Содержание к диссертации
Введение
1. Обоснование актуальности совершенствования кон структивных решений клееных деревянных балок 7
1.1.Опыт проектирования, строительства и эксплуатации пролетных строений из клееной древесины 7
1.2. Анализ конструктивных решений клееных деревянных балок 17
1.3. Постановка вопроса и задачи исследований 21
2. Косвенные приемы увеличения несущей способности опорных зон балок 23
2.1. Эффект увеличения несущей способности опорных зон балок, компонуемых из различных пород древесины 23
2.2. Увеличение несущей способности опорных зон балок за счет линейно изменяемого по высоте модуля упругости 26
2.3. Обоснование целесообразности армирования приопорных зон клееных деревянных балок 32
2.3. Снижение внутренних напряжений, как фактор увеличения несущей способности 34
3. Конструктивные приемы увеличения несущей способности опорных зон балок 39
3.1. Пути увеличения несущей способности клееных балок по поперечной силе 39
3.2. Усиление приопорных зон балок листовыми элементами вертикальной ориентировки 44
3.3. Увеличение несущей способности приопорных зон балок наклонными затяжками 50
4. Теоретические исследования работы балок с усилением приопорных зон 59
4.1. Напряженное состояние балок с листовыми элементами вертикальной ориентировки
4.1.1. Балки с плоскими листами 59
4.1.2. Балки с плоскими перфорированными листами усиления 67
4.1.3. Балки с гофрированными листами усиления 71
4.1.4. Балки с плоскими листами, прикрепленными по краевым зонам 75
4.2. Напряженное состояние балок с наклонными затяжками 82
4.2.1. Определение усилий в затяжке 82
4.2.2. Факторы, влияющие на усилия в затяжке 83
4.2.3. Оценка напряженного состояния приопорных зон 86
5. Экспериментальные исследования работы балок 99
5.1. Цели и задачи эксперимента 99
5.2. Конструкции опытных образцов 100
5.3. Методика проведения испытаний 102
5.3.1. Получение сопутствующей информации 102
5.3.2. Порядок испытания 105
5.4. Обработка данных и результаты эксперимента 106
5.5. Сопоставительный анализ результатов эксперимента и теоретических исследований 115
6. Производственный эксперимент, выводы и заключение 121
6.1. Производственный эксперимент 121
6.2. Рекомендации по проектированию клееных деревянных конструк-ций с элементами усиления опорных зон 125
6.3- Экономическая эффективность 128
6.4. Выводы и перспективы дальнейших исследований 132
Литература 135
- Анализ конструктивных решений клееных деревянных балок
- Увеличение несущей способности опорных зон балок за счет линейно изменяемого по высоте модуля упругости
- Усиление приопорных зон балок листовыми элементами вертикальной ориентировки
- Балки с плоскими перфорированными листами усиления
Введение к работе
Современный уровень развития строительства требует полного его перехода на индустриальные типы конструкций, отличающиеся технологичностью в изготовлении, простотой в сборке и надежностью в эксплуатации. Это в равной степени относится и к конструкциям из дерева, наиболее индустриальными из которых являются клееные конструкции. Склеивание позволяет создавать монолитные элементы значительного сечения и длины, а это, в свою очередь, ведет к уменьшению общего числа элементов и узлов в конструкциях. Поточность производства этих конструкций, высокая степень его механизации и автоматизации предопределяют конкурентоспособность клееных деревянных конструкций в сравнении с конструкциями из других материалов.
В нашей стране первые попытки изготовления клееных деревянных конструкций были сделаны еще в 1938 году, а в практике строительства они начали применяться с конца сороковых годов. Однако следует отметить, что конструкции изготавливались полукустарным методом без надлежащей механизации процессов, без достаточного количества водостойких клеев, с нередкими нарушениями установленных технологических режимов, со значительными затратами труда и времени. Такое производство не обеспечивало необходимого качества конструкций и, как следствие, их долговечности. В результате этого некоторые здания с применением клееных конструкций, возведенные в начале пятидесятых годов, находятся в аварийном состоянии. Это привело к незаслуженной дискредитации клееных деревянных конструкций и прекращению их производства. Лишь в 1961 году стали применять стрельчатые клееные арки пролетом 45м для складов калийных солей. Начало использования деревянных конструкций для зданий с химически агрессивной средой явилось бесспорным доказательством преимущества клееной древесины в этих условиях перед железобетоном, применение которого к этому периоду практически стало повсеместно обязательным.
