Балка деревягина что это такое: Балка Деревягина

Балка Деревягина

Расчет балок перекрытия — это целая дисциплина в технической механике и строительной инженерии. Известно, что идеальным соотношением сторон для балки прямоугольного сечения есть семь к пяти. На практике же точного совпадения этих величин добиваются крайне редко и пропорция считается довольно условной. Борьба с механическими нагрузками при сохранении минимальных размеров и оптимальной формы балки заставляла в разное время внедрять разные решения, а сегодня мы рассмотрим некоторые, самые интересные из них.

Балки для перекрытия — проблемы и решения

Если останавливаться на пиломатериалах при проектировке дома, тогда вариантов перекрытия остается не так много. Двутавры из металла и балки фундаментные мы в расчет не берем — слишком тяжелые. Балка двутавровая, как наиболее рациональный способ выполнить жесткую конструкцию, выполняется и из дерева, но такая работа имеет смысл, если речь идет о небольшом каркасном строительстве. Из деревянных профилей остаются только окантованные бревна, лес-кругляк и балка прямоугольного сечения.

Теперь остается разобраться в размерах и конфигурациях, ведь не всегда есть возможность или желание выставлять балку напоказ. А это значит, что ее придется зашивать, тем самым уменьшая объем помещения, что не всегда желательно. Балка круглого сечения, как правило, может выдерживать довольно высокие нагрузки и иногда даже большие, чем прямоугольные при той же площади сечения. Только проблема в том, что при этом она будет иметь довольно серьезный прогиб.

Усиленная балка перекрытия

Получается, что плоский потолок к такой конструкции уже не приладить. Хотя при строительстве хозяйственных или каких-либо промышленных помещений такой вариант будет дешевле и практичнее. Ровный потолок там нужен не критично.

Выходит, что при желании спрятать балку под плоским потолком можно только в том случае, если она будет прямоугольного сечения. Даже если ее прочность будет недостаточна, ее всегда можно усилить, но только наращивая в высоту. Правда, до определенного предела, пока она не начнет изгибаться по длине. Сам собой напрашивается ответ — можно же взять не одну, а две балки и уложить их рядом или в высоту, что, в общем-то одно и то же. Как вариант, возможно. Но если бы не было одной конструкции, которая появилась в 1932 году.

Конструкция составной балки, предложенная В. С. Деревягиным

Все гениальное просто, и это подтверждает конструкция балки перекрытия Деревягина, которую он представил в 30-х годах прошлого века. Эта простая схема способна в четыре раза увеличить прочность балки на изгиб, по сравнению с цельной балкой такого же сечения. Конструкция работает следующим образом.

Мы уже упоминали о том, что при укладывании балки одну на другую ее несущая способность возрастает. Безусловно, но это не есть прогрессивное решение, и вот почему. Обе балки, расположенные одна над другой, будут работать отдельно, как две конструктивные единицы, передавая нагрузку друг другу. И верхняя и нижняя балки неизбежно будут прогибаться, при этом радиус кривизны у них будет разным при одинаковой длине. То есть балки работают по принципу рессоры, что нежелательно, если мы хотим добиться жесткости конструкции и неподвижности концов каждой из балок.

Напрашивается еще одно решение — ликвидировать смещение балок друг относительно друга, тогда можно получить конструкцию гораздо жестче. При этом, если найти способ, как закрепить балки между собой без ущерба прочности, мы добьемся стабильности обеих балок. И еще было бы хорошо, чтобы добиться этого, не прибегая к космическим технологиям и не применяя других материалов, кроме тех, которые есть в наличии, а именно — пиломатериала.

Балка на пластинчатых нагелях

Теоретически, нет ничего проще. Но если спроецировать ситуацию на реальные условия использования самого обычного квадратного бруса со стороной сечения 15 см, то для получения двойной жесткости будет необходим брус с высотой сечения 30 см. Едва ли можно без проблем отыскать такой материал в нужном количестве. Эту проблему решил В.С. Деревягин.

Простота конструкции показана на чертеже, где балках выбраны ниши под нагели. Нагели тоже представляют собой деревянные шпонки, но ориентация волокон у них перпендикулярна волокнам бруса. Если посадить обе балки на пластинчатые нагели, в результате мы получим цельный фактически брус с необходимой высотой сечения. Смещение балок друг относительно друга полностью исключается. Изготовить такую балку совсем несложно и для этого не нужны особенные приспособления. Причем заменить деревянные нагели можно несколькими способами.

Доступные способы изготовления

Способов можно найти несколько:

1.  Клеевой метод. Для этого необходимо усадить обе балки на клей. Такой метод едва ли будет интересен для использования в домашних условиях из-за сложности процесса склейки.
2. Резьбовой метод. Можно через равное расстояние стягивать балки металлической резьбовой шпилькой. Из минусов такого способа — дороговизна и трудоемкость.
3.  Шпоночный метод. Вместо пластинок, работающих на изгиб, можно использовать шпонки круглого сечения из дерева, которые можно изготовить самому и которые не будут стоить практически ничего. А круглое отверстие всегда проще просверлить, чем вырезать прямоугольное.

Практичное и недорогое решение того, как сделать балку Деревягина, уже в ваших руках. Осталось сопоставить свои технические возможности с имеющимся материалом, и перекрытие получит надежные и недорогие конструкционные элементы, стойкие к высоким нагрузкам.

Балки системы В. С. Деревягина конструкция и расчет

Конструкция составной балки, предложенная В. С. Деревягиным, состоит из двух или трех брусьев, связанны между собой пластинчатыми нагелями из твердого дерева).

Гнезда для пластинок выбираются при помощи переносного цепного электродолбежника. Благодаря податливости пластинок, работающих на изгиб, хорошо обеспечивается их совместная работа. В случае применения брусьев повышенной влажности появление трещин на боковых поверхностях предупреждается устройством продольных вертикальных пропилов на верхней и нижней сторонах брусьев. Суммарная глубина пропилов должна быть не более 1/3 высоты отдельного бруса.

Составная балка системы В. С. Деревягина

По сравнению с другими составными балками (например на шпонках или колодках) конструкция Деревягина имеет значительные преимущества. Большим достоинством этих конструкций является отсутствие в них стяжных болтов, которые необходимы в составных балках на шпонках. Балки Деревягина можно изготовлять из окантованных бревен с использованием естественного сбега. Наибольший пролет балок этой конструкции определяется стандартной длиной лесоматериалов (для брусьев не более 6,5 м и для бревен — не более 8 м).

Расчет составных балок Деревягина сводится к подбору сечения элементов балки, определению числа пластинок и вычислению величины строительного подъема.

Проверка на прогиб составной балки ведется с учетом снижения момента инерции поперечного сечения. При этом коэффициент снижения  к моменту инерции принимается по таблице. Количество пластинок на полупролете балки определяется по формуле.

Если полученное число пластинок не размещается в шве, то сечение составной балки следует увеличить и весь расчет следует сделать вновь.

При изготовлении балок Деревягина требуется тщательно отбирать лесоматериал с учетом вида работы элементов. Для нижних растянутых брусьев рекомендуется использовать лесоматериал первой категории, а для верхних сжатых — второй. При изготовлении балок из трех брусьев для средних брусьев разрешается применять лесоматериал третьей категории (при обязательном ограничении глубин горизонтальных трещин в одном сечении, суммарная глубина которых не должна быть больше  1/3 ширины бруса b). Пластинчатые нагели делаются из древесины с влажностью не более 15%.

Сборка составных балок Деревягина производится на специальном станке, приспособленном для изготовления одновременно двух балок и состоящем из средника с прикрепленными к нему короткими прокладками с двумя хомутами. До забивки пластинок балкам придается строительный подъем. Плотность швов в брусьях обеспечивается установкой дополнительных струбцинок. Дальше, после разметки гнезд, производится долбление их цепным электродолбежником, с последующей установкой пластинок в гнездах легким ударом деревянного молотка.

При глухих гнездах обе балки вместе со средником переворачиваются, и весь процесс установки пластинок повторяется.

После установки всех пластинок хомуты освобождаются, готовые балки вынимаются из станка, а на концах их ставится по одному стяжному болту.

Рассмотренный выше механизированный способ выбирания гнезд, при тщательной заготовке самих пластинок, автоматически обеспечивает плотность их установки как во время транспортировки, так и в процессе эксплуатации балок.

3.3.1 Балки Деревягина

Балки на пластинчатых нагелях являются индустриальной конструкцией, просты в изготовлении и практически не имеют металлических деталей, что особенно важно при эксплуатации конструкций в зданиях с химически агрессивной средой.

Вязкость и дробность связей (пластинчатых нагелей) обеспечивает хорошую совместную работу сплачиваемых элементов и высокую надежность соединения в целом. Составные балки на пластинчатых нагелях применяются в покрытиях промышленных и гражданских зданий, складских сооружений, используются в виде верхних поясов металлодеревянных и шпренгельных ферм.

Расчет составных балок на пластинчатых нагелях как и любых других конструкций состоит из статического расчета и конструктивных расчетов. Особенностью конструктивного расчета является определение количества пластинчатых нагелей, необходимых для восприятия сдвигающих усилий, и учет податливости связей. Статический расчет выполняется по правилам строительной механики. Конструктивный расчет в производится в следующей последовательности:

Определяется требуемый момент сопротивления

,

где k_w — коэффициент, учитывающий снижение несущей способности за счет податливости связей определяемый по табл. 13 [2].

Задается ширина b брусьев балки исходя из сортамента. Обычно ширина балки принимается равной 150 мм или 180 мм.

Определяется требуемая полная высота сечения балки из условий прочности

.

Назначается высота h₁сечения каждого бруса балки с учетом сортамента пиломатериалов. При проектировании балки из двух брусьев принимаем h₁= h_тр/2, из трех брусьев – h₁= h_тр

/3.

Выполняются проверки принятого сечения:

– по прочности

;

– по деформациям

≤[f] =1/250 l.

Вычисляется необходимый строительный подъем f_стр = 0,1 l/h₁.

При наличии строительного подъема предельный прогиб может быть увеличен до 1/200 l.

Определяется требуемое количество пластинчатых нагелей.

Пример 3.1. Подобрать сечение балки Деревягина на пластинчатых нагелях (см. рис.2.6).

Исходные данные. Пролет балки 6 м. Нормативная погонная нагрузка на балку q_н = 4 кН/м, расчетная погонная нагрузка q_р= 6 кН/м. Материал балки – ель 2-го сорта. Условия эксплуатации — Б2.

Порядок расчета.

1. Статический расчет.

Максимальный изгибающий момент в середине пролета балки

кНм,

где q_р– расчетный пролет балки определяемый исходя из глубины опирания балки на опорым;а – длина площадки опирания балки,а=100 мм.

Максимальная поперечная сила на опоре балки

кН

2. Конструктивный расчет.

Определяем требуемый момент сопротивления поперечного сечения балки

см³.

Задаемся по сортаменту шириной сечения b=150мм

Находим требуемую высоту сечения см.

Принимаем сечение из брусьев высотой h₁=150 мм, уложенных друг на друга.

Момент инерции сплошного сечения при b = 150 мм иh= 300 мм равен

см⁴.

Момент сопротивления сплошного сечения равен

см³,

Проверяем прочность подобранного сечения по нормальным напряжениям с учетом податливости связей по формуле

кН/см²,

где k_w — коэффициент, учитывающий снижение несущей способности за счет податливости связей определяемый по табл. 13 [2],.,m_в — коээфициент условий работы, определяемый по табл. 13 [2],.m_в= 0,9.

Проверяем жесткость подобранного сечения с учетом податливости связей по формуле

см <см,

где k_ж— коэффициент, учитывающий снижение жесткости за счет податливости связей определяемый по табл. 13 [2],

k_ж= 0,75.

Подобранное сечение удовлетворяет условиям прочности и жесткости.

На стадии изготовления балке должен быть задан строительный подъем f_стр = 0,1l/h₁.

f_стр = 0,1l/h₁= 0,1∙ 6/ 0,15 = 4 см.

Подбор количества пластинчатых нагелей выполнен в примере 2.6.

Балка Деревягина. Как сделать межэтажные перекрытия с помощью самодельной балки Деревягина.

