БАЛКА ИЗ LVL НА ВИНТАХ-САМОРЕЗАХ

Полезная модель относится к строительству и может быть использована в качестве несущих конструкций зданий и сооружений.
Известны несколько видов несущих конструкций деревянных балок составного комбинированного сечения.
Известна дощато-гвоздевая балка двутаврового сечения с дощатыми или брусчатыми поясами и двойной дощатой перекрестной стенкой (см. Отрешко А.И. Справочник проектировщика. Деревянные конструкции. - М: Государственное изд-во литературы по строительству и архитектуре, 1957. - С. 171).
Недостаток данной балки заключается в ее невысокой несущей способности, обусловленной податливым гвоздевым соединением досок и влиянием деформаций усушки на характер работы стенки, при одновременно высокой трудоемкости ее изготовления, связанной с большим расходом гвоздей и стальных нагелей. Причем у известной балки весьма малая огнестойкость, а пролет (длина) балки может составлять не более 12 м.
Известны балки двутаврового и коробчатого составного сечения с дощатыми (или из брусков) поясами и стенками из ОСП (см. Синцов А.В. Составные деревянные балки для строительства зданий по каркасной технологии // Строительство и техногенная безопасность. - 2017. №8 (60). - С. 55-60).
Недостаток известных балок заключается в низких прочностных показателях ОСП и цельных досок (брусков), что обуславливает невысокую несущую способность балок и малую огнестойкость. Кроме того данные балки имеют ограниченные размеры по длине и сечениям и соответственно малую величину перекрываемых пролетов.
Наиболее близким аналогом к заявляемой полезной модели является составная балка, состоящая из фанерной стенки и приклеенных к ней дощатых поясов. Причем балка может быть выполнена двутаврового или коробчатого сечения (Руководство по проектированию клееных деревянных конструкций. - М.: Стройиздат, 1977. - С. 25, п. 6.8-6.9). Применение тонкостенных составных сечений (наподобие двутавра) позволяет уменьшить материалоемкость за счет рационального использования материалов.
Недостаток данной балки заключается в снижении ее несущей способности в виду различия температурно-влажностных деформаций в клеевом соединении «пояс-стенка» и образования непроклеенных участков «пояс-стенка» в стыках фанеры в силу допуска на разнотолщинность фанерных листов. Кроме того известная балка характеризуется низкой огнестойкостью ввиду тонких стенок (10-15 мм). Причем существует необходимость установки дополнительных ребер жесткости в стыках фанерных стенок и сложность запрессовки и контроля качества клеевого соединения «пояс-стенка», что повышает трудоемкость и стоимость изготовления данной балки.
Сущность заявляемой полезной модели заключается в том, что в балке составного сечения, содержащей пояса, выполненные из LVL-бруса с параллельным расположением волокон древесного шпона, соединены с вертикальной стенкой, выполненной из LVL-плиты со взаимно перпендикулярным расположением волокон шпона, посредством винтов-саморезов под углом к волокнам древесины LVL в соответствии с полями главных растягивающих внутренних усилий. Причем балка может быть выполнена двутаврового или коробчатого сечения.
Технический результат, обеспечиваемый заявляемой полезной моделью, заключается в повышении несущей способности балки в виду высоких показателей прочности LVL, превышающих фанеру, цельную или клееную древесину, и рационального расположения винтов-саморезов в соединениях «пояс-стенка» в соответствии с направлением внутренних усилий в конструкции, что значительно снижает податливость соединений и практически делает их равносильными клеевым неподатливым соединениями. Причем одновременно уменьшена трудоемкость и стоимость изготовления балки с повышением скорости ее изготовления в виду сборки балок в построечных условиях без специализированных цехов с сушильным и клее-станочным оборудованием. Кроме того, за счет больших стандартных сечений LVL-элементов (стенки и поясов) обусловлена высокая огнестойкость заявляемой балки. Причем предлагаемое техническое решение обеспечивает отсутствие стыков в стенке по длине балки и стыков сращивания поясов по длине в виду относительно больших пролетов балок, до 20 м между опорами, так как LVL-материал выпускается длиной до 20,5 м. Сущность заявляемой полезной модели поясняется чертежами, где:
- на фиг. 1 схематично изображена балка двутаврового сечения из LVL-стенки и LVL-поясов, соединенных винтами-саморезами под углом к волокнам древесины;
- на фиг. 2 - балка коробчатого сечения из LVL-стенки и LVL-поясов, соединенных винтами-саморезами под углом к волокнам древесины.
Балка составного сечения содержит пояса 1, соединенные со стенкой 2. Пояса 1 выполнены из LVL-бруса с параллельным расположением волокон древесного шпона. Вертикальная стенка 2 - из LVL-плиты со взаимно перпендикулярным расположением волокон шпона. Пояса 1 соединены с вертикальной стенкой 2 посредством винтов-саморезов 3 под углом к волокнам древесины LVL в соответствии с полями главных растягивающих внутренних усилий. Последние определяют расчетным путем в зависимости от вида внешней нагрузки, геометрии балки и анизотропных свойств материала LVL. Балка может быть выполнена двутаврового (фиг. 1) или коробчатого сечения (фиг. 2).
Сборку балки осуществляют путем крепления поясов 1, выполненных из LVL-бруса с параллельным расположением волокон древесного шпона, к вертикальной стенке 2, выполненной из LVL-плиты со взаимно перпендикулярным расположением волокон шпона, с помощью винтов-саморезов 3. Последние установлены под углом к волокнам древесины и плоскости их сопряжения в соответствии с полями главных растягивающих внутренних усилий, определяемых расчетным путем в зависимости от вида внешней нагрузки, геометрии балки и анизотропных свойств материала LVL.
Таким образом, заявляемая полезная модель позволяет повысить несущую способность балки за счет расположения винтов-саморезов в соединениях «пояс-стенка» в соответствии с направлением внутренних усилий в конструкции, что значительно снижает податливость соединений, при одновременном уменьшении трудоемкости и стоимости ее изготовления с повышением скорости изготовления, что обусловлено сборкой балок в построечных условиях без специализированных цехов с сушильным и клее-станочным оборудованием.