Соединение деревянных балок перекрытия встык. Сращивание балок и некоторые характеристики

Соединение деревянных балок перекрытия встык. Сращивание балок и некоторые характеристики

Итак, от теории – к практике. Если в наличии есть тонкий брус или короткий брус, а денег на покупку нового прочного бруса нет, то нужно рассмотреть всевозможные варианты сращения существующих деревянных брусков для последующего использования их в организации межэтажного, цокольного или чердачного перекрытия. Как правило, соединение деревянных пиломатериалов приходится осуществлять чаще всего по длине (так называемое сращивание), ширине (так называемое сплачивание) или под углом (так называемая вязка). Если есть короткий брус, то при строительстве их чаще всего соединяют по длине. При этом используют специальные металлические скобы, хомуты и крепления. Однако при желании можно обойтись и без этих приспособлений. В этом случае получившийся брус будет непрочным, что категорически не подходит для организации перекрытия любого вида. Основными видами сращивания балок, бревен и брусков являются:

• сращивание внакладку;
• сращивание вилкой;
• сращивание шипом;
• сращивание в замок.

1. Первый способ – внакладку – заодно является и самым простым в исполнении. Для него потребуется ножовка или стамеска. При использовании этого способа два конца балки прорезаются ножовкой посередине на некоторое расстояние. Потом делается одинаковый скол с применением стамески – прямой или же диагональный. При таком соединении необходимо использовать скобы или хомуты, чтобы можно было использовать сращенную балку для монтажа перекрытия.
2. Второй способ – вилкой – является более прочным. Однако он подходит, если в наличии имеются толстые балки. Для этого один из концов балки нужно разделить на три части и аккуратно , с помощью ножовки, выпилить середину. А в торце другой балки нужно оставить только середину, и спилить краевые части. Потом балки соединяются в стык – серединная часть на торце одной из балок должна прочно поместиться между двумя краевыми частями в торце другой балки. Кроме того, балки в местах соединения должны обязательно крепиться с помощью металлических скоб или зажимов.
3. Третий способ – шипом – тоже считается более прочным, чем первый. При этом виде сращивания шипом используются шипы разной формы: круглые или плоские. В редких случаях используются фигурные шипы. Их можно как непосредственно вырезать из дерева, так и создать специальную «шпильку», которая будет вставлена и закреплена в торце одной из балок. Кроме того, шипов может быть больше, чем один: например, два, три или пять. И, конечно же, в месте соединения балки должны быть надежно скреплены и металлическими скобами.
4. Четвертый способ – замком – он является наиболее трудоемким. Но и более прочным. Разновидностей замковых соединений много, но основные используемые – это сращивание замком угловое и сращивание замком с использованием шипа.

Соединение балки по длине может выполняться. Стык металлических балок по длине

Можно ли к 12 метрам пристыковать 0,5 с разделкой?
Или же надо двигать стык в треть пролета? Или усиливать накладкой?
Или нужен 100% физический контроль?

Эпюры момента и поперечной силы возможно даст ответ на ВАШ вопрос .
ЗЫ Если есть продольная сила - ее тоже надо учесть

Абс. согласен .
Если без расчетов , то площадь поясных накладок чуток больше площади пояса . И на стенку накладку чуток больше площади стенки . При этом длины и катеты сварных швов чуток больше минимальных по СНиПу , и будет все намази .

ГИП + Главный Конструктор

Абс. согласен .
Если без расчетов , то площадь поясных накладок чуток больше площади пояса . И на стенку накладку чуток больше площади стенки . При этом длины и катеты сварных швов чуток больше минимальных по СНиПу , и будет все намази .

Никогда не пробовал так подбирать. Всегда беру нормали из Мельникова, что и Вам советую. А стык желательно сдвигать в зону наименьшего момента. Равнопрочный шов можно получить, сам лично видел.
1188371975.JPG

А ВЫ попробуйте , точнее проверьте . Разложите действующий момент на тот который приходится на стенку и тот который приходится на пояса . Потом выключите из работы пояс со стенкой а вместо этого включите в работу накладки . И посмотрите что из этого выйдет .

Абс. согласен . Это если балка неразрезная . А если разрезная .

Колонна то скорей всего центрально нагруженная , и никаких изгибающих моментов в ней нет . Вот и сделали такой шов .

Зачем делать дурную работу? Я Мельникову и так верю.