Как известно, лучшее сечение балки — соотношение ее сторон (в сечении) 7 : 5 . Это сечение достаточно условно и редко когда соблюдается. Обычно используют тот пиломатериал, который есть. Прогиб балки в основном зависит от высоты балки, чем от ее ширины. Т.е. выгодно наращивать балку в высоту, чем просто пропорционально утолщать её. Это просто приведет к утяжелению самой балки и перерасходу материала с незначительным усилением ее несущих свойств.

Круглая балка также имеет свои недостатки. Так например, она может выдержать в итоге бОльшую нагрузку, чем прямоугольная того же сечения, но она имеет гораздо больший прогиб. Поэтому если вам важна именно прочность, невзирая на форму балки (например при перекрытии хозяйственных помещений, навесов и пр.), то лучше использовать круглую балку. Если вам нужен плоский потолок и внешний вид — то прямоугольную.

Но и прямоугольную балку можно значительно усилить путем наращивания ее высоты. До определенных пределов, разумеется, пока не появится тенденция на боковой изгиб балки.

Непосредственная укладка одной балки на другую формально удваивает несущую способность балки. Такого же результата можно добиться и простым укладыванием двух балок рядом друг с другом.

Однако известна схема, которая позволит используя все те же две балки фактически учетверить несущую способность балки (и соответственно межэтажного перекрытия в целом). Это так называемая балка Деревягина. Я к сожалению е знаю предистории ее изобретения, но в данном случае это и не важно.

Как упоминалось выше, если две балки уложить друг на друга, это удвоит несущую способность. И балки эти будут работать каждая сама по себе, передавая нагрузку от верхней к нижней. При этом происходит небольшой сдвиг нижней грани верхней балки относительно верхней грани нижней балки. Это естественно, поскольку даже при одинаковом прогибе и образованию балкой дуги относительно некого гипотетического центра (у каждой балки свой центр), внутренние и внешние части балок имеют разный размер радиуса изгиба (на толщину балки). Соответственно, при неизменной длине балки (отрезка дуги), разница длин граней становится очевидной, так как они соприкасаются разными гранями (одна внешней, другая внутренней) . Т.е. балки работают порознь, каждая сама по себе.

Если же устранить возможность смещения балок относительно друг друга при прогибе, балка становится гораздо жестче. Соответственно значительно уменьшается ее прогиб под нагрузкой. Использование этого эффекта позволит наращивать балки при устройстве межэтажного перекрытия используя стандартный пиломатериал.

Например, если сделать балку из бруса 150 х 150 мм (стандартный, вобщем, случай), длиной 6 метров, расположив их через каждый метр, то нагрузочная способность будет около 250-300 кг на 1 кв. метр перекрытия. Если удвоить количество балок (на той же площади), уложив их через 0,5 метра или положив друг на друга, то нагрузочная способность возрастет до 400 – 500 кг/м2 . Но если использовать балки сечением 150 х 300 мм, то нагрузочная способность перекрытия будет уже около 1000 кг/м2. Но где же вы найдете такой брус? А если и найдете, стоить он будет просто нереально дорого.

Но такую же балку можно изготовить самостоятельно (что вобщем и сделал Дереевягин).

В нижнюю балку врубаются нагели или шканты (шпонки). Ориентация волокон древесины шпонок — перпендикулярно плоскости грани балки. В верхней балке так же вырезаются отверстия под шпонки. При соединении обеих балок шпонки с небольшим натягом входят в обе балки и связывают их. Теперь смещение одной балки относительно другой невозможно, и они стали фактически одной цельной балкой.

Это классическая схема балки Деревягина. И как видите, она достаточно трудоемка в исполнении, даже при наличии современного инструмента (фрезера, дисковой пилы или электрического лобзика). Поэтому не часто можно увидеть вживую такую балку.

Но обеспечить взаимную неподвижность балок в составе балки Деревягина можно и другими способами.

Во-первых, это клей. Современная промышленность предлагает настолько хорошие клеи для дерева, что при попытке разъединить склеенные детали, рвется и расщепляется обычно сама древесина, нежели место склейки. Но для качественного склеивания требуется хорошая подготовка деталей. В частности они должны быть абсолютно сухими (влажность не более 8-12 %), абсолютно гладкими (оструганными). Да и склейка ведется с использованием большого количества струбцин или прессов. Поэтому изготовление балки Деревягина в условиях самостоятельного дачного строительства кажется маловероятным.

Второй способ — использование резьбовых шпилек для стягивания двух балок между собой. (Тут можно использовать и клей). Обе балки сверлятся насквозь, например через каждые 25-30 см в шахматном порядке, и стягиваются резьбовыми шпильками. Это будет достаточно качественная замена шкантам, но и дорогая. И тоже достаточно трудоемкая, поскольку гайки шпилек придется заделывать заподлицо внешним граням балки. А значит придется сверлить еще и расширенные отверстия под них.

При некоторых условиях можно использовать т.н. глухари – длинные винты – саморезы с головкой как у болта. Но под них тоже надо будет сверлить отверстия. И сами глухари большого размера — удовольствие не дешевое.

Вот что действительно нельзя рекомендовать для балки Деревягина — это использование гвоздей. Дело в том, на сбитые гвоздями балки будут действовать как раз силы, направленные на вытаскивание гвоздя из нижней балки и его изгиб. А гвозди слабы на оба эти параметра. Они прекрасно вытаскиваются из дерева и хорошо гнутся. По этой же причине шпилечное соединение балок — не самый лучший вариант. Хотя шпилька или глухарь не будут «вылезать» из балки, то они они могут гнуться и к тому же твердый метал будет сминать древесину вокруг себя.

Самый простой способ изготовить балку Деревягина, на мой взгляд, можно с использованием круглых (цилиндрических) нагелей (шкантов). В их качестве могут выступить, например, напиленные черенки для лопат. Их можно купить готовые, в большом количестве и недорого. Сверлить отверстия под них можно с помощью широких сверел для дерева, которые называются пёрка. Можно использовать, конечно и фрезы. Единственный инструмент, которые потребуется — электрическая дрель.

Что бы отверстия в балках идеально совпадали друг с другом, можно изготовить несложный Н-образный шаблон (см. рисунок). Тогда в одной балке сверлят отверстия используя одну сторону шаблона, а в другой — другую. И отверстия совпадут совершенно точно.

При сборке балки желательно использовать и клей для дерева (особенно для закрепления нагелей). С торцов нагеля необходимо снять небольшую фаску, что бы нагель точнее вошел в отверстие.

Таки способом можно достаточно быстро и качественно сделать балку Деревягина и устроить в доме очень надежное и выносливое межэтажное перекрытие.

Обсудить конструкцию балки можно на форуме.

Проектирование пролета в виде арки из балок (Курсовая работа)

1. Исходные данные

Рама с ригелем в виде арки треугольного очертания с затяжкой (арка из балок, Деревягина).

Пролет

Характер теплового режима: отапливаемое здание

Район строительства: г. Енисейск

Снег: 2,24 кН/м².

α=19,4

2. Расчет клеефанерной панели

Принимаем клеефанерную панель с размерами 5,581,38 м. с пятью продольными ребрами, расстояние между которыми составляет 46 см и четырьмя поперечными.

Для облицовки используем водостойкую фанеру _ф=0,8 см, h_p= 19,2 см.

см (не проходит) h_p= 19,2 см.

Сбор нагрузок на 1 м

² панели

№ п/п	Вид нагрузки	gn, кН/м2	m	gp, кН/м2
I	Постоянная нагрузка
1	Асбестоцементные листы ОП	0,15	1,1	0,165
2	Утеплитель (мин. вата)	0,068	1,2	0,082
3	Пароизоляция	0,02	1,2	0,024
4	Продольные ребра 0,19250,0525/1,45=	0,172	1,1	0,189
5	Поперечные ребра 0,19240,0525/5,57=	0,036	1,1	0,0396
6	Обшивка из фанеры 0,0087=	0,056	1,1	0,0616
	Итого:	0,502		0,561
II	Временная нагрузка
1	Снеговая	2,24		3,2
	Итого:	2,742		3,761

Нагрузка на 1 м погонный:

Находим максимальные внутренние силовые факторы:

;

Расчетное сечение клеефанерной панели

=0,8 см; h_p=19,2 см

В_р=0,9138. 2=124.4 см

В_пр=45,2=20,8 см

Н₀=19,2+0,8=20 см

y₀=8,7 см

y₀^/= 11,3 см

 y₀^/=11,3 см; y_p=1.7 см.

Приведенный момент инерции:

Проверка обшивки в растянутой зоне:

Проверка ребра в сжатой зоне:

,

Проверка фанеры на скалывание вдоль волокон:

Проверка прогиба панели:

2.2 Расчет необходимого числа гвоздей

От сползания по скату плиты удерживаются отрезками металлических уголков, прибиваемых к опорам гвоздями.

Задаемся диаметром гвоздя: d_гв=5 мм

Несущая способность гвоздя:

Требуемое количество гвоздей: гвоздей.

Расстояние от края плиты до первого гвоздя 15d=7,5 см, а между гвоздями 45 см. Длина гвоздя принимаем конструктивно 30d=15 см.

3. Расчет трехшарнирной арки

Нагрузка на покрытие: q^p=0,15 кН/м²

Снеговая нагрузка:

— вес снегового покрова на 1 м² горизонтальной поверхности,

-коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие.

Определяем собственный вес арки:

Полная нагрузка:

3.1 Статический расчет арки

Справочник проектировщика промышленных сооружений.

