RU118333U1 - WOODEN BEAM - Google Patents

Abstract

Деревометаллическая балка, состоящая из цельнодеревянного бруса и прокатного швеллера, отличающаяся тем, что соединение швеллера с брусом выполнено при помощи наклонных стержней, выполненных из арматуры и вклеенных в брус при помощи эпоксидного клея, при этом соединение швеллера со стержнями выполнено при помощи сварки. A wood-metal beam, consisting of a solid wood bar and a rolled channel, characterized in that the connection of the channel to the bar is made using inclined rods made of reinforcement and glued into the bar using epoxy glue, while the connection of the channel with the rods is made by welding.

Description

Полезная модель относится к области строительства, в частности к несущим балкам перекрытия и покрытия зданий и сооружений.The utility model relates to the field of construction, in particular to the load-bearing beams of overlapping and covering buildings and structures.

Известна балка, выполненная в виде расположенных горизонтально и параллельно друг другу пары швеллеров, стенки которых соединены друг с другом перекладинами. В пространство, ограниченное с боков швеллерами, а снизу верхней перекладиной, установлен продольный деревянный брус. Для облегчения конструкции балки в перекладинах выполнены отверстия (Великобритания, патент 2198468 от 1986 г., НКИ E1S).Known beam, made in the form of horizontally and parallel to each other pairs of channels, the walls of which are connected to each other by crossbars. A longitudinal wooden beam is installed in the space limited from the sides by channels and from below by the upper crossbar. To facilitate the design of the beam in the crossbeams made holes (UK, patent 2198468 from 1986, NCI E1S).

Известен также металлодеревянный строительный элемент, содержащий деревянные обкладки, между которыми смонтирована металлическая часть двутаврового сечения с полками и стенкой, и крепежные детали. Полки двутавровой металлической части выполнены в зоне растяжения в виде жестко закрепленных на стенке горизонтальных утолщений, а в зоне сжатия - в виде полосовых накладок, также жестко закрепленных на стенке. Высота металлической части меньше высоты деревянных обкладок, поэтому металлическая часть обжата с боков этими обкладками посредством крепежных деталей, расположенных горизонтально и пропущенных сквозь деревянные обкладки и металлическую часть. Деревянные обкладки обработаны антисептиком и антипиреном, а металлическая часть защищена антикоррозионным покрытием. Стыки деревянных обкладок между собой и с металлической частью закрыты герметиком. Стенка металлической части может быть снабжена выступающими из ее плоскости вертикальными выпуклостями замкнутого профиля. Горизонтальное утолщение стенки металлической части может быть выполнено в виде уголков (Россия, патент 2109893 от 1998 г., МКИ E04C 3/292).Also known is a metal-wooden building element containing wooden facings, between which a metal part of an I-section with shelves and a wall is mounted, and fasteners. The shelves of the I-shaped metal part are made in the tensile zone in the form of horizontal thickenings rigidly fixed on the wall, and in the compression zone in the form of strip overlays also rigidly fixed on the wall. The height of the metal part is less than the height of the wooden plates, so the metal part is squeezed from the sides by these plates by means of fasteners located horizontally and passed through the wooden plates and the metal part. Wooden facings are treated with antiseptic and flame retardant, and the metal part is protected by an anti-corrosion coating. The joints of the wooden facings with each other and with the metal part are closed with a sealant. The wall of the metal part can be equipped with vertical convexities of a closed profile protruding from its plane. Horizontal thickening of the wall of the metal part can be made in the form of angles (Russia, patent 2109893 from 1998, MKI E04C 3/292).

Известна деревянная балка составного сечения, составленная по высоте из двух или нескольких элементов, соединенных на пластинчатых нагелях из твердых пород дерева (В.Е.Шишкин. Деревянные конструкции. - М.: Государственное издательство литературы по строительству и архитектуре и строительным материалам, 1958. - С.104, рис.54). Балки состоят по высоте из двух или трех брусьев или окантованных бревен, плотно прилегающих друг к другу и соединенных в швах при помощи пластинок. Соединительные элементы выполняют в основном функцию элементов местной жесткости и, в современных условиях эксплуатации, недостаточно эффективно передают поток нагрузок (перерезывающие силы и моменты, как в плоскости нагрузки, так и от возмущающих сил, действующих из плоскости основных потоков нагрузки). Соответственно, недостатком данного технического решения является малая прочность конструкции. Кроме того, установка соединительных элементов имеет высокую трудоемкость и увеличивает стоимость монтажных работ.Known wooden beam of composite section, composed in height of two or more elements connected on a plate pins made of hard wood (V.E. Shishkin. Wooden structures. - M.: State Publishing House of Literature on Construction and Architecture and Building Materials, 1958. - S. 104, Fig. 54). The beams consist in height of two or three beams or edged logs that are tightly adjacent to each other and connected at the seams with the help of plates. The connecting elements perform mainly the function of local stiffness elements and, in modern operating conditions, do not transmit the load flux efficiently (cutting forces and moments, both in the load plane and from the disturbing forces acting from the plane of the main load flows). Accordingly, the disadvantage of this technical solution is the low structural strength. In addition, the installation of connecting elements has a high complexity and increases the cost of installation work.

Известна также балка, выполненная в виде профилированной конструкции, состоящей из А-образных стоек, наверху которых образован лоток прямоугольного поперечного сечения с размещенным в нем деревянным брусом; низ стоек и верх стенок лотка снабжены горизонтальными участками для крепления балки к смежным конструктивным элементам (Великобритания, патент 2133450 от 1984 г., НКИ E1S).Also known is a beam made in the form of a profiled structure consisting of A-shaped posts, at the top of which a rectangular cross-section tray with a wooden beam placed in it is formed; the bottom of the racks and the top of the walls of the tray are provided with horizontal sections for attaching the beam to adjacent structural elements (UK, patent 2133450 from 1984, NCI E1S).