Тогда стык на 1/3, 1/4 от опоры. Выводим из зоны максимальной перерезывающей силы.

Визуально никто определить не сможет. Данные колонны варились и проверялись на заводе. В обычных условиях (без крайней необходимости) никто так делать не станет. У этого заказчика был собственный заводик металлоконструкций.

Абс. согласен . Главное результат .

Если эта стойка из плоскости рамы работает как консоль , то в том сечении будет не момент от ветра , а моментик .
А ваще , если на заводе варили , то завод по ходу и отвечает за качество своих швов .

Визуально никто определить не сможет. Вот об этом и речь, а просто шов с разделкой кромок (без накладок) не будет равнопрочным, т.к. металл шва будет иметь, как правило худшие характеристики, нежели металл элемента, + темпиратурные деформации околошовной зоны, + не всегда хорошее качество шва, непровар,

Однозначно можно. Для этого необходимо определить напряжения в сварных швах (по эпюрам M и Q), а затем рассчитать сварные швы в соответствии со СНиП II-21-81* "Стальные конструкции". Стыковой шов будет равнопрочным основному металлу в случае соблюдения требований последнего абзаца пункта 11.1* вышеуказанного СНиП.

в условиях нашей Российский действительности лучше делать накладки с монтажными болтами, особенно если сварка выполняется на стройке

у сварного шва есть свойство хрупко разрушаться, поэтому в случае аварии накладка с болтами хотя бы предотвратит хрупкое (мгновенное) разрушение и обрушение

в теории там вроде не нужно равнопрочного соединения, ибо на некотором расстояни от опоры поперечные силы уменьшаются и момент значительно падает, поэтому уменьшение прочности сечения даже на 50% пройдет по расчету

Пример 3.1. Расчет стыка балки с накладками

Необходимо законструировать стык с накладками в балке перекрытия. Балка выполнена из двутавра 45Б2 по СТО АСЧМ 20-93. Материал накладок: сталь С255. Изгибающий момент в балке в месте расположения стыка: М=250кНм. Поперечная сила в балке в месте расположения стыка: Q=60 кН.

Решение.

Расчетное сопротивление стали по Приложение 3 :

R_y=240 Н/мм 2 = 24,0 кН/см 2 .

Коэффициент условия работы по Приложение 3 : γ_с= 1,0.

Расчет накладок и сварных швов по поясам балки

Примем толщину накладки t₁= 16 мм = 1,6 см.

Высота балки (см. сортамент): Н = 450 мм.

Расстояние между осями накладок:

h = H + t₁= 450 + 16 = 466 мм = 0,466 м.

Усилие, действующее на одну накладку:

N = M/h = 250 / 0,466 = 536,5 кН.

Требуемая площадь одной накладки:

A = N / R_yγ_с= 536,5 / 24,0×1,0 =22,35 см 2 .

Требуемая ширина накладки:

b_тр= A / t₁= 22,35 / 1,6 = 14 см.

Ширина накладок по конструктивным соображениям принимается на 20 мм больше или меньше ширины полки балки. Ширина полки балки равна 200мм (см. сортамент). Тогда ширина накладки примем b₁= 160 мм.

Толщина полки балки (см. сортамент) : t_f=14мм.

Минимальный катет шва по Приложению 41 : k_f= 4 мм.

Максимальный катет шва согласно конструктивным требованиям:

k_f= 1,2t =1,2 x 14 = 16,8 мм.

Принимаем катет шва k_f= 8 мм.

По Приложению 43 принимаем проволоку Св – 08А, диаметр проволоки принимаем равным d = 2мм.

По Приложению 43 принимаем электрод Э42.

Коэффициент условия работы соединения: γ_wf= 1,0.

Узлы соединения деревянных балок. Крепление балок крыши к мауэрлату

На стенах железобетонных домов для крепления балок крыши обычно делают уступ, который ограничивают армопоясом по внешней стороне. Это позволяет жестко зафиксировать балки и сделать невозможным их сдвиг, когда конструкция уже связана в единое целое.

Для крепления балок на крыше домов из штучных материалов — кирпича, ракушечника, газоблока, пеноблока — поверх стен сначала нужно уложить мауэрлат. В большинстве случаев его делают из деревянного бруса 150×150 мм или 200×200 мм, для небольших домов и подсобных построек можно использовать брус 100×100 мм. Он нужен, чтобы заменить точечную нагрузку от балок на распределенную по всей поверхности стены.