Деревянные конструкции Предисловие 6
РАЗДЕЛ ПЕРВЫЙ 9
ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ДРЕВЕСИНЫ 9
I. Строение древесины и ее основные свойства. Проф. Е. И. Савков 9
1 Строение древесины 9
2. Физические свойства древесины 10
3. Механические свойства древесины 12
4. Влияние на крепость древесины влажности, плотности и неправильностей ее строения 12
1) Влияние влажности 12
2) Влияние плотности 13
3) Влияние неправильностей строения 14
Литература 16
II. Растяжение. Инж. В. В. Большаков 17
1. Лабораторные данные 17
1) Растяжение вдоль волокон 17
2) Растяжение поперек волокон 18
3) Растяжение под углом 18
2. Растяжение в элементах деревянных конструкций 20
1) Допускаемые напряжения 20
2) Центральное растяжение 20
3) Внецентренное растяжение 22
III. Сжатие. Инж. В. П. Синицын 23
1. Лабораторные данные 23
1) Сжатие вдоль волокон 23
2) Сжатие под углом к направлению волокон 23
3) Предел пропорциональности и модуль упругости 24
2. Расчет сжатых элементов 24
1) Допускаемые напряжения 24
2) Расчет на центральное сжатие 25
3) Продольный изгиб стержней сплошного сечения 25
4) Расчет на продольный изгиб стержней составного сечения 27
5) Расчет стержней, опертых в промежуточных точках 34
6) Расчет стержней с переменным моментом инерции 34
3. Расчет элементов, работающих на сжатие с изгибом 35
4. Расчет арок и сводов 35
Литература 39
IV. Поперечный изгиб. Инж. М. Е. Каган 39
1. Распределение внутренних напряжений в изогнутом брусе. Расчет на прочность 39
2. Временное сопротивление. Предел долговременного сопротивления. Расчетная жесткость 42
Литература 42
V. Скалывание. Инж. Г. Г. Тахтамышев 43
1. Лабораторные данные 43
2. Расчет элементов деревянных конструкций на скалывание 45
VI. Смятие. Инж. Г. Г. Тахтамышев 46
1. Лабораторные данные 46
1) Особенности работы древесины на смятие 46
2) Смятие вдоль волокон 46
3) Смятие поперек волокон 46
4) Смятие под углом 47
2. Расчет элементов деревянных конструкций на смятие 48
РАЗДЕЛ ВТОРОЙ 49
СОПРЯЖЕНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИИ 49
I. Общие соображения при выборе и конструировании сопряжений элементов. Проф. Г. Г. Карлсен 49
1. Основные положения 49
2. Характеристика основных типов сопряжений 50
1) Врубки 50
2) Сопряжения на деревянных шпонках 50
3) Сопряжения на металлических шпонках 51
4) Нагельные сопряжения 51
5) Прочие виды сопряжений 52
3. Выводы 53
II. Врубки. Инж. М. Д. Анненков 53
1. Общие указания для проектирования и расчета врубок 53
2. Расчет и конструирование узловых сопряжений на врубках 53
1) Лобовые врубки с одиночным зубом 54
2) Лобовые врубки с двойным зубом 57
3) Щековые врубки 58
4) Трехплоскостные врубки 60
5) Ножничные врубки 66
3. Надежность узловых сопряжений на врубках 70
Литература 72
III. Сопряжение элементов деревянных конструкций на растянутых крепях. Проф. Г. Г. Карлсен 72
IV. Шпонки. Инж. В. Ф. Гаузе 77
1. Общие сведения 77
2. Призматические (линейные) шпонки 77
1) Поперечные деревянные шпонки 78
2) Продольные деревянные шпонки 78
3) Металлические шпонки 79
3. Круглые (центровые) шпонки сплошного сечения 80
4. Гладкие кольцевые шпонки 82
1) Неразрезные кольцевые шпонки 82
2) Разрезные кольцевые шпонки 84
5. Зубчато-кольцевые шпонки 84
6. Когтевые шпонки 85
1) Шпонка «Бульдог» (инж. Теодорсена) 85
2) Шпонка Буффо (инж. Форсель) 86
3) Скоба Гетцера 86
4) Вкладыши Грейма 87
5) Стыковые накладки системы Грейма 88
Литература 88
V. Гладко-кольцевая шпонка. Инж. Ю. М. Иванов 88
1. Общие сведения 88
2. Работа гладких кольцевых шпонок под действием усилий 89
1) Различие в работе разрезного и замкнутого кольца 89
2) Работа кольца как шпонки 89
3) Запас прочности и характер разрушения соединений 89
3. Расчетные данные и сортамент шпонок 90
4. Стыки 90
5. Узлы 94
6. Требования к изготовлению кольцевого соединения 95
Литература 96
VI. Зубчато-кольцевая шпонка. Инж. М. М. Хорьков 96
1. Общие сведения 96
2. Проектирование конструкций на зубчато-кольцевых шпонках 98
3. Сборка конструкций 98
4 изготовление зубчато-кольцевых шпонок 100
VII. Нагельные сопряжения. Инж. А. В. Леняшин 100
1. Типы нагельных соединений 100
2. Характеристика работы нагельных соединений 100
3. Расчет нагельных соединений 102
4. Конструктивные указания 106
5. Примеры расчета 108
Литература 109
VIII. Гвоздевые сопряжения. Доц. Г. А. Цвингман 109
1. Классификация гвоздей 109
2. Строительные гвозди 110
3. Забивание гвоздей 110
4. Расстановка гвоздей 111
5. Расчет гвоздевых сопряжений 112
1) Расчет на сдвиг 112
2) Расчет на выдергивание 116
6. Производство работ 117
Литература 118
IX. Крупносортные гвозди. Инж. Н. Ф. Котов 118
X. Клееные деревянные детали в конструкциях. Инж. Н. Ф. Бочаров 119
1. Введение 119
2. Способы изготовления отдельных деталей 119
3. Клей для склеивания древесины 121
4. Подготовка древесины для склеивания 123
5. Процесс склеивания 123
Литература 126
РАЗДЕЛ ТРЕТИЙ 127
ПЛОСКОСТНЫЕ СИСТЕМЫ 127
I. Балки простейшего вида. Инж. П. П. Николаев 127
1. Общие сведения 127
2. Общие конструктивные и расчетные указания 127
3. Расчет балок из бревен 130
4. Расчет балок из брусьев и досок 141
1) Вспомогательные таблицы 141
2) Номограмма для расчета балок из брусьев и досок 151
Литература 155
II. Деревоплита. Инж. П. П. Николаев 155
1. Общая характеристика 155
2. Конструкция 155
3. Расчет 157
1) Расчет деревоплиты в кровельных покрытиях 157
2) Расчет деревоплиты в междуэтажных перекрытиях 159
4. Защита от гниения 161
Литература 161
III. Конструктивный строительный подъем. Инж. В. Г. Писчиков 161
1. Работа составных балок на податливых соединениях 161
2. Конструктивный строительный подъем первого рода 163
3. Конструктивный строительный подъем второго рода 167
4. Придание балкам конструктивного строительного подъема 171•
1) Гвоздевые балки ограниченной высоты прямоугольного двутаврового и коробчатого сечения 171
2) Двутавровые балки с перекрестной стенкой 172
3) Двутавровые балки с фанерной стенкой 173
IV. Коробчатые балки. Инж. Д. И. Давыдов 174
1. Общие сведения 174
2. Расчет коробчатых балок 174
3. Таблицы элементов коробчатых балок 175
1) Принципы составления таблиц 175
2) Пример пользования таблицами 176
3) Поверочный расчет балки 176
4. Производство работ 186
V. Двутавровые гвоздевые балки со сплошной стенкой ограниченной высоты. Инж. В. С. Деревягин 187
1. Общие сведения 187
2. Пример расчета 187
3. Определение стрелки строительного подъема 187
VІ. Балки на косых сосновых шпонках. Инж. В. С. Деревягин 188
1. Общие сведения 188
2. Пример расчета балки из двух брусьев 188
3. Пример расчета балки из трех брусьев 189
VІІ. Балки прямоугольного сечения на гвоздях. Инж. В. Г. Писчиков 190
1. Общие сведения 190
2. Таблицы балок прямоугольного сечения на гвоздях 190
1) Принцип составления таблиц 190
2) Размеры гвоздей 191
3) Метод расчета балок 191
4) Конструктивный строительный подъем балок 192
5) Пример пользования таблицами 192
VІІІ-А. Балки на пластинчатых нагелях системы Деревягина. Инж. В. С. Деревягин 197
1. Общие сведения 197
2. Конструктивные указания 199
3. Расчет 200
4. Примеры расчета 201
1) Балка из двух брусьев 201
2) Балка из трех брусьев 201
5. Инструкция по изготовлению балок 202
1) Заготовка пластинчатых нагелей 202
2) Сборка балок 202
VІІІ-Б. Таблицы балок на пластинчатых нагелях системы Деревягина. Инж. В. Г. Писчиков 203
1. Область применения таблиц 203
2. Принципы составления таблиц 204
3. Метод расчета балок 204
4. Вычисление допустимых нагрузок 204
5. Конструктивный строительный подъем 204
6. Данные о пластинчатых нагелях 204
IX Двутавровые гвоздевые балки с перекрестной стенкой. Инж. В. Г. Писчиков 211
1. Общие сведения 211
2. Конструкция и расчет 211
1) Пояса 211
2) Стенка 212
3) Ребра жесткости 213
4) Стыки поясов 213
5) Конструктивный строительный подъем 217
3. Таблицы двутавровых гвоздевых балок с перекрестной стенкой 218
1) Принципы составления таблиц 218
2) Расчет балок 218
3) Пользование таблицами 221
4) Таблицы балок с параллельными поясами 223
5) Таблицы балок с двускатным и односкатным верхними поясами 228
4. Типовой расчет балки с параллельными поясами 233
1) Определение размеров элементов балки 233
2) Расчет поясных гвоздей 233
3) Расчет стыка нижнего пояса 233
4) Стык верхнего сжатого пояса 235
5) Определение средней ординаты кривой конструктивного строительного подъема 235
X. Двутавровые балки с фанерной стенкой. Инж. В. Г. Писчиков 235
1. Общие сведения 235
2. Характеристика конструкции и ее особенности 236
1) Поперечное сечение 236
2) Фанерные стенки 236
3) Ребра жесткости 236
4) Стыки поясов 237
5) Конструктивный строительный подъем 237
3. Расчет балок 238
1) Расчет поясов 238
2) Расчет фанерной стенки 241
3) Расчет гвоздей 241
4) Пример расчета балки с фанерной стенкой 242
XI. Балочные фермы. Инж. В. Г. Писчиков 244
1. Треугольные фермы с местной загрузкой поясов 244
1) Тавровые балки 244
2) Шпренгельные балки 249
3) Треугольные сближенные фермы 250
2. Треугольные фермы с нагрузкой в узлах 253
1) Треугольные фермы с нисходящими раскосами 253
2) Треугольные фермы с восходящими раскосами 262
3) Треугольные фермы с переменным направлением раскосов 264
4) Фермы типа Полонсо 265
5) Примеры ферм треугольного очертания 265
3. Фермы с параллельными поясами. Двускатные фермы с пологими скатами 274
1) Фермы с восходящими раскосами 274
2) Фермы с нисходящими раскосами 275
3) Фермы с переменным направлением раскосов 276
4) Примеры ферм с параллельными поясами, ферм односкатных и двускатных 279
4. Многоугольные фермы сегментного очертания 284
1) Фермы с трапециевидным фонарем 284
2) Фермы под односкатную кровлю 285
5. Усилия в стержнях балочных ферм 286
ХII. Сегментные фермы. Инж. В. А. 3амараев 296
1. Общие сведения 296
1) Характеристика и область применения 296
2) Материал 296
2. Схемы ферм 297
1) Очертание верхнего пояса 297
2) Высота ферм 297
3) Схемы решетки 297
4) Число панелей 298
3. Конструкция 299
1) Верхний пояс 299
2) Нижний пояс 301
3) Решетка 302
4) Опорные узлы 305
5) Связи между фермами 309
6) Крепление ферм на опорах 311
7) Строительный подъем 311
8) Надстройки и несущая конструкция фонаря 312
4. Расчет 312
1) Общие указания 312
2) Нагрузки 313
3) Определение усилий 317
4) Расчет верхнего пояса 318
5) Расчет нижнего пояса 328
6) Расчет решетки 330
7) Расчет опорных узлов 333
8) Расчет связей между фермами 334
5. Примеры проектирования 335
6. Таблицы сегментных ферм 350
1) Общие пояснения 350
2) Принципы конструирования 351
ХIII. Трехшарнирные арки из треугольных ферм. Инж. Л. К. Войцеховский 407
1. Общая характеристика трехшарнирных арок 407
1) Отличительные особенности 407
2) Расчет 407
3) Конструирование ферм 409
4) Результаты испытаний трехшарнирных арок 409
2. Трехшарнирные арки на дубовых или березовых нагелях 409
1) Материалы 411
2) Пролеты и нагрузки 411
3) Конструкции узлов и стержней 411
4) Пространственная устойчивость фермы 414
5) Типовые проекты арок 414
3. Трехшарнирные арки на гвоздях 416
1) Пролеты, нагрузки и схемы арок 416
2) Сортамент материалов 416
3) Конструкция узлов и стержней 417
4) Связи между фермами 420
5) Типовые проекты трехшарнирных арок на гвоздях 421
XIV. Трехшарнирные арки из сегментных ферм. Инж. В. Г. Писчиков 421
1. Область применения 421
2. Конструкция узлов и стержней 421
3. Требования к материалу 423
4. Примеры арочных ферм 423
5. Усилия в стержнях арочных ферм 432
ХV. Рамные конструкции фонарей промышленных зданий. Инж. А. А. Новиков 436
1. Общие сведения 436
1) Область применения 436
2) Конструкция 436
3) Нагрузки 437
4) Выбор схемы 437
2. Двухшарнирные рамы малых пролетов 438
1) Конструкция 438
2) Метод расчета и его особенности 439
3) Определение расчетных величин в двухшарнирной раме 440
4) Проект двухшарнирной рамы 446
5) Подвешивание монорельсовых путей 448
3. Рамы шпренгельного типа 450
1) Конструкция 450
2) Метод расчета 451
3) Проект трехшарнирной шпренгельной рамы 453
4. Рамы с криволинейным поясом 456
1) Схемы и конструкция 456
2) Методы расчета 457
3) Пример проектирования 459
5. Рамы двутаврового сечения с дощатой или фанерной стенкой 466
1) Схемы 466
2) Конструкция 468
3) Особенности расчета 469
4) Проект трехшарнирной рамы 469
РАЗДЕЛ ЧЕТВЕРТЫЙ 475
ПРОСТРАНСТВЕННЫЕ СИСТЕМЫ 475
I. Двойные гнутые своды (Шухова-Брода). Инж. В. А. Иванов 475
1. Общие сведения 475
2. Описание элементов конструкции 476
1) Настилы 476
2) Прогоны 477
3) Мауерлаты 477
4) Затяжки 477
5) Скрепления 478
6) Утепление и кровля 478
7) Фонари 478
3. Проектирование и расчет сводов 479
4.Производство работ 480
1) Возведение свода на лесах 481
2) Возведение свода на кружалах 481
3) Сборка свода из готовых секций 482
II. Безметальные кружально-сетчатые своды. Инж. В. А. 3амараев 482
1. Общие сведения 482
2. Конструкция 484
1) Форма косяков 484
2) Узлы сетки 484
3) Размеры косяков 485
4) Шипы косяков нецентрированной сетки 485
5) Шипы косяков центрированной сетки 486
6) Опорные узлы 486
7) Торцевые узлы 487
8) Сетка свода (фиг. 15) 487
9) Жесткие диафрагмы 488
3. Геометрический расчет 488
1) Принципы образования кружально-сетчатых сводов 488
2) Метод геометрического расчета 489
3) Выводы основных формул для расчета сетки 489
4) Выводы формул для расчета основных косяков 492
5) Выводы формул для расчета крайних косяков 496
6) Выводы формул для расчета врубок в обвязочных брусьях 499
4. Статический расчет 501
1) Действующие нагрузки 501
2) Расчетные схемы 501
3) Определение усилий 502
4) Расчет элементов свода 504
5. Примеры проектирования 504
III. Своды-оболочки. Инж. М. Е. Каган 516
4. Общие сведения 516
2. Тонкостенные своды-оболочки 517
1) Описание конструкции 517
2) Определение внутренних усилий 520
3) Расчет элементов свода-оболочки 522
4) Производство работ 530
3. Ребристые своды-оболочки 530
1) Описание конструкции 530
2) Расчет 538
3) Производство работ 540
Литература 541
IV. Приближенный метод расчета ребристых сводов-оболочек на симметричную нагрузку. Инж. А. Б. Губенко 542
1. Определение моментов статического, инерции и сопротивления поперечного сечения оболочки 542
2. Определение расчетных усилий 543
3. Расчет ребер жесткости 544
1) Определение внешних сил, действующих на ребро 544
2) Определение изгибающих моментов, нормальных и поперечных сил в ребре жесткости 545
3) Расчет ребра жесткости на монтажную нагрузку 547
4. Расчет торцевого пояса 548
V. Расчет тонкостенных сводов-оболочек. Инж. В. 3. Власов и инж. А. Л. Гольденвейзер 548
1. Моментная теория Диференциальныѳ уравнения 548
2. Метод интегрирования диференциальных уравнений оболочки 552
3. Графики для расчета тонкостенных сводов-оболочек 556
1) Принятые обозначения 556
2) Пояснения к пользованию графиками 556
3) Примеры пользования графиками 559
VI. Куполы. Инж. К. П. Кашкаров 583
1. Общие сведения 583
2. Плоскостные ребристые куполы 583
3. Сетчатые куполы 589
4. Тонкостенные оболочки вращения 589
1) Общая характеристика 589
2) Конструкция 589
3) Расчет 589
5. Ребристые оболочки вращения 593
Общая характеристика 593
6. Прочие типы куполов 598
1) Кольцемассивный купол 598
2) Полусборные и сборные куполы 601
7. Производство работ 603
Литература 603
РАЗДЕЛ ПЯТЫЙ 605
КОНСТРУКЦИИ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ СПЕЦИАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ 605
I. Навесы и сараи. Доц. Г. А. Цвингман 605
1. Общая технико-экономическая характеристика 605
2. Однопролетные решения навесов и сараев 606
3. Двухпролетные навесы и сараи 611
4. Трехпролетные навесы и сараи 615
5. Многопролетные навесы и сараи 615
6. Консольные и козырьковые навесы 618
Литература 618
II. Склады сыпучих материалов. Инж. Г. А. Штейман 619
1. Общие указания 619
2. Основные схемы ограждающих частей склада 619
3. Конструкции покрытия двускатных складов 620
4. Примеры покрытий складов сыпучих материалов 624
Литература 631
III. Каркасные многоэтажные здания. Доц. Г. А. Цвингман 632
1. Общая характеристика 632
2. Жилые каркасные здания 632
3. Производственные каркасные здания 633
Литература 636
IV. Башни-оболочки. Инж. М. Ф. Ковальчук 637
1. Общие сведения 637
2. Водонапорная ребристая башня-оболочка 637
1) Описание 637
2) Расчет 638
3) Пример расчета водонапорной башни-оболочки 642
3. Тонкостенная башня-оболочка (градирня) 646
1) Описание 646
2) Расчет 646
3) Пример расчета тонкостенной башни-оболочки (градирни) 650
V. Башни системы Шухова. Инж. М. Ф. Ковальчук 657
1. Общие сведения 657
2. Расчет 657
3. Пример расчета водонапорной башни высотой 16,7 м 660
Литература 668
VI. Сельскохозяйственные мокрые силосные башни. Доц. Г. А. Цвингман 668
1. Общие сведения 668
2. Классификация 669
3. Конструкция 669
4 Расчет 670
5. Гнуто-настильные башни со стойками 670
6. Клепочно-обручные башни 673
7. Рубленые многогранные башни 675
Литература 676
VII. Деревянные резервуары. Инж. М. Ф. Ковальчук 677
1. Общие сведения 677
2. Материал 677
3. Конструкция резервуаров 677
1) Стенки 677
2) Днище 678
3) Хомуты 678
4. Расчет хомутов 679
5. Примеры деревянных резервуаров 681
Литература 681
VIII. Мачты на оттяжках. Инж. В. Г. Писчиков 682
1. Условия работы мачт 682
2. Основы расчета гибкой нити 682
3. Ход расчета мачт на оттяжках 685
4. Расчет оттяжек мачты 685
5. Расчет конструкции тела мачты 689
6. Крепление оттяжек к мачте и анкеру 691
7. Разбивка мачты на пролеты и размещение анкеров 692
8. Расчет и конструкция анкеров 694
1) Массивные анкеры 694
2) Железобетонные анкеры 694
9. Фундаменты мачт 696
10. Сборка и подъемка мачт 696
11. Уход за мачтами 698
IX. Сжатые пустотелые стержни. Инж. И. Я. Иванин 699
1. Общие сведения 699
2. Примеры конструкций 699
1) Деревянные деррик-краны 699
2) Триангуляционная вышка 703
3. Проектирование и расчет 703
1) Основные указания 703
2) Порядок расчета 705
3) Определение геометрических размеров стержня 705
4) Расчет соединительных элементов 706
Литература 706
X. Подкрановые балки. Инж. В. А. Замараев 706
1. Общие сведения 706
1) Область применения 706
2) Материал 707
3) Конструктивные схемы 707
4) Технико-экономическое сопоставление балок различной конструкции 707
2. Брусчатая балка 708
1) Общие сведения 708
2) Расчет 708
3. Балка на пластинчатых нагелях 709
1) Принципы конструирования и расчета 709
2) Пример расчета 710
4. Шпренгельная балка 712
1) Конструкция 712
2) Статический расчет 712
3) Пример расчета 715
5. Балка системы Гау 716
1) Конструкция 716
2) Статический расчет 717
3) Пример расчета 719
6. Ригельно-подкосная балка 722
1) Конструкция 722
2) Статический расчет 722
3) Пример расчета 723
7. Двутавровая балка с перекрестной стенкой 725
1) Конструкция 725
2) Статический расчет 727
3) Пример расчета 728
8. Параболическая балка 730
1) Конструкция 730
2) Статический расчет 732
3) Пример расчета 733
9. Крепление рельсов 734
XI. Эстакады и галереи. Инж. С.М. Жак и инж. И. И. Оршанский 735
1. Определение и классификация 735
1) Пешеходные эстакады 735
2) Эстакады под транспортеры и вагонетки 735
2. Конструкция 736
1) Пролетное строение 736
2) Ограждения 738
3) Опоры и фундаменты 743
3. Разбивка на пролеты и выбор типа пролетного строения и опор 744
4. Расчет элементов конструкции 745
5. Особенности конструировании, возведения и эксплуатации 746

