Деревометаллическая двутавровая балка
Владельцы патента RU 2731485:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный архитектурно-строительный университет" (КазГАСУ) (RU)
Изобретение относится к области строительства, а именно - к конструкциям деревометаллических балок. Технический результат заключается в повышении прочности балки. Деревометаллическая двутавровая балка включает верхний и нижний пояса из древесины и металлозубчатые пластины и стенку из склеенного пакета досок или древесного пластика. Стык стенки с полками выполнен металлозубчатыми пластинами с зубьями составного сечения с «ершами», ориентированными как в сторону поясов, так и в сторону стенки, размещенными по длине балки с разным шагом, на контакте со стенкой впрессованные в нее и в пояса. 1 з.п. ф-лы, 7 ил.
Изобретение относится к области строительства, а именно - к конструкциям балок, используемых в качестве несущих элементов перекрытий или покрытий зданий.
Известна деревянная клееная балка, включающая склеенный пакет досок, металлическую зубчатую пластину, слой резины и наружную доску, приклеенную через клеевую прослойку [см. Патент к изобретению №2022109 МПК Е04С 3/18 опубл. 30.10.1994].
Недостатком деревянной клееной балки является невысокая прочность соединения металлической зубчатой пластины с наружной доской, которая обеспечивается только прослойкой клея, большой расход материала на балку.
Наиболее близкой является металлодеревянная двутавровая балка, включающая верхний и нижний пояса и стенку из древесины, полки которой соединены со стенкой посредством металлозубчатой пластины [см. Патент на полезную модель №157379 Е04С 3/292 опубл. 27.11.2015].
Недостатком этой металлодеревянной балки является невысокая прочность соединения полок со стенкой из-за отсутствия зубьев в пластине выштампованных в сторону поясов в зоне главных сдвигающих сил на контакте между стенкой и поясом, гладкости стенок зубьев, как следствие - неравномерность работы поясов из-за увеличения длины пути передачи усилий от стенки к поясам (см. рис. 7.11 стр. 191, кн. Металлические конструкции под ред. Ю.И. Кудишина, М, 2011) и недостаточная надежность соединения, невысокая прочность самой балки.
Изобретение направлено на повышение надежности и прочности соединения стенки с поясами, а также общей прочности балки.
Результат достигается тем, что в металлодеревянной двутавровой балке, включающей верхний и нижний пояса из древесины с металлическими пластинами и стенку из склеенного пакета досок или из древесного пластика, верхний и нижний пояса из древесины соединены через зубья металлических пластин, у которых выштампованы зубья с «ершами», металлические зубья полукольцевого сечения нижнего слоя входят в образовавшиеся отверстия от выштамповки верхнего слоя пластин, создавая нагели составного кольцевого сечения, которые впрессованы в отверстия стенки и в пояса в зоне их контакта, притом общая площадь поперечного сечения зубьев, впрессованных в стенку и пояса, одинакова за счет их расположения группами в вершинах условных взаимно пересекающихся «треугольников». Результат достигается также тем, что с целью увеличения несущей способности балки, каждая группа зубьев расположена с переменным шагом, уменьшающимся к опорам балки, а несущей способности нагелей составное кольцевое сечение заполнено тестообразным быстротвердеющим древесным пластиком.
На фиг. 1 изображен фрагмент общего вида деревометаллической двутавровой балки. На фиг. 2 приведен продольный разрез балки А-А; на фиг. - продольный разрез В-В; на фиг. 4 и 5 показаны фрагменты двухслойной металлозубчатой пластины (вид сверху и вид снизу); на фиг. 6 и 7 - фрагменты зубьев с «ершами».
Деревометаллическая двутавровая балка включает верхний 1 и нижний 2 пояса с металлозубчатыми пластинами 4 и 5 с дополнительными пластинами 6 и 7, стенку 3 из склеенного пакета досок или древесного пластика. Для крепления стенки 3 к поясам 1 и 2 служат металлические пластины 4, 5, 6 и 7, в последних выштампованы зубья 8, 9, 10 и 11, с шагом а1, а2, а3 и т.д., и которые впрессованы в стенку и пояса, а зубья 14 впрессованы в крайние зоны верхних и нижних поясов балки. Для увеличения жесткости и прочности нагелей сцепления стенки с поясами в зубьях предусмотрены «ерши» 12, составные нагели из выштампования зубьев 8, 9, 10, 11 заполнены тестообразным быстротвердеющим древесным пластиком 13.
Сборку составной деревянной двутавровой балки выполняют в следующей последовательности.
В цельнодеревянных поясах балки 1 и 2, в стенке 3 выполняют отверстия под размер нагелей, составные нагели из зубьев 8, 9, 10, 11 заполняют быстротвердеющим составом 13, впрессовывают нагели и зубья 14 металлических пластин 4 и 5 в пояса 1,2. После этих процедур с поясами 1 и 2, наносят клеевую прослойку на верхнюю и нижнюю грани стенки 3, впрессовывают нагели кольцевого сечения, образованные из зубьев 8, 9, 10, 11 металлических пластин 4, 6 и 5, 7, в стенку 3.
Собранная деревометаллическая двутавровая балка обладает повышенной прочностью соединения поясов со стенкой и общей прочностью балки.
1. Деревометаллическая двутавровая балка, включающая верхний, нижний пояса с металлическими пластинами, имеющими выштампованные зубья, входящие в отверстия цельнодеревянных поясов и в отверстия нижних и верхних торцов стенки, отличающаяся тем, что балка снабжена дополнительными металлическими пластинами с выштампованными зубьями полукольцевого сечения, одна из которых расположена сверху металлической пластины верхнего пояса, а другая - снизу металлической пластины нижнего пояса в зоне соединения поясов со стенкой, при этом зубья металлических пластин поясов, входящих в отверстия торцов стенки, выполнены полукольцевого сечения, образующие совместно с полукольцевыми зубьями прилегающих к ним металлических пластин поясов нагели кольцевого сечения, заполненные быстротвердеющим пластиком, соединяющие пояса со стенкой.
2. Деревометаллическая двутавровая балка по п. 1, отличающаяся тем, что зубья металлических пластин выполнены с «ершами».