Прототипом разработанной балки может являться деревометаллическая балка (патент №2365716, E04C 3/292 от 07.03.2008, опубл. 27.08.2009), авторы Ковалев В.Д., Гимбатов В.П., Русанов Г.Г., Шипилов С.В., Напалков А.В. Изобретение относится к области строительства и может быть использовано в качестве балок перекрытия, прогонов покрытия и поясов металлодеревянных ферм. Деревометаллическая балка выполнена из обработанных антисептиком и антипиреном деревянных продольных накладок, металлического сердечника, двух наружных швеллеров, соединенных воедино с помощью металлических полых нагелей и заклепок точечной сварки. Сердечник состоит из двух металлических швеллеров, соединенных между собой точечной сваркой. Металлический сердечник и наружный швеллер соединены между собой заклепками точечной сварки.The prototype of the developed beam can be a wood-metal beam (patent No. 2365716, E04C 3/292 of March 7, 2008, published on August 27, 2009), the authors Kovalev V.D., Gimbatov V.P., Rusanov G.G., Shipilov S. V., Napalkov A.V. The invention relates to the field of construction and can be used as floor beams, coating runs and metal-wood truss belts. The wood-metal beam is made of wooden longitudinal linings treated with an antiseptic and flame retardant, a metal core, two external channels connected together using metal hollow pins and spot welding rivets. The core consists of two metal channels, interconnected by spot welding. The metal core and the outer channel are interconnected by spot welding rivets.

Недостатком деревометаллической балки составного сечения является сложность выполнения соединения металлических швеллеров с деревянными накладками при помощи заклепок.A disadvantage of a wood-metal beam of a composite section is the difficulty of connecting metal channels with wooden plates with rivets.

Задача предлагаемого изобретения заключается в создании балки с минимальным количеством сборочных элементов, обладающей высокой прочностью и жесткостью.The task of the invention is to create a beam with a minimum number of assembly elements with high strength and rigidity.

Техническим эффектом предложенной полезной модели является повышение их несущей способности на 47…66% и уменьшение деформативности на 54…62% по сравнению с деревянными. Это позволяет использовать их для повышенных нагрузок, расширяет область применения и сокращает расход древесины при производстве балок. При выполнении данного армирования исключается возможность хрупкого разрушения балок и появляется возможность использования низких сортов древесины для производства таких балок.The technical effect of the proposed utility model is to increase their bearing capacity by 47 ... 66% and decrease the deformability by 54 ... 62% compared to wooden ones. This allows you to use them for increased loads, expands the scope and reduces wood consumption in the manufacture of beams. When performing this reinforcement, the possibility of brittle fracture of the beams is excluded and it becomes possible to use low grades of wood for the production of such beams.

Технический результат достигается тем, что в деревометаллической балке соединение швеллера с брусом выполнено при помощи наклонных стержней из арматуры, вклеенных в брус при помощи эпоксидного клея, при этом соединение швеллера со стержнями выполнено при помощи сварки.The technical result is achieved by the fact that in a wood-metal beam, the channel with the beam is connected using inclined reinforcement rods glued to the beam using epoxy adhesive, while the channel with the rods is connected by welding.

Основными элементами разработанной деревометаллической балки служат цельнодеревянный брус 1, прокат в виде металлического швеллера 2 и арматурные стержни - наклонные 3 и вертикальные 4. Швеллер устанавливается в верхней (сжатой) зоне балки, номер проката выбирается по ширине сечения бруса. Крепление швеллера к телу балки выполняется при помощи наклонно вклеенных арматурных стержней класса А-400 периодического профиля. Расположение их принимается по главным растягивающим, либо сжимающим напряжениям под углом 45° с шагом 1/16 от пролета балки.The main elements of the developed wood-metal beam are solid wood beam 1, rolled products in the form of a metal channel 2 and reinforcing bars - inclined 3 and vertical 4. The channel is installed in the upper (compressed) zone of the beam, the rental number is selected according to the width of the beam section. The channel is fastened to the beam body with the help of inclinedly glued reinforcing bars of class A-400 of a periodic profile. Their location is taken according to the main tensile or compressive stresses at an angle of 45 ° in increments of 1/16 of the span of the beam.

В результате экспериментально-теоретических исследований армированных балок, проведенных во Владимирском университете, что в предложенной конструкции деревометаллических балок уменьшено поперечное сечение на 20-30%, монтажная масса на 30-40% по сравнению с обычными деревянными балками. Был определен характер размещения наклонной арматуры по траекториям главных растягивающих либо сжимающих деформаций, что в свою очередь обеспечивает прочность балки на действие сдвигающих усилий.As a result of experimental and theoretical studies of reinforced beams, conducted at Vladimir University, that in the proposed design of wood-metal beams, the cross section is reduced by 20-30%, the mounting mass is 30-40% compared with ordinary wooden beams. The nature of the placement of inclined reinforcement along the trajectories of the main tensile or compressive strains was determined, which in turn ensures the strength of the beam under the action of shear forces.

Claims (1)

Деревометаллическая балка, состоящая из цельнодеревянного бруса и прокатного швеллера, отличающаяся тем, что соединение швеллера с брусом выполнено при помощи наклонных стержней, выполненных из арматуры и вклеенных в брус при помощи эпоксидного клея, при этом соединение швеллера со стержнями выполнено при помощи сварки.

A wood-metal beam, consisting of a solid wood beam and a rolling channel, characterized in that the channel with the beam is made using inclined rods made of reinforcement and glued into the beam using epoxy glue, while the channel with the rods is connected by welding.