1) Предохранение от загнивания 746
2) Противопожарные мероприятия 746
3) Особенности конструирования 747
6. Примеры проектов 747
Литература 755
ХII. Мосты малых и средних пролетов. Проф. Е. Е. Гибшман 755
1. Общие сведения о мостах 755
1) Основные понятия 755
2) Основные требования, предъявляемые к мосту 758
3) Защита мостов от загнивания . 759
2. Основные данные для проектирования деревянных мостов 759
1) Определение генеральных размеров моста 759
2) Расчетные нагрузки 760
3) Габариты проезда 760
4) Подмостовые габариты и судоходные требования 760
3. Балочные мосты 760
1) Простейшие балочные мосты 760
2) Многопролетные балочные мосты 762
3) Балочные мосты с составными прогонами 765
4) Балочные мосты с одноярусными прогонами 765
5) Расчет балочных мостов 765
4. Мосты подкосных систем 767
1) Мосты трапецоидально-подкосной системы 767
2) Мосты ригельно-подкосной системы 769
3) Мосты комбинированных подкосных систем 770
4) Мосты арочно-подкосной системы 772
5. Арочные мосты 774
1) Общие сведения 774
2) Конструкция 774
3) Расчет 776
6. Деревянные трубы 776
1) Общие сведения 776
2) Конструкция 776
7. Мосты с решетчатыми фермами 777
1) Общие сведения 777
2) Подвесные мосты 777
3) Мосты системы Гау 778
4) Мосты системы Тауна 784
8. Опоры деревянных мостов средних пролетов 786
1) Общие сведения 786
2) Свайные опоры 786
3) Рамные опоры 788
4) Ряжевые опоры 789
5) Ледорезы 789
9. Особенности деревянных мостов в районах вечной мерзлоты 792
1) Общие сведения 792
2) Меры, предохраняющие деревянные мосты от деформаций в условиях вечной мерзлоты 792
3) Особенности постройки мостов в районах вечной мерзлоты 793
10. Наплавные мосты 793
1) Общие сведения 793
2) Плотовые мосты 793
3) Понтонные мосты 794
4) Плашкоутные мосты 794
Приложение. Данные о затрате материалов (дерева и металла) для деревянных автодорожных мостов 797
Литература 800
XIII. Сложные системы плоскостных конструкций в приложении их к мостостроению больших пролетов. Инж. В. В. Большаков 800
1. Введение 800
1) Период расцвета деревянного мостостроения 800
2) Упадок деревянного инженерного строительства 800
3) Возрождение инженерных деревянных конструкций в новых формах 802
4) Современное положение деревянного большепролетного мостостроения в СССР 802
2. Сложные комбинированные системы мостов больших пролетов 803
1) Характеристика 803
2) Области применения различных комбинированных систем 803
3) Распорные системы 804
4) Безраспорные системы 806
5) Генеральные размеры 806
6) Методы расчета комбинированных систем 807
7) Прогиб комбинированных систем 811
3. Основные предпосылки для применения сложных комбинированных систем в деревянных конструкциях больших пролетов 812
1) Криволинейность верхнего пояса 812
2) Простота конструкции 812
3) Возможность перераспределения усилий 813
4) Удобство конструктивной защиты от гниения 815
4. Принципы конструирования 816
1) Принцип дробности в сечениях элементов 816
2) Принцип дробности в сопряжениях 816
3) Методы борьбы с гниением как результатом диференциальной конденсации 817
4) Методы борьбы с пожарной опасностью 817
5. Проект городского моста пролетом l= 200 м 818
1) Общие данные 818
2) Конструкция проезжих частей 819
3) Несущая конструкция 823
4) Связи 826
5) Опоры 826
6) Защита от гниения и противопожарные мероприятия 828
7) Сборка и установка 828
8) Технико-экономические данные 831
6. Мост пролетом l=84 м под автогужевую дорогу 833
1) Общие данные 833
2) Конструкция проезжей части 833
3) Несущая конструкция 835
4) Связи 843
5) Сборка и установка 843
6) Технико-экономические показатели 847
Литература 848
РАЗДЕЛ ШЕСТОЙ 849
ЗАЩИТА И ЭКСПЛОАТАЦИЯ ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИИ 849
I. Борьба с гниением, животными-вредителями древесины и пожарной опасностью. Проф. Г. Г. Карлсен и проф. К. А. Попов 849
1. Вводная часть 849
2. Консервирование древесины 850
1) Общие указания 850
2) Антисептики 852
3) Способы консервирования 852
4) Выбор антисептика и способа консервирования 856
3. Предохранение древесины от разрушения насекомыми и древоточицами 856
1) Вредители древесины 856
2) Меры борьбы с вредителями древесины 857
4. Строительные меры борьбы с гниением 858
1) Общие сведения 858
2) Конденсационные процессы 858
3) Борьба с конденсационными процессами в массивных конструкциях 860
4) Борьба с конденсационными процессами в ограждающих частях зданий 866
5. Борьба с пожарной опасностью 866
1) Общие указания 866
2) Пропитка древесины растворами антипиренов 866
3) Выводы 867
Литература 870
II. Эксплоатация деревянных конструкций и сооружений. Инж. Ю. М. Иванов 871
1. Влияние режима эксплоатации на работу конструкции 871
1) Действующая нагрузки 872
2) Состояние древесины 872
3) Состояние соединений 872
4) Влияние нарастания деформаций 873
5) Требования к конструкции . 873
6) Требования к материалу и выполнению 874
2. Наблюдение за конструкцией в эксплоатации 875
1) Задачи наблюдения 875
2) Измерения 875
3) Анализ результатов 876
3. Ремонт, усиление и восстановление поврежденных конструкций 876
1) Разгрузка конструкций 876
2) Частичное усиление 877
3) Полное усиление и восстановление 877
РАЗДЕЛ СЕДЬМОЙ 879
ПРИЛОЖЕНИЯ 879
I. Лесные ресурсы СССР. Инж. Н. Е. Иванова 879
1. Распределение и характеристика лесных ресурсов 879
2. Основные древесные породы 882
1) Хвойные породы 882
2) Лиственные породы 884
Литература 886
II. Заготовка, транспортировка, хранение, сушка и обработка древесины. Инж. А. М. Баракс 886
1. Общие сведения 886
2. Заготовка 887
1) Валка леса 887
2) Лесной транспорт 889
3) Выгрузка, сортировка и хранение древесины 895
4) Первичная обработка древесины 897
3. Сушка древесины 901
1) Общие положения 901
2) Воздушная сушка 902
3) Камерная сушка 904
4. Вторичная обработка древесины в раскройном цехе 911
1) Общие сведения 911
2) Транспортирование пиломатериала с завода 912
3) Обработка полуфабрикатов на стройдворах 912
4) Цех и его основное оборудование 912
5) Сборочный цех 917
Литература 917
III. Испытание деревянных конструкций и сооружений. Инж. Ю. М. Иванов 918
1. Общие положения 918
2. Осмотр конструкции перед испытанием 919
1) Цель осмотра 919
2) Проверка размеров 919
3) Качество выполнения 919
4) Качество материала 919
3. Испытательная установка 922
1) Требования 922
2) Боковая устойчивость 922
3) Передача нагрузки 922
4) Загрузочный материал 928
5) Опоры 929
6) Опорные рамы 929
4. Измерение деформаций 930
1) Общие деформации 930
2) Местные деформации 932
5. Испытания статической нагрузкой 933
1) Размер испытательной нагрузки 933
2) Порядок нагружения 933
3) Производство измерений 934
6. Осмотр во время и после испытания 934
1) Осмотр во время испытания 934
2) Осмотр после испытания 934
7. Обработка результатов измерений 935
8. Оценка работы конструкций по результатам испытаний 935
1) Испытание расчетной нагрузкой 935
2) Испытание до разрушения 937
Литература 937
IV. Проект ОСТ «Деревянные конструкции» 937
Алфавитно-предметный указатель 941

