RU2217556C2

RU2217556C2 - Construction combined strut-beams

Info

Publication number: RU2217556C2
Application number: RU2001134932/03A
Authority: RU
Inventors: В.Г. Кривицкий
Original assignee: Кривицкий Владимир Григорьевич
Priority date: 2001-12-25
Filing date: 2001-12-25
Publication date: 2003-11-27

Abstract

FIELD: construction industry. SUBSTANCE: invention refers to bearing strut-beams, trusses, angle braces in buildings and structures of various assignment. Construction combined strut-beam has wooden members between which reinforcing part is squeezed by fastening parts. Wooden members are formed by edge boards treated with antiseptic and antipyrine and reinforcing part comes in the form of flat plates which dimensions are equal in length and height to wooden members. Its thickness amounts to 0.01-0.2 thickness of wooden members. EFFECT: raised bearing capacity of beam and simplified technology of its manufacture. 9 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано в качестве несущих балок, стоек, подкосов, стропил и т.п. в зданиях и сооружениях различного назначения.The invention relates to the field of construction and can be used as load-bearing beams, racks, struts, rafters, etc. in buildings and structures for various purposes.

Известна деревометаллическая строительная балка, выполненная в виде прямоугольного деревянного бруса, вдоль боковых граней которого, примыкающих к горизонтальным граням, установлены металлические пластины, закрепленные при помощи просечных треугольных зубьев, запрессованных в поверхности бруса (патент РСТ WO 98/07933, МКИ Е 04 С 3/292). Металлические пластины расположены снаружи деревянного бруса и при пожаре быстро теряют свои прочностные свойства.Known wood-metal building beam, made in the form of a rectangular wooden beam, along the side faces of which are adjacent to the horizontal edges, metal plates are mounted, fixed with perforated triangular teeth, pressed into the surface of the beam (PCT patent WO 98/07933, MKI E 04 C 3 / 292). Metal plates are located outside the wooden beam and in case of fire they quickly lose their strength properties.

Известна также деревянная клееная балка, включающая склеенный пакет досок и металлическое армирование. Балка снабжена слоем резины и защитным слоем в виде доски, а металлическое армирование выполнено в виде расположенной под одной из граней балки горизонтальной полосы, имеющей зубья (патент России 2022109 от 1994 г., МКИ 5 Е 04 С 3/18). В этой конструкции расположение армирующего слоя ограничивает область ее использования только в качестве балки, причем с относительно невысокой несущей способностью.Also known is a wooden glued beam, including a glued package of boards and metal reinforcement. The beam is equipped with a rubber layer and a protective layer in the form of a board, and the metal reinforcement is made in the form of a horizontal strip having teeth located under one of the edges of the beam (Russian Patent 2022109 of 1994, MKI 5 E 04 S 3/18). In this design, the location of the reinforcing layer limits the area of its use only as a beam, and with a relatively low bearing capacity.

В заявке ФРГ OS 3313685 от 1984 г., МКИ Е 04 С 3/292 описана деревянная балка, имеющая продольный разрез, в который вставлен металлический элемент, выполненный в виде сочлененного по вертикали двойного креста. Под перекладинами крестов в теле балки образованы пазы. Ребра металлического элемента выходят поверх балки. Кресты зафиксированы в теле балки при помощи вертикальных стяжных элементов, пропущенных сквозь перекладину крестов. Стяжные элементы в данной конструкции используются в качестве фиксаторов, не обеспечивая в полной мере совместную работу слоев.In the application of Germany OS 3313685 from 1984, MKI E 04 C 3/292 a wooden beam is described having a longitudinal section into which a metal element is inserted, made in the form of a vertically articulated double cross. Under the crossbeams of the crosses, grooves are formed in the body of the beam. The ribs of the metal element extend over the beam. Crosses are fixed in the body of the beam using vertical clamping elements, passed through the crossbar of the crosses. The clamping elements in this design are used as clamps, not ensuring the full collaboration of the layers.