Внедрение клееных деревянных конструкций определяется целым рядом факторов. Важны здесь не только качество и долговечность конструк-
ций, но и объективный подход к оценке областей и форм эффективного их использования. При этом наряду с оценкой материалоемкости и трудоемкости заводского производства следует учитывать транспортные, монтажные и эксплуатационные расходы. Технико-экономический эффект применения клееной древесины обеспечивается главным образом возможностью использования довольно высокого конструктивного качества материала. Прочность и легкость клееных элементов - это те качества, которые позволяют значительно уменьшить вес сооружений (вес конструкций в 4- 5 раз меньше веса аналогичных железобетонных конструкций), удешевить и ускорить строительство (на 40 - 50% снижается трудоемкость строительства, на 40% сокращаются транспортные расходы, на 15 - 20% снижается стоимость строительства), снизить материалоемкость строительства, что является одним из основных резервов повышения эффективности капитальных вложений, интенсификации строительно-монтажных работ, повышения качества строительства.
Клееные деревянные конструкции - один из перспективных путей решения проблемы комплексного использования лесосечного фонда. Преимущества конструкций из клееной древесины доказаны и подтверждены многими экспериментально - теоретическими исследованиями и опытом строительства в нашей стране и за рубежом [1,2, 3]. Малый монтажный вес и высокая несущая способность, сравнительная простота технологии изготовления, возможность использования короткомерного пиломатериала и разных пород для получения элементов различных длин и поперечных сечений, высокая коррозионная стойкость и долговечность, дешевизна, благодаря потреблению местного сырья, ставят конструкции из клееной древесины в один ряд с конструкциями из железобетона и стали. В настоящее время должен ставиться вопрос не о целесообразности применения клееных деревянных конструкций, а о налаживании их индустриального производства на основе последних достижений науки и техники в этом направлении. Богатейшая лесная, сырьевая база
нашей страны дает полную возможность осуществить это. И необходимо отметить, что уже достигнуты определенные успехи в этом деле [4, 5, 6, 7].
Прогнозируемый рост экономики страны, решение сложного вопроса освоения уже открытых удаленных от транспортных магистралей месторождений природных ископаемых потребуют не только количественного, но и качественного прорыва в вопросе строительства автомобильных дорог и искусственных сооружений на них.
С ростом транспортной сети неизбежно увеличится объем строительно-монтажных работ по искусственным сооружениям, среди которых видное место принадлежит мостам. И здесь, как и во многих отраслях народного хозяйства, для успешного выполнения поставленных задач, необходимо использование местного сырья, местных строительных материалов, среди которых древесина, как конструкционный материал, сохраняет завидное долголетие. И не случайно. Исследования, проведенные НИИ экономики строительства Госстроя СССР еще в 1971 году [8], свидетельствуют об экономической эффективности применения древесины и клееной древесины в несущих конструкциях автодорожных мостов малых и средних пролетов. Статистические же данные показывают, что мосты именно таких пролетов являются основным видом транспортных сооружений на автомобильных дорогах, а значит в этом направлении необходимо сосредоточить усилия в поиске новых строительных материалов, удачной композиции их в совершенствовании конструктивных форм.
Анализ конструктивных решений клееных деревянных балок
Из всех плоских сплошных конструкций самые массовые конструкции - балочные. Они наиболее просты при изготовлении, транспортировке и монтаже. Операции склеивания любых балочных, сплошных конструкций могут быть высокомеханизированы, процессы производства некоторых из них поддаются автоматизации, что в отдельных случаях является единственно возможным способом изготовления балок. Для их склеивания обычно используются пиломатериалы любой допустимой толщины. В них легче, чем в других конструкциях, решаются вопросы рационального использования разносортных досок.
В балках ярко проявляются преимущества склеивания. Этот вид соединения позволяет создавать различные по размерам, фасадному очертанию и формам поперечного сечения конструкции. Легко можно изготовить статически определимые рациональные, однопролетные консольные балки, а неразрезные, многопролетные консольно-балочные системы, например, прогоны, можно изготовить для любого шага основных несущих конструкций лишь из клееных элементов. Это позволяет расширить применение равномомент-ных схем с уменьшенной материалоемкостью элементов.
В клееных балках, наряду с рациональным использованием пиломатериалов с различными упругими, и прочностными характеристиками, могут применяться и листовые материалы на основе древесины. Это позволяет создавать тонкостенные поперечные сечения, высвобождающие значительное количество пиломатериалов. Клееные балки, наконец, могут быть запроектированы таким образом, что при разумном учете распределения внутренних усилий от внешних нагрузок они будут удовлетворять и эстетическим требованиям, предъявляемым к внешнему облику, и интерьеру любого сооружения.
