Балка деревягина своими руками чертежи

Балка деревягина своими руками чертежи

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.

Балки Деревягина относятся к составным балкам на податливых связях. Балки разработаны инженером В. С. Деревягиным в 1932 году. Они образу­ются соединением по высоте двух или трех брусьев с помощью деревянных пластинчатых нагелей (рис. 6.6).

В этих балках соединение брусьев по длине невозможно, поэтому про­лет таких балок не превышает 6,5 м. Для уменьшения опасности появле­ния при усушке нежелательных горизонтальных трещин в брусьях делают вертикальные пропилы глубиной 1/6 высоты бруса. Балки изготавливают­ся на специальном стенде. Гнезда для пластинок выбираются электроцепнодолбежником в предварительно выгнутых на величину строительного подъема брусьях.

Читайте также:  Типы смывных бачков унитазов

Строительный подъем определяется по формуле

где h1 — высота одного бруса.

Пластинчатые нагели изготавливаются из сухой (влажностью не более 10 %) древесины дуба или антисептированной березы. Направление воло­кон древесины пластинчатых нагелей должно быть перпендикулярно плоскости сплачивания.

Размеры пластинок определяются параметрами электроцепнодолбежника. В настоящее время используется один типоразмер: длина пластинок lпл = 58 мм; толщина пластинок bпл=12 мм. При ширине брусьев до 150 мм нагели ставятся на всю ширину и называются сквозными; при ши­рине брусьев более 150 мм ставятся глухие пластинки. Ослабление сече­ния балки гнездами для нагелей в расчетах не учитывается.

Балки рассчитываются как составные с учетом податливости связей. В балках Деревягина такими податливыми связями являются пластинчатые нагели. Податливостью называется способность связей при деформации кон­струкций давать возможность соединяемым элементам сдвинуться относи­тельно друг друга. Связи в швах составного элемента при поперечном изгибе обычно расставляются равномерно по длине балки, что часто не соответству­ет действительной эпюре сдвигающих усилий (см. рис. 6.6, б).

При равномерно распределенной нагрузке по пролету балки теорети­ческой эпюрой сдвигающих усилий является треугольник АА’О (при аб­солютно жестких связях). Действительная эпюра сдвигающих усилий с учетом податливости связей представлена в виде косинусоиды АЕО, по площади равной треугольнику АА’О.

Чтобы избежать перегрузки крайних связей, необходимое количество пластинчатых нагелей надо определять из площади объемлющего косину­соиду прямоугольника АЕДО, которая в к/2 раза (1,57 раза) больше пло­щади косинусоиды АЕО.

Интегрируя известную формулу Журавского для определения расчетной сдвигающей силы, получим формулу для определения требуемого количест­ва нагелей (связей) в каждом шве балки на длине от опоры до места макси­мального изгибающего момента (при равномерно распределенной нагрузке):

где Mmax — максимальный (расчетный) изгибающий момент в балке;

Sбр — статический момент брутто сдвигаемой части сечения относительно нейтральной оси;

Jбр — момент инерции брутто всего сечения;

Tпл — расчетная несущая способность одного пластинчатого нагеля. Расчетная несущая способность одного пластинчатого нагеля при су­ществующих параметрах пластинок Tпл = 0,75bпл (кН).

Порядок расчета балок Деревягина:

1 . Определяется требуемый момент сопротивления балки:

Где kw — коэффициент, учитывающий податливость связей (см. табл. 1 3 [2]).

2. Задается ширина брусьев с учетом существующего сортамента.

3. Определяется требуемая высота сечения балки: Н=

4. В зависимости от требуемой общей высоты балки компонуется сече­ние балки из двух или трех брусьев по высоте, при этом h1 ≥ 1 50 мм.

5. Проверяется прогиб балки от нормативных нагрузок с учетом введе­ния к моменту инерции сечения поправочного коэффициента kж,
учитывающего податливость связей (см. табл. 13 [2]).

6.Определяется требуемое число пластинчатых нагелей (в каждом
шве балки на длине от опоры до места максимального момента) поформуле (6.5).

В расчетном отношении соединение на пластинчатых нагелях является односрезным кососимметричным соединением. При симметричной рав­номерно распределенной нагрузке относительно середины пролета разре­шается не ставить нагели в среднем участке длиной 0,2 /, тогда для балки из двух брусьев формула (6.5) примет вид

Если полученное количество пластинчатых нагелей не размещается по длине балки, то необходимо увеличить размеры балки либо изменить кон­струкцию балки.

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.

Читайте также:  Как переделать старую веранду

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.

Читайте также:  Тесто как пух для пирожков на молоке

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.

Ссылка на основную публикацию
Автоматика honeywell для газового котла инструкция
Итак! У Вас газовый котел АОГВ Жуковский, а может быть и Боринский с газовым клапаном Honeywell или Eurosit 630. Ниже...
Arduino nano vin питание
Ардуино – одна из популярнейших систем упрощенного проектирования материнских плат для инженеров. Такому статусу она обязана своей простоте, относительно программной...
Arduino oled i2c библиотеки
OLED дисплеи на сегодняшний день являются самыми совершенными типами дисплеев, и причин тому много: широкие углы обзора, низкое энергопотребление, малая...
Автоматика безопасности паровых котлов
Для того чтобы предотвратить аварийные ситуации, которые могут повлечь разрушение оборудования котельной, а так же к травмам и гибели персонала...
Adblock detector