Наиболее близким аналогом, принимаемым за прототип заявленной конструкции, является металлодеревянный строительный элемент по патенту России 2109893 от 1998 г., МКИ 6 Е 04 С 3/292, включающий деревянные элементы, между которыми зажата крепежными деталями армирующая часть двутаврового сечения с полками и стенками. Деревянные элементы и армирующая часть стянуты крепежными элементами. Деревянные элементы и армирующая часть расположены вертикально. В зоне растяжения армирующая часть выполнена в виде жестко закрепленных на стенке горизонтальных утолщений, в зоне сжатия - в виде полосовых накладок, также жестко закрепленных на стенке. При изготовлении этого металлодеревянного элемента требуется высокая точность фрезерования внутренних плоскостей деревянных обкладок, в которые вставляется металлическая часть, что приводит к существенному усложнению технологии производства. Кроме того, предъявляются повышенные требования к влажности деревянных обкладок т.к. если их древесина недосушена, то в процессе эксплуатации строительного элемента в нем появляются внутренние напряжения, приводящие к растрескиванию.The closest analogue accepted for the prototype of the claimed design is a metal-wooden building element according to Russian patent 2109893 of 1998, MKI 6 E 04 C 3/292, including wooden elements, between which the reinforcing part of the I-section with shelves and walls is clamped by fasteners. The wooden elements and the reinforcing part are pulled together with fasteners. The wooden elements and the reinforcing part are arranged vertically. In the tension zone, the reinforcing part is made in the form of horizontal thickenings rigidly fixed on the wall, in the compression zone - in the form of strip overlays, also rigidly fixed on the wall. In the manufacture of this metal-wooden element, high precision milling of the inner planes of the wooden facings into which the metal part is inserted is required, which leads to a significant complication of the production technology. In addition, increased demands are placed on the moisture content of wood panels since if their wood is under-dried, then during the operation of the building element internal stresses appear in it, leading to cracking.

Задача предлагаемого изобретения состоит в повышении несущей способности балки-стойки при упрощении технологии ее изготовления.The task of the invention is to increase the bearing capacity of the beam-pillar while simplifying the technology of its manufacture.

Решение этой задачи заключается в том. что балка-стойка строительная комбинированная содержит деревянные элементы, между которыми зажата крепежными деталями армирующая часть. Деревянные элементы и армирующая часть расположенные вертикально. Деревянные элементы образованы обрезными досками, обработанными антисептиком и антипиреном, а армирующая часть выполнена в виде плоских пластин, габариты которых равны по длине и высоте деревянным элементам, а по толщине составляют 0,01-0,2 толщины деревянных элементов. Армирующая честь может быть выполнена из пакета плоских пластин, разделенных обрезными досками. Армирующая часть может быть выполнена из стали, из стеклопластика или углепластика или их сочетания, а также из фанеры. Плоские пластины могут иметь перфорацию, заполненную древесиной твердых пород. Крепежные детали могут быть установлены по концам и в средней части балки-стойки. Обрезные доски и плоские пластины могут быть дополнительно соединены на клею. Горизонтальные продольные грани балки-стойки могут быть укрыты обрезными досками. Кроме того, толщина каждой из плоских пластин увеличивается от края балки к ее середине.The solution to this problem is. that the combined construction beam-rack contains wooden elements between which the reinforcing part is clamped by fasteners. Wooden elements and reinforcing part located vertically. Wooden elements are formed by edged boards treated with an antiseptic and fire retardant, and the reinforcing part is made in the form of flat plates, the dimensions of which are equal in length and height to the wooden elements, and in thickness are 0.01-0.2 thickness of the wooden elements. Reinforcing honor can be made of a pack of flat plates separated by edged boards. The reinforcing part may be made of steel, fiberglass or carbon fiber, or a combination thereof, as well as plywood. Flat plates may have perforations filled with hardwood. Fasteners can be installed at the ends and in the middle of the beam-racks. Edged boards and flat plates can be further glued together. The horizontal longitudinal edges of the strut can be covered with trim boards. In addition, the thickness of each of the flat plates increases from the edge of the beam to its middle.

