заполнение арочного отверстия быстротвердеющим составом (бетоном) 5 на расширяющемся цементе или полимербетоном на расширяющемся вяжущем. Прикрепляют на клею защитную доску 6 из твердых пород с пластиной 9.
Размещение по линии главных сжимающих напряжений балки арочного отверстия заполненной расширяющимся быстротвердеющим составом и применение в растянутой зоне арматуры по траектории главных растягивающих напряжений по диагоналям балки и защитной доски и пластины с увеличенным расчетным сопротивлением, увеличивают несущую способность в нормальном и наклонном сечениях балки.
Собранная дощатоклееная деревянная составная балка увеличивая эффект арочной выборки в пакете досок, обеспечивает уменьшение материалоемкости, а также повышение общей несущей способности на кручении и надежности составной балки.