Лекции по деревянным конструкциям - часть 25

ухудшает работу составного элемента по сравнению с таким же элементом цельного 
сечения.  У  составного  элемента  на  податливых  связях  уменьшается  несущая 
способность,  увеличивается  деформативность.  Поэтому  при  расчете  и 
проектировании составных элементов необходимо учитывать податливость связей. 

 

Основы учета податливости связей 

 
Вопросы  учета  податливости  связей  при  расчете  составных  стержней  были 

впервые разработаны в нашей стране. 

В  этой  задаче  принято  положение  об  упругой  работе  материала  элементов  и 

связей.  В  СНиП II-25-80 приведены  расчетные  формулы,  дающие  приближенные 
решения, получаемые из точных решений путем ряда упрощений. 

 

Расчет на поперечный изгиб 

 

Для того чтобы понять 

характер  работы  элементов 
на  податливых  связях  на 
поперечный  изгиб,  возьмем 
три  балки,  у  которых 
нагрузки, 

пролеты 

и 

поперечные 

сечения 

одинаковые.  Первая  балка 
имеет  цельное  сечение  (Ц), 
вторая – из  двух  брусьев 
без  всяких  связей  (О)  и 
третья – из  двух  брусьев  с 
податливыми связями (П). 

При 

изгибе 

деформации 

составной 

балки на податливых связях 
будут  больше  деформаций 
балки  цельного  сечения,  но 
меньше  деформаций  балки 
без связей: 

fЦ<fП<fO.  Следовательно,  составная  балка  на  податливых  связях  занимает 

промежуточное положение между балкой цельного сечения и составной балкой без 
связей,  поэтому  можно  записать,  что  при  деформировании  под  нагрузкой  в 
составной  балке  на  податливых  связях  в  отличие  от  балки  цельного  сечения 
произойдет  кроме  поворота  опорного  сечения  сдвиг  δП  верхнего  пояса 
относительно нижнего. 

 
W

Ц

>W

П

>W

О 

 I

Ц

>I

П

>I

О 

 
Из  этих  неравенств  следует,  что  геометрические  характеристики  составной 

балки  на  податливых  связях (IЦ, WЦ)  можно  выразить  через  геометрические 
характеристики  балки  цельного  сечения,  умножением  на  коэффициенты kw и  kж, 
меньше 1, которые учитывают податливость связей, тогда: 

Ц

w

П

W

k

=

W

, 

1

<

k

W

; 

Ц

ж

П

I

k

=

I

, 

1

<

k

ж

. 

Прогиб  балки  на  податливых  связях  увеличивается  соответственно 

уменьшению момента инерции: 

ж

Ц

П

k

f

=

f

. 

Значения  коэффициентов kw и  kж  приведены  в  СНиПе  в  зависимости  от 

величины  пролета  и  количества  слоев  в  элементе.  Расчет  составной  балки  на 
податливых  связях  сводится,  таким  образом,  к  расчету  балки  цельного  сечения  с 
введением коэффициентов, учитывающих податливость связей: 

1) нормальные напряжения определяются по формуле: 

u

w

Ц

и

R

k

W

М

=

σ



, где 

W

ц

 – момент сопротивления составной балки, как цельной; 

k

w

<1 – коэффициент, учитывающий податливость связей. 

 
Аналогичным образом выполняется учет податливости связей и при расчете на 

устойчивость плоской формы изгиба. 

 
2) прогиб составной балки на податливых связях в общем случае: 

 

пр

f

k

EI

l

p

k

=

f

ж

y

н

П



3

, где 

I

y

 – момент сопротивления балки как цельной; 

k

ж

<1 – коэффициент, учитывающий сдвиг, вызванный податливостью связей. 

 

Составные балки на податливых связях 

 
Такие 

балки 

являются 

трудоемкими 

конструкциями 

построечного 

изготовления, требуют расхода брусьев и досок крупных сечений и допускаются к 
применению  только  во  временных  зданиях  и  сооружениях.  Составные  балки 
образуются  так  же  при  усилении  балок,  имеющих  недостаточную  несущую 
способность,  боковыми  обшивками.  К  составным  балкам  на  податливых  связях 
относятся  дощато-гвоздевые  балки  с  перекрестной  стенкой  и  брусчатые  балки  на 
дубовых  пластинчатых  нагелях.  Эти  балки  работают  на  поперечный  изгиб  и 
рассчитываются  с  учетом  податливости  связей  по  общим  принципам, 
рассмотренным ранее. 