Сопоставительный анализ заявленной балки-стойки с прототипом показывает, что она отличается тем, что деревянные элементы образованы обрезными досками, обработанными антисептиком и антипиреном, а армирующая часть выполнена в виде плоских пластин, габариты которых равны по длине и высоте деревянным элементам, а по толщине составляют 0,01-0,2 толщины деревянных элементов. Армирующая часть может быть выполнена из пакета плоских пластин, разделенных обрезными досками. Армирующая часть может быть выполнена из стали, из стеклопластика, или углепластика, или их сочетания, а также из фанеры. Плоские пластины могут иметь перфорацию, заполненную древесиной твердых пород. Крепежные детали могут быть установлены по концам и в средней части балки-стойки. Обрезные доски и плоские пластины могут быть дополнительно соединены на клею. Горизонтальные продольные грани балки-стойки могут быть укрыты обрезными досками. Кроме того, толщина плоских пластин увеличивается от края балки к ее середине.A comparative analysis of the claimed beam-rack with the prototype shows that it differs in that the wooden elements are formed by edged boards treated with antiseptic and flame retardant, and the reinforcing part is made in the form of flat plates, the dimensions of which are equal in length and height to the wooden elements, and in thickness are 0.01-0.2 thickness of wooden elements. The reinforcing part may be made of a package of flat plates separated by trim boards. The reinforcing part may be made of steel, fiberglass, or carbon fiber, or a combination thereof, as well as plywood. Flat plates may have perforations filled with hardwood. Fasteners can be installed at the ends and in the middle of the beam-racks. Edged boards and flat plates can be further glued together. The horizontal longitudinal edges of the strut can be covered with trim boards. In addition, the thickness of the flat plates increases from the edge of the beam to its middle.

Этот анализ указывает на наличие новизны в предложенной балке-стойке.This analysis indicates the presence of novelty in the proposed beam-rack.

Сравнение заявленной конструкции с другими известными техническими решениями показывает, что использование равных по длине и ширине деревянных элементов и плоских пластин, выполнение деревянных элементов из обрезных досок, установка крепежных деталей по концам и в средней части балки-стойки, а также использование клеевого соединения деревянных элементов и плоских пластин упрощают процесс изготовления балки-стойки: не требуются фрезерные работы, нет необходимости выполнять пропилы в массиве дерева и, следовательно, его сечение не ослабляется, сводится к расчетному минимуму количество крепежных деталей, упрощается конфигурация плоских пластин и деревянных элементов, их сборка в конструкцию балки-стойки не требует подгонки деталей. При этом следует учесть, что чем тоньше деревянные элементы и плоские плотины, используемые в конструкции балки-стойки, тем эффективнее эта балка-стойка работает. Конструкция предлагаемой балки-стойки не подвержена промерзанию, т.к. в ее составе присутствует относительно небольшая масса металла в случае выполнения плоских пластин из стали, а плоские пластины из фанеры или пластика с более низкими по сравнению со сталью показателями теплопроводности обладают лучшими теплотехническими показателями. Этот эффект усиливается установкой по продольным граням балки досок, закрывающих ребра плоских пластин от воздействия окружающей среды. Еще одно положительное свойство предложенной балки-стойки: собранные в пакет деревянные элементы и плоские пластины препятствуют "поводке" досок при их высыхании до эксплуатационной влажности. Прочностные характеристики балки-стойки еще улучшаются при применении клеевого соединения составляющих ее частей. Увеличение толщины плоских пластин от края балки к ее середине позволяют оптимально решить опорные узлы балки.Comparison of the claimed design with other well-known technical solutions shows that the use of equal length and width of wooden elements and flat plates, the implementation of wooden elements from edged boards, the installation of fasteners at the ends and in the middle of the beam-rack, as well as the use of adhesive bonding of wooden elements and flat plates simplify the manufacturing process of the beam-stand: no milling work is required, there is no need to cut in a solid wood and, therefore, its cross section is not donkey blyaetsya reduces to the calculated minimum number of fasteners, simplified configuration of flat plates and wooden elements and their assembly into the design of the beam-pillar does not require fitting parts. It should be noted that the thinner the wooden elements and flat dams used in the construction of the beam-rack, the more efficient this beam-rack works. The design of the proposed beam-rack is not subject to freezing, because its composition contains a relatively small mass of metal in the case of flat plates made of steel, and flat plates made of plywood or plastic with lower thermal conductivity compared to steel have better thermal performance. This effect is enhanced by installing along the longitudinal edges of the beam of boards, covering the edges of the flat plates from environmental influences. Another positive feature of the proposed beam-racks: the wooden elements assembled in a package and flat plates prevent the “leash” of the boards when they dry to operational humidity. The strength characteristics of the beam-racks are still improved with the use of adhesive bonding of its constituent parts. An increase in the thickness of the flat plates from the edge of the beam to its middle makes it possible to optimally solve the supporting nodes of the beam.