Балки на пластинчатых нагелях (балки В. С. Деревягина)

Составные балки на пластинчатых нагелях были раз­работаны В. С. Деревягиным в 1932 г. Они образуются сплачиванием по высоте двух или трех брусьев, соединенных между собой деревянными пластинчатыми наге­лями (рис. VI. 15). В этих балках соединять брусья по длине нельзя, поэтому длина балок не превышает 6— 6,5 м. Нагели делают из здоровой и сухой (влажностью не более 8—10%) дубовой древесины или березы. Для получения нагелей одинаковой толщины их изготовляют на рейсмусном станке по пробному гнезду. Гнезда для нагелей следует выбирать с помощью электрического цепнодолбежного станка. Их размеры, лимитируемые размерами цепей станка, должны обеспечивать достаточ­ное защемление нагеля в брусе. Этому соответствуют цепи, позволяющие получить размеры гнезда 58X12 мм. Высота брусьев не может быть меньше 140 мм, так как максимальная глубина врезки нагелей 7s/i6p.

Балкам при их изготовлении обязательно придают конструктивный строительный подъем, т. е. выгиб в сто­рону, обратную прогибу под нагрузкой. Выборку гнезд и постановку пластинчатых нагелей производят после того, как брусья балки уложены с плотной притеской од­них к другим и после придания ей конструктивного стро­ительного подъема. Такой порядок изготовления обеспе­чивает защемление нагелей в гнездах, вследствие стрем­ления брусьев распрямиться, а также лучшую плотность соединений.

Конструктивный строительный подъем определяют по формуле

Для устранения вредного влияния усушки устраивают продольные вертикальные пропилы глубиной 7б высоты бруса. Такие пропилы препятствуют образованию тре­щин по линии площадок скалывания между нагелями и таким образом обеспечивают надежность в работе балки.

Балки Деревягина рассчитывают как составную бал­ку на податливых связях с введением коэффициентов, учитывающих податливость связей. Ослабление сечения пластинками, расположенными близко к нейтральной оси, не учитывают, так как даже при трех брусьях оно не превышает 10 %.

Полученное расчетом количество пластинчатых наге­лей следует размещать на соответствующей длине балки при их расстановке с шагом 5=9б_пл. Если пластинки не могут быть размещены на балке, то необходимо уве­личить ее ширину.

 

КЛЕЕНЫЕ БАЛКИ

Дощатоклееные балки обладают рядом преимуществ перед другими составными балками:

они работают как монолитные; >

их можно изготовить с поперечным сечением боль** шой высоты;

в балках длиной более 6 м отдельные доски стыкуют по длине с помощью зубчатого шипа и, следовательно* балки не будут иметь стыка, ослабляющего сечение;

в дощатоклееных балках можно рационально разме­щать доски различного качества по высоте. Слои из до-, сок вервого или второго сортов укладывают в наиболее напряженные зоны балки, а слои из досок второго или третьего сортов — в менее напряженные места. В доща­токлееных балках можно также использовать маломер­ные пиломатериалы.

Опыт применения дощатоклееных балок показывает, что их надежность зависит от качества склейки и тща­тельного соблюдения технологического процесса изготов­ления. Это возможно только в заводских условиях, в специальных цехах с необходимым оборудованием при качественной сушке пиломатериалов. Работы по изго­товлению балок следует выполнять специально обучен­ным персоналом.

Для пролетов 6—24 м в качестве основных несущих конструкций применяют балки, склеиваемые из досок плашмя (рис. VI.18). Высоту балок принимают в преде­лах Ve—Inl- Ширину балок целесообразно, как правило, брать минимальной и определенной из условия опира-ния панелей покрытия и обеспечения монтажной жест­кости. Уклон верхней грани двускатных балок принима­ют в пределах 2,5—10 %.

Дощатоклееные балки, особенно с большим отноше­нием высоты к ширине поперечного сечения, подлежат проверке на устойчивость плоской формы деформирова­ния. В основном следует применять балки прямоуголь­ного поперечного сечения, как более технологичные при изготовлении. Дощатоклееные балки рассчитывают как балки цельного сечения.

Влияние на несущую способность балок размеров, формы поперечного сечения и толщины слоев учитывают коэффициентами условия работы.

Значения коэффициента те для дощатоклееных ба­лок разной высоты h приведены в пункте 3.2.д норм, зна­чения коэффициента т_сл — в пункте 3.2.е норм.

В двускатных балках при равномерно распределен­ной нагрузке сечение с максимальным нормальным на­пряжением не совпадает с положением максимального момента. Это сечение находится из общего выражения для нормальных напряжений

Что такое деревянная балка? (с иллюстрациями)

Деревянная балка — это структурная опора из дерева. Чаще всего они используются в деревянных каркасных конструкциях, таких как небольшие дома, хотя могут использоваться и в других типах строительства. Как пиломатериалы, так и изделия из древесины используются для изготовления балок, причем инженерные пиломатериалы имеют некоторые явные преимущества, включая большую устойчивость к деформации и скручиванию, когда они хорошо изготовлены. Подрядчики и архитекторы участвуют в принятии решений о том, какие балки использовать в конструкции и как их устанавливать.

Балки

спроектированы таким образом, чтобы противостоять изгибу под действием веса или сил, таких как сильный ветер.Они входят в конструктивные элементы, такие как полы и крыши, для распределения веса конструкции и обеспечения поддержки. Исторически древесина была самым распространенным строительным материалом во многих регионах мира, а балки из цельной древесины были предпочтительным методом структурной поддержки.

Тип древесины и размер балки играют роль в том, какой вес сможет выдержать одна деревянная балка.Плотная, мелкозернистая древесина, как правило, является предпочтительной из-за ее повышенной прочности, а также устойчивости к насекомым и гниению. Деревянная балка может быть вырезана в виде цельного блока, двутавровой или Н-образной формы, в зависимости от потребностей конструкции. В некоторых случаях несколько деревянных брусков складываются в стопку и образуют единую балку. Перед использованием древесину необходимо полностью затвердеть, так как зеленая древесина будет деформироваться и скручиваться, когда она окажется на месте, что поставит под угрозу структурную целостность.

В случае деревянных изделий из дерева балка тщательно калибруется, чтобы определить, какое давление она может выдержать.Эти балки можно использовать, как только они будут закончены, так как им не нужно сидеть и лечить. Они, как правило, имеют более предсказуемые характеристики, поскольку древесина не имеет сучков, мелких трещин и других проблем, которые, как известно, возникают в пиломатериалах. Инженерная древесина также может быть изготовлена ​​в различных формах, чтобы соответствовать особым потребностям здания.

На этапе проектирования конструкции архитекторы определяют, какие материалы необходимо использовать для несущих конструкций.В случаях, когда опоры будут обнажены, могут возникнуть эстетические проблемы, а в некоторых случаях балки из фальшивого дерева могут быть установлены поверх балок, сделанных из других материалов, таких как бетон и металл, или вокруг них. Балка из фальшивого дерева, как правило, легкая и может быть изготовлена ​​из шпона, а не из цельной древесины.

Как это работает: простые деревянные балки

Сводка: Балки имеют решающее значение для конструкции дома.Здесь Р. Брюс Ходли объясняет, как они выдерживают строительные нагрузки, и демонстрирует, как изменения длины, ширины и глубины балки влияют на ее несущую способность и прогиб. Читайте полную статью с подробными схемами в PDF-файле ниже.

---

Балки, определяемые как удлиненные элементы, нагруженные перпендикулярно их длинной оси, имеют решающее значение для конструкции дома. Обычно приходит на ум классический пример двойной или тройной двухслойной балки, поддерживающей балки перекрытия, но балки, стропила на крыше, коллекторы над окнами и дверями, а также лестничные косы — все это примеры балок.

Сегодня строители часто полагаются на конструкционные пиломатериалы — LVL, PSL, двутавровые балки и другие, но габаритные пиломатериалы все еще широко используются. На практике строители не имеют права голоса в отношении прочности самой древесины; нам просто поручено эффективно использовать внутреннюю силу.

Если вы знаете предел допустимого прогиба и какой вес должна выдержать балка — оба эти показателя предусмотрены строительными нормами, — тогда можно выбрать тип, вид, класс, длину, ширину и глубину балки.

Простые деревянные балки

Хотя инженеры неоценимы благодаря своим знаниям расчетов, используемых для определения балок всех видов, включая более сложные конфигурации, такие как непрерывные балки, балки с фиксированным концом и консольные балки, любой может применять принципы механики балок в целом, не вдаваясь в точные вычисления. , чтобы улучшить механические характеристики бесчисленных частей дома. Решение о том, где разместить опорную колонну или перегородку, когда выбрать двойные 2x8s вместо одинарной 2×10, и наиболее эффективный метод усиления балки меньшего размера, может выиграть от базового понимания взаимосвязи между балками. грузоподъемность и ее жесткость.Вот как это работает.

Знайте свои варианты балок

Строители сталкиваются с двумя основными соображениями при выборе балки: во-первых, сколько она может выдерживать и какие факторы влияют на ее несущую способность; во-вторых, насколько он будет отклоняться и какие факторы влияют на его отклонение.