По форме поперечного сечения клееные балки весьма разнообразны, что объясняется условиями эксплуатации и технологичностью, а также конструкционными и эстетическими требованиями. В балках массового производства и применения находят место распространенные формы поперечных сечений. Для клееных балок наиболее частым сечением является прямоугольные, массивные (без склеивания досок по ширине). Иногда, с целью увеличения жесткости в плоскости изгиба с использования узкомерных досок без склеивания по ширине, проектируются замкнутые коробчатые сечения, особенно в мостовых конструкциях.
Клееные балки прямоугольного сечения являются наиболее распространенными конструкциями в практике как отечественного, так и зарубежного строительства. Выше уже указывалось, что хотя эти конструкции и обладают наибольшей материалоемкостью из всех видов балочных конструкций, однако, имеют и ряд преимуществ по сравнению с ними: высокую технологичность, транспортабельность и простоту монтажа. Имея массивные поперечные сечения, они обладают пределом огнестойкости, превышающим этот показатель для балок из других традиционных материалов. Материал клееных балок способствует увеличению их надежности и долговечности в условиях химически агрессивных сред. Пролеты балок массового применения достигают 24 м, однако, уникальные конструкции перекрывают свободные расстояния в 30 м и более. Высота поперечных сечений клееных балок считается целесообразной до 2 м. Высота опорных зон, примыкающих к ограждениям, которые имеют модульную разбивку, должна назначаться с учетом принятого модуля, либо корректироваться изменением верхней отметки опорных подкладок. Градацию высоты балок с параллельными верхней и нижней кромками пакета назначают кратной толщине используемого пиломатериала после острожки, в балках переменной высоты принимают шаг, кратный 10 мм.
В соответствии с уровнем напряженности слоев по высоте сечение набирается из досок различного качества. Уменьшение стоимости конструкций достигается в балках использованием досок, доступной ширины без склеивания по кромке. В этом случае общая ширина пакета назначается в соответствии с сортаментом досок в пределах от 100 до 200 мм с учетом припусков на механическую обработку готовых клееных блоков. Общая ширина пакета, набираемого из склеиваемых по кромке слоев досок, обычно не превышает 400 мм. При этом расстояние между вертикальными швами в соседних слоях дйлжно быть не менее 40 мм. При получении широкого слоя путем непрерывного склеивания любых (в том числе и узкомерных) досок по кромке на специализированном оборудовании это условие становится трудновыполнимым, да и не имеющим решающего значения. В Архангельске, например, такой пресс склеивает ленту шириной до одного метра с последующим продольным раскроем на полосы нужной ширины. Склеенные в поле ТВЧ с достаточным давлением вертикальные швы создают широкий слой будущего пакета, уже единым до склеивания по пласти.
Отношение общей ширины балок к их высоте обычно Назначается не менее 1/6, в этом случае общая устойчивость конструкций обеспечивается только раскреплением верхней их кромки. Высоту балок в середине пролета принимают в пределах от 1/10 до 1/15 пролета. Для компенсации прогиба, накапливающегося в эксплуатационных условиях, балкам придается в процессе производства строительный подъем.
Клееные балки широко применяются в различных областях строительства. Наиболее распространенными являются двускатные и односкатные балки, имеющие прямоугольное поперечное сечение. Редкость применения более рациональных форм сечения, например двутавровых, объясняется несколькими причинами: недостаточной прочностью конструкций в зонах уменьшенной ширины сечений (поэтому минимальная толщина стенки должна быть больше 8 см) и технологическими трудностями производства таких балок (сложностью набора и запрессовки пакета, а также сложностью механической обработки боковых поверхностей стенки).
Увеличение несущей способности опорных зон балок за счет линейно изменяемого по высоте модуля упругости
Клееные деревянные балки прямоугольного поперечного сечения с ламинарной структурой обладают одним из существенных недостатков: трудностью одновременной оптимизации конструкции по изгибающим моментам и поперечной силе с удовлетворением минимуму расхода материала. Так, повышение несущей способности по поперечной силе, как было показано в предыдущем пункте, можно добиться компоновкой периферийных зон из более высокомодульной, а средней части высоты балок - из низкомодульной древесины. В предлагаемом варианте оптимизация балки с одновременным удовлетворением несущей способности по поперечной силе и изгибающему моменту конструктивно решается следующим образом. В приопорных зонах волокна в досках сориентированы так, что угол их наклона к горизонтали дискретно изменяется от а = 0 на периферии до некоторого заданного значения а = [а] на уровне нейтральной оси. Компоновка балки с линейно изменяемым модулем упругости по длине и высоте за счет подбора досок с дискретно заданным углом наклона волокон Покажем влияние внутренней структуры балки на ее напряженное состояние для приопорной зоны.