На мауэрлате балки закрепляются тремя способами.

В этом случае балка перекрытия просто укладывается поверх мауэрлата и фиксируется на нем скобами, перфорированными уголками или шпилькой. Независимо от вида основного крепления балки почти всегда для надежности дополнительно прибивают двумя гвоздями наискось.

Запил нужен, чтобы защитить балки от сдвига. Как правило, такой способ крепления используют для асимметричных крыш, поскольку в этом случае нагрузка от стропил направлена от стены. Если речь об обычной двухскатной крыше, в пропиле нет необходимости — балка будет работать как затяжка, а усилие на сдвиг от противолежащих стропильных ног будет компенсироваться.

Запил для крепления балок крыши к мауэрлату нужен небольшой — до 20 мм глубиной. Этого достаточно, чтобы надежно зафиксировать доску. Но учитывайте, что пропиливают паз именно в балке. Ослаблять мауэрлат даже небольшим запилом категорически нельзя — это может привести к его растрескиванию и последующему разрушению под нагрузкой.

Установленные с запилом балки закрепляются перфорированными уголками или скобами. Гвозди для их дополнительной фиксации обычно не нужны.

Довольно редкий способ крепления для балок крыши. В основном он используется при монтаже досок перекрытия, которые не несут никакой нагрузки, кроме веса пола и предметов на нем. То есть когда балки используются только для перекрытия, а не для того, чтобы опирать на них стропила и другие элементы кровли.

При таком способе установки балок используется специальный крепеж — держатель-наконечник или подвес. Это П-образный перфорированный уголок, на который балки подвешивают к стене.

В крайнем случае, когда нет другого выбора, крепление «торец-пласть» применяют и для нагруженных конструкций. Например, при монтаже стропильных систем сложных крыш или при устройстве плоских кровель. Но в этом случае для крепления балок на крыше используют деревянные накладки, шпильки или держатели, усиленные перфорированной лентой либо проволокой.

Сращивание балок перекрытия по длине. Что собой представляет удлинение?

К методу сращивания балок строители прибегают в том случае, когда для прокладки перекрытий не хватает длины досок или бруса, который был выбран для этих целей. Поскольку работы по началу строительства стропильной системы начинаются после возведения коробки, в конце остается много фрагментов пиломатериалов, и их также можно применять в строительстве.

Балки сращивают также при строительстве дома из бруса или бревен на любом этапе, будь то стены, нижний венец или стропильные ноги. То есть, технология наращивания подходит для любых элементов дома , имеющих достаточно большое сечение, на которые не происходит большая нагрузка сверху, способная согнуть пиломатериал в дугу.

В каких ситуациях применяют?

Бывают ситуации, когда в расчетах происходят изменения, ширину колодца увеличивают, а материал уже закупили, и он перестает соответствовать требуемой длине. В данном случае нет нужды приобретать другие пиломатериалы, тратить большие средства. Можно прибегнуть к технологии сращивания двух бревен, за счет чего будет достигнута необходимая длина бруса или бревна.

Соединение древесины происходит 3 способами :

• по длине;
• по ширине;
• под углом.

Два последних способа применяют для утолщения бруса, а первый, по длине, для наращивания длины. Стандартные размеры, выпускаемого на рынке бруса редко превышают 6 м. В то время как необходимая длина балки может быть и 10 м. В таком случае удлинение за счет второго бруса с таким же сечением будет правильным решением.

Когда это невозможно?

Каким бы крепким не был замок на стыке 2-х брусков, это место все равно останется самым уязвимым на всем погонном метре. Поскольку нарушается монолитность дерева, в данном месте, оно может высыхать, деформироваться. Плюс, нужно учитывать дополнительный вес, который будет оказываться с чердака или второго этажа : утеплители, мебель, вес человека и т.д.

В результате место на стыке со временем может ослабнуть и вся конструкция обвалится, особенно если наращивание происходило не 1 бруса, а нескольких. Замок должен приходиться на ту часть перекрытия, на которую происходит меньше всего воздействия, например, там, где перекрытие ближе всего к стене.

Если соединение приходится где-то по центру, то такой дом должен иметь внутреннее перекрытие, еще одну комнату. Это перекрытие внутри помещения будет поддерживать уязвимое место. Или же в комнате устанавливают дополнительную колонну или несколько колонн, поддерживающие потолок. При таком подходе сращенные бруски будут такими же долговечными и безопасными, как и монолитные.