СТРОИТЕЛЬНАЯ БАЛКА

Полезная модель относится к области строительства, в частности к строительным конструкциям, используемым как несущие балки для сооружения чердачных и межэтажных перекрытий, каркасов крыш зданий.
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.
Известны также строительные балки, содержащие по меньшей мере одну стенку, выполненную в виде полосы из фанеры и полки, выполненные в виде брусков 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, RU №46786, Е21С 3/12, 2004 г. и RU №73008 Е21С 3/12, 2007 г.).
Недостаток этих технических решений определяется тем, что прочность на растяжение и сжатие у деревянных элементов составляющих верхний и нижний пояса балки (их верхняя и нижняя полки) различны, а потому либо надо изготавливать эти элементы различного поперечного сечения, что усложняет производство, либо элементы верхнего пояса, испытывающие сжимающие нагрузки оказываются недогружены.
Решаемая техническая задача - повышение несущей способности строительной балки при упрощении технологии изготовления длинномерных клеефанерных строительных элементов.
Технический результат, получаемый при решении поставленной задачи, выражается в упрощении технологии изготовления длинномерных клеефанерных строительных балок, при использовании имеющейся номенклатуры материалов при этом обеспечивается полнота использования несущей способности материала составляющего формируемую строительную балку.
Для решения поставленной задачи строительная балка, содержащая, по меньшей мере, одну стенку, выполненную в виде полосы из фанеры и полки, выполненные в виде брусков закрепленных на стенке вдоль продольных кромок полосы, отличается тем, что на внешней стороне одной из полок балки закреплена усиливающая лента из материала, имеющего сопротивление на растяжение большее, чем материал, использованный для изготовления полок строительной балки, предпочтительно из металла, при этом ширина ленты соответствует ширине балки, причем лента скреплена с брусками расположенными с обеих сторон полосы из фанеры, например, посредством гвоздей и/или шурупов, больше чем в трех местах. Кроме того, длина усиливающей ленты меньше длины балки на длину опорных участков балки.
Сопоставительный анализ признаков заявленного решения с признаками прототипа и аналогов свидетельствует о соответствии заявленного решения критерию "новизна".
Признаки отличительной части формулы полезной модели обеспечивают возможность повышения несущей способности строительной балки при упрощении технологии изготовления длинномерных клеефанерных строительных элементов.
На фиг.1 схематически представлен поперечный разрез строительной балки двутаврового поперечного сечения; на фиг.2 схематически представлен поперечный разрез строительной балки коробчато-двутаврового поперечного сечения и на фиг.3 - вид сбоку.
На чертежах показаны стенка, выполненная из полос 1 фанеры, полки, выполненные в виде брусков 2 закрепленных на поверхностях полос фанеры, вдоль их продольных кромок 3, зазор 4 между полосами 1 фанеры, промежуточные бруски 5, ребра жесткости 6, усиливающая лента 7, опорные участки 8 балки.
Строительную балку изготавливают склеиванием в заводских условиях на стендах известной конструкции, обеспечивающих заданную фиксацию ее элементов и их соответствующее сжатие на время отвержения клея.
Бруски 2 склеивают 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 полос 1 фанеры используют фанеру марки ФСФ сорта не ниже В/ВВ по ГОСТ 3916.1-89 толщиной 8 и 10 мм. Ребра жесткости 6 размещают по длине балки на расстоянии друг от друга соответствующих зазору 4.
При этом для изготовления брусков 2 и ребер жесткости 6 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.
При этом, предварительно, листы фанеры «распускают» на полосы 1.
Далее в зависимости от принятой конструкции балки (в зависимости от числа полос фанеры) формируют пакеты, либо включающие полосы 1 фанеры, ребра жесткости 6, которые располагают по обеим продольным кромкам 3 пластин 1, предпочтительно, заподлицо с ними, хотя возможны варианты размещения ребер жесткости на площади полос 1 фанеры - если формируют балки «коробчато-таврового» сечения (см. фиг.1); либо в пакет входит одна полоса 1 и четыре бруска 2, располагаемые вдоль продольных кромок 3 полос 1 - если формируют балки «таврового» сечения (см. фиг.2).
Далее, известным образом осуществляют клеевое скрепление названных элементов друг с другом.
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.
Далее на конструкцию строительной балки закрепляют усиливающую ленту 7 (толщиной 2-3 мм), оставляя свободными от нее опорные участки 8 балки. Во избежание отпотевания ленты в процессе эксплуатации, ее поверхность покрывают слоем термоизолирующей краски, например на основе тонкоразмерных гранул вспененного стекла. При этом ширина ленты соответствует ширине балки (т.е. суммарной ширине брусков, полос (или полосы, а также зазоров между полосами, конечно, если такие имеются). Ленту скрепляют с обоими брусками 2 (расположенными с обеих сторон полосы 1 из фанеры), при этом используют гвозди, шурупы скобы и т.п. металлические элементы, хорошо работающие на срез (на чертежах не показаны). Расстояние между крепежными элементами порядка 15-30 см, при необходимости предварительно в ленте 8 высверливают или пробивают отверстия соответствующего диаметра.
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.
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, поскольку концы усиливающей ленты 7 не выходят за пределы помещения, она не может служить проводником холода. В процессе восприятия балками конструктивных нагрузок ребра жесткости 6 обеспечивают совместность работы пластин 1, т.е. всех элементов балочной конструкции, как единого целого.
Варьируя «количество пластин 1 - полос фанеры» стенки балки, можно варьировать в широких пределах несущую способность балочной конструкций (при сохранении неизменной ширины пластин - т.е. высоты стенки, профиля).