Так как коэффициент ты не постоянен по высоте, то эпюра нормальных напряжений будет иметь вид, представленный на рис.2.2,б. Используя приведенный выше подход для оценки напряженного состояния при опорных зон балок, рассмотрим напряженное состояние в средней части пролета. Пусть для рассматриваемой зоны модуль упругости линейно изменяется со значения Еа на нейтральной оси при а, = 0 до значения Е,аі на периферии, где угол наклона волокон достигает определенного значения а, =[«]].
Максимальные касательные напряжения в сечении с подобной внутренней структурой больше, по сравнению с напряжениями в балке ламинарной структуры. В этом нетрудно убедиться, проделав процедуру вычисления по выражению (2.14) с учетом (2.22) и (2.23). Однако, проверка касательных напряжений для средних сечений не является решающей. Таким образом, на рассмотренном примере балки с модулем упругости, линейно изменяемым по ее высоте, и законами изменения, свойственными для приопорных и средних зон, была показана возможность создания рациональной внутренней структуры клееной деревянной балки, позволяющей управлять напряженным состоянием, добиваясь оптимизации конструкции в более широком смысле этого понятия.
Целям интенсификации работы клееного деревянного прогона служит армирование, главная роль которого сводится к повышению несущей способности нормальных сечений конструкции. В данном случае отчетливо проявляется классический случай принципа концентрации материалов на максимально разнесенных плечах внутренней пары сил, увеличивающих момент, воспринимаемый сечением. При этом соответствующим подбором арматуры, по условиям равенства относительных деформаций в контакте арматуры и древесины, можно добиться и полного использования прочности материалов композиции.
Очевидно, рациональное распределение внутренних усилий по нормальным сечениям способствует запасу прочности конструкции по продольным сечениям. Справедливость сделанного предположения докажем для балки прямо угольного сечения, симметрично армированной в сжатой и растянутой зонах металлом площадью Аа с ординатами (Ші, рис.2.3. Поступая как и выше с гибридными балками линейной структуры, дадим сравнительную оценку касательных напряжений в балке с армированием и без него.
Существующему в настоящее время уровню технологии изготовления клееных конструкций наиболее полно отвечают балочные структуры с прямоугольным поперечным сечением, хотя предпринимались попытки внедрения балок двутаврового сечения, которые были отклонены, главным образом из-за того, что касательные напряжения в них на 30% больше, нежели в прямоугольных.
Отечественный и зарубежный опыт показывает, что сроки службы клееных конструкций весьма размыты: они зависят от условий эксплуатации, качества применяемых материалов, соблюдения режимов склеивания и многих других факторов. Большую роль играют размеры поперечного сечения склеиваемых досок и влажность пиломатериалов.
Отмеченные обстоятельства взаимосвязаны действием внутренних напряжений, приводящих к расслаиванию балок по клеевым швам, и оно тем больше, чем больше ширина и толщина используемых досок при компоновке сечения. Так была вскрыта необходимость расчета клееных деревянных балок по второй группе предельных состояний - трещиностойкости.
Усиление приопорных зон балок листовыми элементами вертикальной ориентировки
Ближайшим аналогом предлагаемых способов усиления является решение по рйс.3.1,а главным недостатком, которого отмечались стесненные условия деформирования древесины и листа в вертикальной плоскости. В данной ситуации естественным выходом будет создание для металлического листа условий свободного деформирования или уменьшение его жесткости. И того и другого можно добиться горизонтальными гофрами.
Принципиальная сторона выдвинутого предложения отражена на рис.3.6 [91] Суть предлагаемого способа заключается в том, что в параллельные вертикальные торцевые пропилы со смещением пластей относительно вертикала вставляют обмазанные вертикальные плоские листы с последующей опресов-кой пакета в вертикальном и горизонтальном направлениях, что дает возможность получить гофрированные листы. Благодаря гофрам металлический лист обладает малой жесткостью при деформациях вертикального направления, а поэтому в малой степени будет препятствовать деформациям древесины.