В этом отношении имеет значение марка и вид балки. Например, порода древесины, которая вдвое прочнее, может нести вдвое больший вес, а порода с удвоенным допуском на изгиб, известным как модуль упругости, будет прогибаться вдвое меньше.Однако эта информация будет полезна только в том случае, если у вас есть выбор из множества пород дерева. Пиломатериалы для каркаса обычно предлагаются всего нескольких видов, поэтому более полезной информацией, вероятно, будет то, как изменения длины, ширины и глубины балки повлияют на ее несущую способность и прогиб. Эти изменения могут быть либо прямыми (увеличение X, а Y увеличивается), либо обратными (увеличение X и уменьшение Y).

Основы

Рассмотрим размерную деревянную балку с центральной нагрузкой, которая опирается на две фиксированные точки и перекрывает пространство между ними без помощи промежуточной опоры.Эта установка называется балкой с простой опорой и является самым простым примером.

Вес от груза выше заставляет балку изгибаться, создавая сжатие на верхней поверхности и растяжение вдоль нижней. Оба напряжения достигают максимума в самом верху и внизу балки, а затем уменьшаются до нуля в центральной горизонтальной плоскости, называемой нейтральной осью. Напряжения также максимальны в середине пролета и уменьшаются до нуля на каждом конце балки, где она поддерживается.

Для получения дополнительных схем и подробностей об основах простых деревянных балок нажмите кнопку Просмотреть PDF ниже.

от Fine Homebuilding # 258

Подпишитесь на участие в голосовании сегодня и получите последние инструкции от Fine Homebuilding, а также специальные предложения.

Посмотреть PDF

Узрите Луч | Firehouse

Часть 3 — Типы лучей, с которыми вы, вероятно, столкнетесь

Если хирург не обладает основами человеческих анатомических и физиологических знаний, позволили бы вы этому хирургу разрезать вас и зондировать внутри? твое тело? Вы позволили бы пожарному отправить вас внутрь горящего строения, если бы этот пожарный не обладал фундаментальной анатомией и физиологией fireground : строительством здания?

Пожалуй, самым основным конструктивным элементом, используемым человеком, является балка .Как вы помните из первой и второй частей книги «Behold the Beam» ( Firehouse ®, июль и август 2010 г.), балка — это структурный элемент, который отклоняется при нагрузке. «Отклонение» — модное слово для обозначения изгиба; поскольку балка может гнуться, она может выдержать нагрузку. Короче говоря, балка выполняет три важные структурные функции внутри конструкции: она пролетает , она отклоняет и она передает . Однако, если балка перегружена и слишком сильно отклонит , она выйдет из строя.Если сжимающая опора выходит из строя, удваивая пролет балки, она также может выйти из строя. У каждой балки есть своего рода «золотая точка» изгиба. Пока существует нейтральная ось со сжатием с одной стороны и растяжением с другой стороны, балка будет поддерживать и передавать свою нагрузку следующему элементу в структурной иерархии.

В первой части рассмотрено, как работает балка, а во второй части описаны различные конфигурации балок. В третьей части начинается определение 13 типов балок, с которыми вы, вероятно, столкнетесь во время предварительного планирования (или во время посещения местного продавца пиломатериалов).Возможности и характеристики типов балок схожи, но часто есть существенные различия; например, пиломатериалы по сравнению с конструкционной древесиной по сравнению со сталью .

Почему эта информация актуальна для пожарных и пожарных? Это очень просто: чем больше вы знаете и разбираетесь в различных методах, технологиях и материалах строительства зданий, тем выше вероятность того, что вы примете обоснованные стратегические решения, когда столкнетесь со зданием, подвергшимся атаке огня.Я прислушиваюсь к мудрости моего друга и коллеги Стюарта Роуза: Труднее быть хорошим стратегом, чем великим тактиком. Знания в области строительства зданий являются важным компонентом хорошей стратегии пожаротушения.

Типы балок

Вот 13 типов балок, с которыми вы, вероятно, столкнетесь:

1. Пиломатериалы
2. Клееный брус (Клееный брус)
3. Клееный пиломатериал (LSL)
4. Пиломатериалы с параллельной прядью (PSL)
5. Клееный брус (LVL)
6. Двутавровая балка
7. Сборная
8. Flitch
9. Коробка
10. Сталь с широким фланцем
11. LiteSteelbeam (LSB)
12. Искусственный бетон
)

1.Пиломатериалы

Пиленые (или фрезерованные) деревянные балки — доски, пиломатериалы и древесина — доступны в различных видах и сортах. Среди них два основных класса древесины: древесина твердых пород и древесина мягких пород . Как правило, древесина твердых пород используется для изготовления мебели, стеновых панелей и полов, а древесина хвойных пород используется для строительства зданий общего назначения. Поскольку натуральные пиломатериалы созданы природой, качество древесины варьируется от дерева к дереву и даже внутри каждого дерева. Из древесных пород, используемых для производства пиломатериалов, пихта Дугласа является самой прочной из хвойных пород.

Основным фактором, определяющим конструктивное применение пиломатериалов, является направление волокон . В идеале сжимающие и растягивающие нагрузки прикладываются параллельно волокнам. При нагрузке, приложенной параллельно волокнам, данный кусок дерева может выдерживать на треть большее усилие при сжатии, чем при растяжении. Фактически, допустимая сжимающая сила, перпендикулярная зерну, составляет примерно от одной пятой до половины допустимой сжимающей силы, параллельной зерну.

Поскольку прочность древесины больше поперек волокон, чем параллельно волокнам, растягивающие силы, перпендикулярные волокнам, вызывают раскалывание древесины.(Для тяжелой тренировки возьмите топор и попробуйте разрезать деревянный шнур перпендикулярно волокну.) Поскольку древесина имеет более благоприятное соотношение прочности и веса, древесина — фунт за фунт — прочнее стали.

Пиломатериалы хвойных пород общего назначения классифицируются в отрасли как «пиломатериалы для склада». Пиломатериалы со склада дополнительно классифицируются следующим образом:

• Доска — глубиной менее двух дюймов и шириной не менее двух дюймов. Доски оцениваются по внешнему виду, а не по прочности.Доски используются для сайдинга, чернового пола и внутренних отделочных работ.
• Пиломатериалы размеров — Обычно от двух до четырех дюймов в глубину и не менее двух дюймов в ширину. Широко используемые для общего строительства пиломатериалы сортируются по прочности, а не по внешнему виду. К размерной древесине относятся стропила, балки и элементы светового каркаса, такие как стеновые стойки. Пиломатериалы для «легких каркасов» имеют глубину от двух до четырех дюймов и ширину от двух до четырех дюймов.
• Строительный пиломатериал — Минимум пять дюймов в глубину и два дюйма в ширину, сортированные по прочности и конструктивному применению.Балки и стрингеры должны быть на два дюйма шире глубины. Столбы и бревна имеют по крайней мере пять дюймов в глубину и пять дюймов в ширину. (Ширина не может быть более чем на два дюйма больше глубины.)
• Древесина — Пять дюймов или более в самом маленьком измерении.
• Тяжелые бревна — Колонны должны быть не менее восьми на восемь дюймов при поддержании нагрузок на пол и не менее шести дюймов в самом маленьком измерении при поддержании крыши или потолка. Балки и фермы не должны быть меньше (номинально) шести дюймов в ширину и 10 дюймов в глубину.Наименьший номинальный размер компонентов стропильных ферм из пиломатериалов, которые выдерживают нагрузку на пол, не может быть меньше восьми дюймов.

Пиломатериалы измеряются в «футах доски», при этом один фут доски равен объему куска дерева с номинальным размером 12 дюймов в квадрате и глубиной в один дюйм. (Для дома площадью 2100 квадратных футов потребуется примерно 13 125 квадратных футов пиломатериалов.)

Термин «номинальный» относится к размерам куска пиломатериалов до сушки и планирования поверхности; термин «обработанный» относится к реальным размерам пиломатериала после сушки и строгания поверхности.Обтянутые размеры всегда показаны с дюймовыми метками («), а номинальные размеры всегда показаны без дюймов. Пиломатериалы обычно доступны длиной от шести до 24 футов.

2. Клееная ламинированная (клееная) древесина

В 1933 году первая клееная балка была использована в Соединенных Штатах в школе Пештиго в Мэдисоне, штат Висконсин. Когда вы слышите слово «Клееный брус», вы можете быть уверены, что это солидная балка. Это не композит из тонкого шпона или крошечных деревянных кусков. Клееный брус представляет собой слоистый композит из объемного бруса и высокопрочного клея.Несложно найти современное коммерческое здание III типа с панельной крышей, поддерживаемой огромными балками из клееного бруса. (Пример: бетонный откидной склад с панельной деревянной крышей, поддерживаемой стальными колоннами.)

Типичная клееная балка — это, по сути, штабель склеенных между собой пиломатериалов размером два на четыре дюйма, и она очень прочная, поэтому полная название: клееный брус брус. Когда природа и человеческая инженерия сотрудничают, получается невероятная сила и надежность.Фунт за фунт, инженерная балка из клееного бруса всегда будет прочнее, чем самая совершенная, бездефектная, тяжелая пиленая древесина, которую только могла вырастить природа. Уникальной особенностью клееной балки является то, что ее можно выгибать; выгибание — это предварительное изгибание балки вверх в форме хмурого взгляда, так что балка будет сплющиваться при нагрузке, а не изгибаться вниз в форму улыбки при нагрузке. Для дополнительной устойчивости к растяжению доступен гибрид из клееного бруса, который включает в себя клееный брус (LVL) вдоль нижней части балки.

Хотя клееные балки и классифицируются как «EWB» (инженерные деревянные балки), они не подвержены разрушению при нагревании клея. Можно ожидать, что огнестойкость клееной балки составит , по крайней мере, огнестойкости идеальной балки из тяжелой древесины того же размера. Больше обращайте внимание на огнестойкость незащищенных стальных колонн, которые часто используются для поддержки клееных балок, и, как всегда, обращайте внимание на самую слабую часть любой структурной системы: соединения.

Клееные балки могут быть изогнуты на заводе-изготовителе и часто используются в качестве арок заземления в конструкции из досок и балок. Часто желательно оставлять готовые клееные бруски открытыми, а не скрытыми над потолком. Клееный брус также используется для изготовления современных деревянных элементов ферм.

Какими бы прочными ни были клееные балки, они могут выйти из строя. Основная причина выхода из строя клееного бруса — неправильная конструкция и перегрузка. Перегрузка может вызвать разрушение при сдвиге на поддерживаемых концах и разрушение при растяжении в середине пролета в нижней части клееного бруса.Производственные дефекты также могут сделать Glulam уязвимыми к сбоям из-за перегрузки. Хорошая новость заключается в том, что современные строительные нормы и правила делают невозможным отказ клееного бруса от перегрузки.

Во время визитов перед планированием поищите клееные балки, усиленные стержнями для последующего натяжения вдоль дна балки. Эти стержни следует рассматривать как красный флаг терпящего бедствие клееного бруса. Стальной натяжной стержень выйдет из строя при нагревании примерно до 800 градусов по Фаренгейту.

3.Брус из клееного бруса (LSL)

Балка из клееного бруса представляет собой конструктивную композитную балку заводского изготовления. LSL обычно используются в качестве коллекторов над окнами и дверями в стенах с деревянным каркасом. LSL производится с использованием небольших прядей (длиной до 12 дюймов) твердых пород дерева, которые обычно не считаются подходящими для использования в строительстве. Внешний вид лицевой стороны LSL аналогичен таковому у ориентированно-стружечных плит (OSB).

Как и другие изделия из композитной древесины, LSL является альтернативой фальцевым балкам и стальным перемычкам.LSL также используется в качестве бортовых досок, балок промежуточного пролета и прогонов. LSL предлагает дополнительное преимущество в виде хорошей устойчивости к боковой силе, такой как ветер (скорость ветра до 120 миль в час!). Хотя это не распространено, LSL также можно использовать в качестве колонн и стоек. Стеновые стойки LSL могут достигать 30 футов.

Вместо того, чтобы прокладывать водопровод вокруг балки LSL, сантехники могут прокладывать трубы через балку LSL. Отверстие диаметром до 4 5/8 дюйма можно просверлить через 14-дюймовую балку LSL без нарушения ее структурной целостности.Максимальная длина луча LSL составляет около 64 футов.

4. Пиломатериалы с параллельными прядями (PSL)

Вы, вероятно, знакомы с фирменным названием Weyerhaeuser для его продуктов PSL: Parallam (правильно произносится как парал-лам, а не пара-лам). Представленный в 1988 году, Parallam часто изготавливается из отходов процесса производства фанеры. Структурные применения включают полы, стены и крыши.