Дощато-гвоздевые балки с перекрестной стенкой могут иметь пролет до 12 м. и 

высоту  в  середине  не  менее 1/7 пролета,  а  на  опорах – не  менее 0,4 высоты  в 
середине.  Эти  балки  имеют  двутавровое  сечение,  постоянное  по  длине  в 
односкатных и переменное – в двускатных балках. Пояса состоят из двойных досок 
на ребро, соединенных по длине болтами. 

Стенки 

образуются  из  двух 
перекрестных 

слоев 

досок  толщиной  не 
менее  толщины  досок 
поясов,  наклоненных 
под  углом 30

о

 – 45

о

  к 

горизонту. 

Пояса 

соединяются 

со 

стенкой  гвоздями  с 
двух  сторон.  Стенка 
соединяется  короткими 

конструктивными 

гвоздями.  Поперечная 
стенка  этих  балок  не 
может 

воспринимать 

нормальные 

напряжения, а работает 
и  рассчитывается  на 
восприятие поперечной 

силы. Доски верхнего пояса рассчитывают на сжатие и устойчивость. Нижний пояс 
рассчитывают  на  растяжение  по  сечению,  ослабленному  болтами  стыка.  Гвозди 
рассчитывают  на  изгиб  от  действия  поперечной  силы Q. Количество  гвоздей 
уменьшается ступенями от опор к середине пролета в соответствии с эпюрой Q. 

 
Балки  на  пластинчатых  нагелях  (балки  Деревягина)  образуются 

сплачиванием 

по 

высоте  двух  или  трех 
брусьев,  соединенных 
между собой дубовыми 

пластинчатыми 

нагелями, 

вставленными 

в 

специальные гнезда. 

В 

процессе 

изготовления 

этим 

балкам 

придается 

строительный  подъем, 
благодаря 

которому 

обеспечивается 

плотное 

защемление 

пластин в гнездах. Эти балки работают и рассчитываются на изгиб, как составные 
на  податливых  связях,  а  число  пластин  определяется  по  их  несущей  способности 
при изгибе и смятии. 

Глубина врезки нагелей не более1/5 высоты бруса. Расчет составных балок по 

прочности  выполняется  с  учетом  коэффициентов kw<1, а  по  прогибам  с  учетом 
коэффициента  kж.  Относительный  прогиб  составных  балок  не  должен  превышать 
1/300 пролета. 

Лекция № 6 

Клееные балки 

 

Клееные  балки  из  досок  и  фанеры,  склеенные  синтетическим  клеем, 

являются основным видом составных балок заводского изготовления. Размеры и 
форма  сечений  составных  клееных  балок  может  быть  практически  любой  не 
зависимо  от  сортамента  пиломатериалов  и  фанеры.  Клееная  древесина  и  фанера 
дольше  сопротивляются  загниванию  и  имеют  более  высокий  предел 
огнестойкости,  чем  цельная  древесина.  Жесткие  и  стойкие  против  увлажнения 
клеевые соединения обеспечивают монолитность балок. 

Существующие  виды  клееных  балок  можно  разделить  на  две  основные 

группы: 

1) дощатоклееные балки, состоящие из склеенных между собой досок; 
2) клеефанерные балки, состоящие из дощатых поясов и приклеенных к ним 

стенок из водостойкой фанеры. 

Дощатоклееные  балки  применяют,  главным  образом,  в  качестве  основных 

несущих  конструкций  покрытия  сельских,  общественных  и  промышленных 
зданий,  используют  их  также  в  виде  прогонов,  пролеты  и  нагрузки  которых  не 
позволяют  применять  прогоны  цельного  сечения,  а  также  в  виде  главных  балок 
перекрытий, мостов и других сооружений. 

В  отечественной  практике  строительства  дощатоклееные  балки  находят 

применение  в  покрытиях  пролетом  до 18 м.  За  рубежом  имеются  примеры 
эффективного применения дощатоклееных балок в покрытиях пролетом до 30 м и 
более. 

Дощатоклееные балки могут быть: 
1) односкатными постоянной высоты; 

 

Рисунок 1 – Односкатная балка постоянной высоты 

2)  двускатными  переменного  сечения,  причем  h

0

  не  менее 0.4h, где  h

0 

– 

высота балки у опоры, h – высота в середине пролета; 

 

Рисунок 2 – Двускатная балка переменного сечения