Выбор элемента усиления, отличающегося значительно большим модулем упругости второго рода в сравнении с древесиной, приводит к тому, что значительная часть касательных напряжений, возникающих при загружении клееной деревянной балки, передается зигзагообразным листам, чем и достигается снижение касательных напряжений, передающихся на древесину опорных участков.
Наличие гофр не препятствует деформациям от температуры, усадки и набухания древесины. Кроме того, установка гофрированных листов в массиве древесины исключает появление термоудара, таким образом, в конструкции не возникает значительных внутренних напряжений. При этом с точки зрения возникновения внутренних напряжений, предпочтение следует отдать балке, в которой зигзагообразные листы вклеены на части длины, рис.3.6,г.
Клеенная деревянная балка, усиленная в приопорной зоне гофрированными листами, прикрепленными на боковой поверхности пакета Таким образом, в описанных выше случаях прикрепление гофрированного листа, материал которого по сравнению с древесиной обладает существенно большим значением модуля упругости второго рода, способствует увеличению сдвигающих сил, воспринимаемых сечением, и повышению несущей способности балки по поперечной силе.
Снижение внутренних напряжений от температуры, усадки и ползучести древесины можно добиться устройством в вертикальной обшивке перфорации. Основные трудности, возникающие в этом случае, связаны с определением физико-механических характеристик перфорированной накладки.
Клеенная деревянная балка, усиленная в приопорной зоне перфорированными листами с круглыми отверстиями, прикрепленными на боковой поверхности пакета « Определим упругие постоянные перфорированной накладки.
По сравнению с вышерассмотренным, в данном случае свобода деформирования древесины и листа создается прорезями, чередующимися определенным образом. Более детально вопросы оценки напряженного состояния и разработки методики расчета предложенного приема усиления будут рассмотренны в следующим разделе. 3.3 Увеличение несущей способности приопорных зон балок наклонными затяжками
В связи с наличием многообразия конструктивных элементов в виде затяжек, которые используются по различному назначению, возникает необходимость в более четком их определении для нашего случая. Под затяжкой будем понимать конструкцию, состоящую из преднапряженного элемента и двух упоров, посредством которых первый прикрепляется к балке.
При проектировании затяжек особое внимание следует уделять выбору материала преднапрягаемого элемента, условия эксплуатации которого соответствует стержневой напрягаемой арматуре. По этим соображениям элемент может быть представлен арматурными стержнями периодического профиля класса A-IV или пучками высокопрочной проволоки В-П, Вр-П. Однако, учитывая реологические свойства древесины, в данном случае следует отдать предпочтение низкомодульным материалам, например, стеклопласта ковой арматуре, применение которой позволит снизить потери предварительного натяжения, вызванные усадкой и набуханием древесины в процессе эксплуатации конструкции [96].
Передача усилия предварительного натяжения с элемента на балку осуществляется с помощью упоров, конструкция которых должна отвечать качественному заанкериванию элементов и не способствовать развитию концентраций напряжений по контакту упоров с древесиной балок. Конструктивные формы упоров делятся в зависимости от условий передачи усилия, на два вида торцевые упоры и упоры, прикрепляющие преднапряженный элемент к нижним фибрам балки. Учитывая специфику работы затяжек, из всего конструктивного многообразия можно выделить варианты, приведенные на рис.3.11,а...3.11,г. Показанные конструкции по типу преднапрягаемого элемента можно разделить на две группы: затяжки из арматурной стали рис.3.11,а,б и затяжки со стеклопластиковой арматурой рис.3.11,в,г. Причем, последний тип рационально использовать при усилении бибалок (сдвоенные прогоны). В силу того, что стеклопластиковая арматура не устойчива к механическим воздействиям, расположение ее в средней части поперечного сечения балок будет способствовать защите ее от механических повреждений.
В качестве связующих элементов между упором и деревянной балкой для восприятия сдвигающих усилий по швам объединения используются связи в виде укороченных нагелей или металлических пластин. Необходимо отметить, что связи сдвига наделены широкими функциональными качествами, могущими влиять на формирование конструкции упоров.
Характерным недостатком связующих элементов в виде укороченных нагелей является повышенная концентрация напряжений, возникающих в деревянной балке, и неравномерная передача усилия на древесину от преднапря-женной затяжки.
Балки с плоскими перфорированными листами усиления
Таким образом, для оценки напряженного состояния балки с плоскими элементами усиления в приопорной зоне будут справедливы выражения (4.24), (4.25) в отношении нормальных напряжений, (4.31), (4.32) - касательных напряжений по горизонтальным сечениям в деревянной части и листе, выражения (4.27), (4.29), (4.30) - в определении контактных напряжений.