Клееный брус, LSL, PSL и LVL — все они относятся к общей категории конструкционных деревянных изделий, известных как конструкционные композитные пиломатериалы (SCL).Продукты SCL надежно прямые и точные, без узлов, устойчивы к скручиванию, усадке и изгибам, устойчивы к расколу и очень прочные.

Изготовленный из длинных и тонких деревянных прядей, скрепленных в микроволновой печи, PSL неизменно прямой и прочный, устойчив к усадке, деформации и расщеплению. Сила PSL аналогична силе LVL. Процесс изготовления PSL предусматривает удаление таких дефектов роста натуральной древесины, как сучки. Балки PSL изготавливаются шириной до семи дюймов и глубиной до 18 дюймов.Производители заявляют, что балка PSL может охватывать почти 70 футов. Чтобы добиться дополнительной прочности и жесткости без увеличения глубины, балки PSL могут быть построены на строительной площадке.

PSL не предназначен для оценки внешнего вида, поэтому его часто оставляют грубым и незаконченным, скрытым внутри пустот или за гипсокартоном. Тем не менее, предлагается PSL «архитектурного уровня», который после шлифовки и отделки придаст «уникальный архитектурный вид».

Значительное экологическое преимущество PSL заключается в том, что в производственном процессе используется почти весь бревно, что делает PSL эффективным использованием возобновляемого ресурса: деревьев.PSL используется в качестве балок и колонн для современных стоечно-балочных конструкций, а также для световых балок и коллекторов; PSL часто используется для кладки перемычек стен. Вы найдете все более широкое применение PSL в жилищном строительстве, а также в качестве промежуточных и крупных конструктивных элементов в строительстве коммерческих зданий.

Прочностные характеристики PSL аналогичны прочностным характеристикам массивной деревянной балки сопоставимых размеров. PSL дороже других LSL, LVL или клееного бруса.PSL и LSL относятся к подкатегории SCL, называемой «длиннопрядный пиломатериал».

5. Клееный брус (LVL)

LVL представляет собой композит, состоящий из нескольких слоев шпона и клея. LVL — это не новая технология; процесс LVL использовался во время Второй мировой войны для изготовления воздушных винтов. LVL используется для изготовления балок и коллекторов в строительстве с 1970-х годов. Вы можете услышать, что LVL упоминается по собственному названию MicroLam. LVL также называют ламинированной фанерой (ПВЛ).

Хотя внешний вид LVL напоминает фанеру, LVL не является фанерой. LVL спроектирован таким образом, что волокна каждого слоя шпона идут в одном и том же направлении (по длине) для обеспечения равномерного сопротивления краевой нагрузке (на краю, как балка) или прочности при торцевой нагрузке (плоское, как доска). Такое «параллельное ламинирование» обеспечивает повышенную однородность и предсказуемость по сравнению с материалом того же размера, который является «перекрестно ламинированным» (перекрестно-полосатым), таким как фанера.

Параллельное ламинирование делает LVL отличным выбором для больших пролетов, несущих нагрузку до 80 футов.Как и другие конструкционные композитные пиломатериалы, LVL спроектирован так, чтобы противостоять деформации, усадке, продольной резке, изгибу, скручиванию и выпуклости. Другими словами, LVL — и его аналог SCL — обеспечивают надежную стабильность размеров . Фунт за фунт, данная балка LVL обеспечивает большую несущую способность, чем самый совершенный массивный пиломатериал того же размера.

LVL изготавливается из высушенного и сортированного деревянного шпона, покрытого водостойким клеем, собираемого в узор, формованного в заготовки и отверждаемых в нагревательном прессе.После отверждения заготовки нарезаются на заготовки для бортов, коллекторов, балок и фланцев для деревянных двутавровых балок. (Я еще не видел размерных LVL, используемых в качестве балок перекрытия.) Как и PSL, LVL можно построить (закрепить бок о бок), чтобы создать более прочную балку, вместо того, чтобы увеличивать глубину одного LVL. Из-за параллельного ламинирования LVL не рекомендуется использовать в качестве колонн и стоек (сжимающих элементов).

Продолжение следует …

В следующий раз, когда мы опишем последние восемь из 13 типов лучей, мы увидим больше лучей:

6.Двутавровая балка

7. Сборная

8. Фланец

9. Коробка

10. Стальная балка с широким фланцем

11. LiteSteelbeam (LSB)

12. Сборный бетон

13. Искусственный ( fake)

ПРИМЕЧАНИЕ: Джон Вуден, вдохновитель «Пирамиды успеха пожарной станции», умер 4 июня 2010 года в возрасте 99 лет, за несколько месяцев до своего 100-летия. Firehouse® опубликовал серию из пяти частей в 2008 году. Хотя мир потерял великого человека, влияние его характера и того, что я называю его уважительным руководством, сохранится.В ближайшие месяцы ждите обновленную дань уважения тренеру Вудену.

МАРК ИМЕРИ , EFO , начальник сменного батальона в Вудинвилле, штат Вашингтон, округе пожарной безопасности и охраны труда. Он является выпускником программы «Старший офицер пожарной охраны» Национальной пожарной академии и является инструктором-специалистом NFA. Эмери получил степень бакалавра гуманитарных наук в Калифорнийском государственном университете в Лонг-Бич и является партнером Fire Command Seattle LLC в округе Кинг, штат Вашингтон. Он никоим образом не связан с производством ферм или строительством зданий и не является их сторонником.С ним можно связаться по адресу [email protected] или получить доступ к его веб-сайту www.competentcommand.com.

Стальная балка Vs. Деревянная балка

Когда пол наклоняется к центру дома или проседает посередине, это обычно указывает на проблему с основной балкой или ее опорами. Вы когда-нибудь рисковали залезть в ползунок, чтобы посмотреть на деревянную конструкцию пола под вашим домом? Почему нет? Конечно, это темные тесные места с грязными полами и паутиной повсюду, но в остальном это забавные места для отдыха.

Очевидно, шучу. Большинство домовладельцев не заходят в свои рабочие места, если они не чистые, герметизированные и на то есть веские причины. (Вы не получите мою арахнофобную личность в необработанном пространстве для ползания!) Но это то место, куда вам нужно обратиться, если вы ищете проблемы в структуре вашего пола.

Acculevel — это семейная компания, которая специализируется на гидроизоляции и ремонте фундаментов. Мы восстановили тысячи домов, сделав их безопасными и здоровыми, по всей Индиане и прилегающим штатам.Наши знающие и опытные менеджеры проектов регулярно осматривают места для прогулок в поисках повреждений деревянной конструкции или фундамента, а также следят за любыми возможными повреждениями, вызванными водой.

В этой статье мы собираемся затронуть тему, которая привела вас на эту страницу: повреждение дальнего света. Некоторые подрядчики заменяют одну деревянную балку на другую, но в Acculevel мы предпочитаем заменять их стальными балками. Я объясню, почему мы выбираем этот материал, почему мы считаем, что он стоит дополнительных затрат домовладельцев, и по ходу дела предоставлю дополнительные источники информации.

Эта фотография была сделана членом экипажа Acculevel после установки стальной балки и регулируемых домкратов.

Что такое главный (или центральный) луч?

Как следует из названия, это большая деревянная балка, которая проходит по всей длине вашего дома. Основная балка поддерживается опорными стойками, обычно сделанными из бетона или стали. Балки перекрытия опираются на основную балку, а черный пол — на балки.

Если у вас есть дополнительные вопросы о других компонентах на этой схеме или о том, как они ремонтируются, вы можете узнать больше о конструкции пола, методах ремонта и ценах здесь.

Что повреждает главный луч?

Существует ряд факторов, которые могут повлиять на выход из строя центральной балки. Влага и повреждение насекомыми — два наиболее распространенных источника гниения.

Иногда проблема не в самой балке; подставки под балку иногда могут быть виноватыми. Строительные методы, материалы и правила регулярно меняются с течением времени.

Когда ваш дом был построен, возможно, опоры были деревянными. Эти деревянные опоры будут стоять прямо на земле; влага может просочиться внутрь столбов и вызвать гниение.Возможно, строительные нормы и правила указали, что колонны должны быть бетонными, но их можно было разместить на расстоянии до 10 футов друг от друга. Со временем вес дома может привести к провисанию балки между колоннами (согласно действующим строительным нормам и правилам колонна должна устанавливаться каждые 4-5 футов).

Как отремонтировать главную балку?

Если повреждена сама балка, ее следует заменить. Чтобы сделать это безопасно, следует временно установить стальные домкраты для поддержки балок перекрытия. Тогда балку можно будет снять и заменить, не ставя под угрозу устойчивость вашего дома.

Конечно, если с балкой все в порядке, домкраты могут быть реальным ремонтом. В зависимости от прочности опорных колонн вам могут потребоваться стальные домкраты для замены или дополнения опорных колонн.

В некоторых случаях проблема может быть в деревянной прокладке. При строительстве дома, если между колонной и балкой есть небольшой зазор, строитель может вставить в зазор прокладку. Деревянные прокладки сжимаются под весом дома, постепенно опуская балку в этой области.

Прокладки заменяются так же, как балки — домкрат временно удерживает балку до тех пор, пока раздавленную деревянную деталь не удастся заменить стальной прокладкой.Acculevel использует стальные прокладки, которые значительно шире, чем 1,5-дюймовая деревянная на фото ниже. Использование более крупной прокладки обеспечивает больше точек контакта между балкой и колонной, что распределяет давление по поверхности и, так сказать, «разделяет нагрузку».

Это фото было сделано менеджером проекта Acculevel во время плановой оценки. Под тяжестью балки деревянная прокладка сплющилась.

Если у вас есть дополнительные вопросы о домкратах и ​​ремонте провисших полов, мы ответим на наиболее часто задаваемые вопросы клиентов здесь.

Почему Acculevel использует стальные балки?

Если вы разговаривали с другими подрядчиками или проводили исследования на их объектах, вы можете испытать некоторый шок от наклеек, когда я скажу вам, что замена балки стоит 150–225 долларов за фут. В отличие от некоторых компаний, мы обычно используем стальные балки вместо деревянных. (Раскрытие информации: если инженер-строитель специально потребует деревянные балки, мы их установим.)

Стальные балки — практичный и долговечный продукт. Сталь гораздо менее восприимчива к воздействию влаги, неуязвима для насекомых и с меньшей вероятностью согнется или сместится под весом вашего дома.

Замена гниющей деревянной балки на другую деревянную балку сродни выбиванию консервной банки по дороге. Некоторое время это не проблема, но со временем появляется снова. Если вы обратитесь и решите проблемы, которые привели к гниению деревянного бруса, на какое-то время это будет хорошо. Но вы оставляете дверь открытой для тех же потенциальных проблем в будущем.

Этот снимок был сделан менеджером проекта Acculevel во время плановой сметной встречи. Заказчик установил стальные домкраты для замены вышедших из строя колонн.Но пол снова начал проседать, и он хотел, чтобы мы проверили ремонт.

Когда домкрат был опущен, проблема стала очевидной — древесина балки сжимается между весом дома и неподвижностью стального домкрата. Замена деревянной балки на стальную решит этот вопрос.

Вам нужно отремонтировать провисший пол?

Вы нанимали подрядчика раньше? Если вы этого не сделали или это было давно, мы предлагаем бесплатную загрузку вопросов, которые вы должны задать подрядчику.Когда вы найдете опытную фондовую компанию, сделайте свою домашнюю работу. Мы не хотим, чтобы кто-либо в нашем сообществе был использован или обманут мошенником.

Перед тем, как подписать контракт на любую услугу, мы настоятельно рекомендуем вам убедиться, что компания имеет репутацию, застрахована и аккредитована Better Business Bureau.

Если вы живете в Индиане или близлежащих штатах, обратитесь в Acculevel. Мы специализируемся на ремонте фундаментов и гидроизоляции и бесплатно предоставляем сметы всем нашим клиентам.Свяжитесь с нашим офисом, и один из наших дружелюбных офисных сотрудников назначит для вас встречу с одним из наших опытных менеджеров проектов. Он или она оценит ваше пространство для подполья или подвал и порекомендует вам лучший курс действий, чтобы ваш дом оставался крепким и здоровым на долгие годы.

Древесные и стальные двутавровые балки: что лучше?

В. Я собираюсь построить большую пристройку к комнате, для которой нужна балка для поддержки балок пола.Мне сказали, что подойдет деревянная балка, но я всегда видел стальные двутавры в других домах. Может ли древесина делать эту работу? Какие плюсы и минусы у деревянных двутавров и стали? Если бы вы строили, вы бы использовали дерево или сталь? Я не хочу ошибиться по поводу такого ответственного элемента конструкции.

A. О, черт возьми, для вас нет простого ответа. И из дерева, и из стали можно сделать великолепные несущие балки. Я использовал оба материала на протяжении десятилетий во всевозможных ситуациях.На самом деле, вы можете этого не осознавать, но вы можете смешать их, создав гибридную балку из дерева и стали.

Фото / Тим Картер На этой фотографии вы можете увидеть два разных вида деревянных двутавровых балок. Большая балка наверху поддерживает меньшие деревянные двутавровые балки или балки.

Во-первых, позвольте мне сказать вам, что я не инженер-строитель, хотя я работал со многими и устанавливал балки, которые они спроектировали. Хорошая новость заключается в том, что и дерево, и сталь могут использоваться для перевозки огромных сосредоточенных нагрузок.

В последнем доме, который я построил, у меня было две деревянных балки в одной стене, которые выдерживали тонны и тонны веса.В подвале того же дома у меня были большие стальные двутавровые балки длиной почти 16 футов, которые также выдерживали огромные нагрузки. Использование стали позволило мне создавать широкие открытые пространства с минимальными опорными колоннами.

Это одно из преимуществ стали перед деревом, когда вы работаете с материалами примерно одинакового размера. Фунт за фунт, сталь намного прочнее дерева.

ЭВОЛЮЦИЯ

Интересно наблюдать за эволюцией деревянных балок за последние 40 лет.Ламинированные балки, миркроламы и т. Д. Сейчас очень распространены, но я хорошо помню, когда они были новенькими. Сегодня на рынке нередко можно встретить ламинированные балки в обычных домах.

Вернитесь в прошлое и посмотрите на старые сараи и другие здания, построенные с использованием столбово-балочного метода, и вы увидите деревянные балки, сделанные из цельного куска дерева. Пожалуй, самые прочные деревянные балки, сделанные таким образом, — это пихта Дугласа. Может быть, дерево посильнее, но я не знаю об этом.

Сегодня лесопилки изготавливают балки так же, как фанеру.Они используют слои твердой древесины, которые склеиваются вместе, чтобы получить невероятно прочную конструкционную древесину.

Имейте в виду, что у любого из материалов есть несколько недостатков. Я говорю это потому, что обычно инженер может придумать деревянную балку, которая заменит стальную. Все дело в стоимости и размерах готового материала.

НАИБОЛЬШИЕ СЦЕНАРИИ

Если вы хотите думать о наихудших сценариях, подумайте о вещах, которые атакуют и ослабляют лучи.Вода может ржаветь сталь и гнить дерево. Вы можете покрасить стальные балки грунтовкой для металла и финишным слоем краски для повышения водонепроницаемости. Также можно оцинковать стальные балки. Деревянные балки можно обрабатывать боратными химикатами, чтобы свести к минимуму гниение древесины и предотвратить заражение древесными насекомыми, которые не могут повредить сталь.

Если вы хотите что-то прикрепить к стальной балке, это непросто. Вы можете легко прибить деревянную балку или правильно просверлить ее, чтобы установить болт.

Вы можете создать гибридную балку, используя стальную перегородку, зажатую между двумя обычными деревянными кусками каркаса.В плоской стальной пластине обычно есть просверленные в шахматном порядке отверстия, и вы скрепляете дерево и сталь вместе, чтобы создать суперпрочную балку, которая может выдержать нагрузку в четыре или пять раз большую, чем та, которую дерево может нести в том же пространстве.

Пожар представляет опасность для обоих материалов. Хорошо известно, что огонь делает с деревом, но жар от огня также может ослабить стальную балку, превратив ее в мягкую ириску. Вы можете обернуть деревянную балку огнестойким гипсокартоном, чтобы защитить ее, а коммерческие огнезащитные средства можно распылить на стальные двутавровые балки.Вы также можете обернуть стальную балку специальным гипсокартоном, чтобы выиграть время в огне.

НЕ ПРЕОЗНАЧАЙТЕ

Домовладельцы или домашние мастера, не знакомые с работой с балками, часто недооценивают вес балки и важность опорных колонн. Подъем балки часто выполняется двумя или тремя людьми, а общий вес рабочих и балки может разрушить обычные стремянки, что приведет к серьезным травмам. Колонны, поддерживающие балки, должны быть рассчитаны на то, чтобы выдерживать вес, и они должны быть правильно соединены с балками.

Более того, вам нужен прочный подшипник от низа колонны до земли. Эта дорога может быть двухэтажной в доме или более 100 этажей в коммерческом здании. В какой-то момент вес балок и вес балки необходимо перенести на твердую землю.

Вы можете посмотреть видео о деревянных балках и прочитать предыдущие колонки о различных структурных проблемах на сайте www.AsktheBulider.com. Просто введите «деревянное видео» в поисковике AsktheBuilder.com.

Хотите бесплатную информацию по улучшению дома? Перейдите на сайт www.AsktheBuilder.com и подпишитесь на бесплатную рассылку новостей Тима. Есть вопрос к Тиму? Просто нажмите ссылку «Спросить Тима» на любой странице сайта.

СТАЛЬНЫЕ БАЛКИ VS. ДЕРЕВЯННЫЕ БАЛКИ ДЛЯ ВАШЕГО ПРОЕКТА ЖИЛОГО ЗДАНИЯ

Если вы строите новый дом или глубоко ремонтируете тот, который у вас есть, вы можете задаться вопросом, использовать ли стальные балки или деревянные балки. Ответ зависит от вашего бюджета, целей проектирования, графика строительства и предпочтений в области устойчивого развития.Каждый материал имеет определенные преимущества и несколько недостатков. Итак, давайте возьмем четыре категории и рассмотрим плюсы и минусы стальных балок и деревянных балок.

БЮДЖЕТ

Древесина, будь то размерная древесина (цельная древесина) или инженерная, обычно стоит меньше как с точки зрения материала, так и с точки зрения затрат труда. Исключением могут быть районы, где леса немногочисленны и расположены далеко друг от друга, а производство стали обильно (вспомните Австралию, а не Колорадо). Размерные бревенчатые балки, состоящие из нескольких горизонтально прикрепленных стоек, могут быть построены на месте, чтобы сэкономить на расходах поставщика.

Клееный брус (LVL), состоящий из нескольких слоев клееной фанеры, поставляется предварительно изготовленным на заводе, но все же стоит дешевле, чем двутавровые балки из конструкционной стали. Кроме того, прикрепить другие компоненты к дереву любого типа проще, чем к стали. В стали требуются отверстия для болтов, сформированные изготовителем, что означает тщательное предварительное архитектурное проектирование.

Кроме того, поскольку сталь значительно тяжелее, чем изделия из дерева аналогичного размера, балки потребуют особого обращения с тяжелым оборудованием или краном.Эти особые процедуры обработки определенно увеличивают стоимость здания.

У деревянных балок есть и обратная сторона. Габаритные пиломатериалы сжимаются при высыхании, особенно в засушливом климате Колорадо. Фактически, уровень влажности, который заставляет местных жителей жаловаться, все еще слишком низок, чтобы предотвратить усадку древесины. Когда опорная балка сжимается, она отрывается от балок пола и может привести к трещинам в гипсокартоне, скрипу пола и нарушению нормальной работы межкомнатных дверей. Хотя LVL позволяет избежать проблемы усадки, он стоит дороже, чем балки из размерной древесины.

ДИЗАЙН-ЦЕЛИ

Стальные балки предоставляют дополнительные возможности дизайна, которые невозможно получить с деревом. Поскольку сталь имеет гораздо большую несущую способность, вы можете использовать меньше вертикальных опор для того же пролета и меньшей высоты балки. Steel предлагает вам большие непрерывные открытые пространства. Кроме того, поскольку стальные балки бывают различной прочности, вы можете легко встроить длинные консоли (выступающие крыши или перекрытия без концевых опор) в свою конструкцию. Вы можете спланировать впечатляющие линии крыши, которые простираются далеко за внешние стены и более длинные балконы, без опорных колонн внизу.Ни один другой материал, используемый сегодня, не может предложить столько инженерных решений, как сталь.

ГРАФИК СТРОИТЕЛЬСТВА

При сжатых сроках строительства объемные деревянные балки доступны мгновенно, поскольку их можно построить на месте. LVL и стальные балки требуют определенного времени для изготовления и доставки, так как это будут специальные заказы. При использовании стальных балок вам также необходимо согласовывать графики с бригадами доставки и операторами оборудования.

ПРЕДПОЧТЕНИЯ В ОБЛАСТИ УСТОЙЧИВОГО РАЗВИТИЯ

Вы можете не думать о стали как о экологически чистой, но это так.Хотя древесина является возобновляемым ресурсом, растущим на деревьях, она обеспечивает меньшую долговечность в долгосрочной перспективе, требуя заготовки большего количества деревьев. Со временем дерево гниет. Хотя можно надеяться, что этого никогда не произойдет, при пожарах в домах горит древесина, тем самым добавляя углерод в атмосферу. Термиты это любят.

Стальной лом быстро превращается в новую сталь. Хотя конструкционная сталь подвержена ржавчине при воздействии большого количества влаги, она не горит в огне. Однако он может деформироваться, если огонь будет продолжительным и достаточно интенсивным.В противном случае прогнозируемый срок службы стали намного превышает срок службы древесины, если она покрыта или оцинкована против ржавчины. Насекомые видят в нем только препятствие на пути к деревянным конструкциям.

Если вы хотите узнать больше о стальных балках в вашем проекте жилищного строительства, позвоните нам в Barton Supply. Мы будем рады обсудить все варианты вашего строительства.

Как использовать деревянные балки в домашнем декоре | Home Guides

Деревянные балки могут быть декоративным элементом конструкции дома или последующим дополнением в декоративных целях.В любом случае, они выглядят деревенскими, деревенскими и долговечными. У вас есть несколько способов встроить балки в потолок, дверные проемы и встроенные элементы. Рассмотрите более мелкие проекты, чтобы использовать любые остатки.

Проемы

Даже когда они не требуются в дизайне дома, балки, которые кажутся поддерживающими или образующими открытый дверной проем, могут выглядеть так, как будто они всегда были там. Для очарования Старого Света рассмотрите вытесанное вручную или выветренное дерево, например, переработанное из старой усадьбы или сарая.В минималистском или современном доме грубая древесина привносит неожиданные нотки. Верхняя балка, охватывающая всю ширину проема с поддерживающими ее боковыми балками, создает эффектное впечатление. Одиночная балка может имитировать столб. Чем толще балки, тем длиннее и прочнее крепеж, необходимый для их фиксации на месте; поговорите с подрядчиком, продавцом балок или производителем о работе с этими тяжелыми материалами. Обсудите конструкционные приложения с подрядчиком или инженером-строителем перед подачей заявления на получение разрешения на строительство.

Встроенное оборудование

Используйте новое или старое дерево в качестве декоративного элемента на стене, окружающей встроенный книжный шкаф или открытую кладовую, например. Надежно прикрепленный к стене и со сторонами, поддерживающими верх, этот тип окружения предлагает идею лепнины. Выбирайте балки меньшего размера, например, четыре на четыре, которые не будут сильно выступать. Старое дерево имеет готовый шарм, но если вы используете новое дерево, затемните его или покрасьте морилкой. Пятна помогают сохранить и защитить древесину. Они бывают обычных коричневых или древесных тонов, а также модных оттенков, таких как синий, зеленый и серый.

Потолок

Открытые балки, проходящие по всей длине потолка, обеспечивают структурно прочный вид, даже если они являются чисто декоративными. Но если провести их крест-накрест в длинной комнате, пространство может казаться более уютным и менее похожим на прихожую. С другой стороны, проведя их в направлении самых длинных стен короткой комнаты, вы можете создать более длинную линию или иллюзию большей длины. Балки, использованные при строительстве дома, очевидно, будут проходить в соответствии с проектом; поговорите со своим подрядчиком или инженером-строителем об изменениях и вариантах.Декоративные и структурные балки требуют прочных подвесок, чтобы удерживать их на месте.

Small Projects

Изучите способы использования остатков или произвольной длины, отсортированных балок. Используйте, например, простую балку из грубой ели в качестве камина.

No related posts.