Очевидно, нормальные напряжения для приопорной зоны вряд ли представляют практический интерес в силу их малости.
Выражения (4.31), (4.32) имеют принципиальное значение, поскольку отвечают на вопрос - удовлетворяет ли условиям обеспечения несущей способности по поперечной силе принятый к рассмотрению конструктивный прием усиления балки и сделанный выбор материала элементов усиления. Не меньшее значение имеют выражения (4.27), (4.29), (4.30), поскольку оценивают возможность реализации рассматриваемого приема усиления. Как было отмечено в п.3.2, устройство перфорации способствует снижению внутренних напряжений в балке и по контакту с листами за счет снижения их деформативных свойств как структуры. Прежде всего, это целесообразно при проявлении усадки и набухания древесины в направлении поперек волокон, дает ощутимый эффект при оценке действия температуры.
Вместе с тем, в целом, можно провести аналогию работы данной конструкции с работой балки, усиленной листами, рассмотренной в предыдущем пункте. Конкретное применение полученных ранее результатов возможно с определением деформативных свойств и геометрических характеристик перфорированных листов.
В частности, в решении настоящей задачи представляет интерес дефор-мативность листа при действии нормальных сил в вертикальных сечениях и его деформативность при действии касательных усилий в горизонтальных сечениях. Для перфорированного листа с круглыми отверстиями при оценке деформа-тивности можно воспользоваться значениями приведенных модулей упругости первого Еп? и второго Gnp рода по выражениям соответственно (3.9) и (3.11).
Для перфорированного листа с отверстиями, ориентированными преимущественно в горизонтальном направлении (рис.4.3,а), для определения обобщенного значения модуля упругости первого рода выделим из перфорированного листа участок, ограниченный шагом перфорации а и , соответственно в вертикальном и горизонтальном направлении (рис.4.3,6).
Создание гофр, так же как и перфорации, служит целям формирования более податливой структуры во взаимодействии с древесиной балок поперек волокон при усадке, набухании и температурных воздействиях.
В отношении совместной работы гофрированного листа и балки в условиях поперечного изгиба имеется принципиальное сходство с работой элементов усиления в виде плоских листов. Данное замечание кажется необходимым и правомерным, поскольку расположение гофрированного листа в массиве балки обеспечивает устойчивость его форм и, таким образом, стабильность его жесткостных параметров.
Поэтому, оставляя в целом справедливой изложенную в п.4.1.1 методику решения задачи по раскрытию внутренней статической неопределимости балки с плоскими листами, необходимо внести уточнения, касающиеся геометрических характеристик и деформативных свойств гофрированного листа (рис.4.4).
Работа листа при сжатии или растяжении вдоль гофр, очевидно, не имеет особенностей и поэтому корректировка модуля упругости первого рода не нужна.
Далее, особенность геометрии листа в данном случае определяет несколько иную структуру момента контактных напряжений горизонтального на 74 правления по сравнению с выражением (4.26). Наличие горизонтальных участков листа и контактных напряжений по их площади вызывает дополнительный момент относительно середины высоты балки.
Вполне понятно, что в выражениях (4.54) и (4.55) момент инерции 1л и модуль упругости Єд должны быть приняты по выражениям (4.46) и (4.50) настоящего параграфа. Итак, с учетом полученных определений для горизонтального листа в отношении момента инерции 1Л по (4.46) можно найти в балке и листе нормальные напряжения по выражениям (4.24), (4.25), касательные напряжения по выражениям (4.31), (4.32).
Для контактных напряжений вертикального направления т в балке с одним листом будет верно выражение (4.29), а балке с двумя гофрированными листами напряжения т будут вдвое меньше.
В конструктивном описании, и в расчетах, изложенных в предыдущих п.4.1.1...4.3.1, указывалось на необходимость обеспечения при усилении, если не полной, то существенной свободы деформирования древесины при усадке поперек волокон в зоне крепления элементов усиления.
В данном случае увеличение несущей способности достигается с помощью листов по боковым граням балки, прикрепленных в краевых, верхней и нижней ее зонах (рис.4.5). Эффективность данного способа усиления может оказаться ниже, ранее рассмотренных, при равных условиях в отношении геометрии листов. Вместе с тем нужно обратить внимание на то, что в данном случае не требуется контакта элемента усиления с балкой по всей высоте и, следовательно, исключаются контактные напряжения по большей части плоскости листа.