Таким образом, можно сделать вывод о решении стоящей перед изобретением задачи и о превышении существующего уровня техники.Thus, we can conclude that the problem facing the invention and the excess of the existing level of technology.

Изобретение поясняется на примере его выполнения. На чертежах изображено:The invention is illustrated by the example of its implementation. The drawings show:

на фиг.1 - вид сбоку на балку-стойку;figure 1 is a side view of the beam rack;

на фиг.2 - общий вид торца балки-стойки, в одном из окон перфорация условно не заполнена.figure 2 is a General view of the end of the beam-rack, in one of the windows, the perforation is conditionally not filled.

Балка-стойка строительная комбинированная содержит деревянные элементы 1. образованные из обрезной доски, установленной вдоль вертикальных граней балки-стойки. Доски обработаны антисептиком и антипиреном. Между досками также вертикально установлены армирующие элементы 2, 3, выполненные в виде плоских пластин, габариты которых равны по длине и высоте деревянным элементам, а по толщине составляют 0.01-0,2 толщины деревянных элементов. Армирующие элементы могут быть выполнены из пакета плоских пластин, разделенных обрезными досками 4. Толщина плоских элементов в пакете может быть различной: расположенные ближе к продольным вертикальным граням пластины 2 имеют толщину меньшую, чем толщина пластин 8, размещенных ближе к середине балки-стойки, однако в любом случае толщина пластины не должна выходить за пределы 0,01-0,2 толщины деревянных элементов. Разделительные доски 4 также подвергнуты антисептированию и антипирированию, а их габариты по длине и ширине равны габаритам плоских пластин. Плоские пластины 2, 3 и доски 1 и 4 стянуты крепежными деталями 5, в качестве которых могут быть использованы высокоточные болты, шпильки, и т.п., пропущенные сквозь все соединяемые элементы балки-стойки. Обрезные доски и плоские пластины могут быть дополнительно соединены на клею 6, что повышает их сцепление друг с другом и препятствует проскальзыванию при изгибных нагрузках относительно друг друга. Для этих же целей пластины (особенно отельные) могут иметь выдавленные на их боковых поверхностях шипы, заглубленные при изготовлении балки-стойки в доски (на чертежах не показано). Армирующие элементы могут быть выполнены из стали, из стеклопластика или углепластика или их сочетания, а также из фанеры. Плоские пластины 2, 3 могут иметь перфорацию 7 различной формы, заполненную древесиной 8 твердых пород. В качестве заполнения перфорационных отверстий может быть применен клеевой состав с наполнителем и т.п. Крепежные детали также могут устанавливаться с использованием клея. Перфорационные отверстия могут придавать плоским пластинам форму фермы, двускатной балки, рамы и т.п., чем достигается экономия материала, из которого выполнены плоские пластины. Крепежные детали могут быть установлены по концам 9 и в средней части 10 балки-стойки, что целесообразно при ее использовании в качестве балки, когда она работает на изгиб. Кроме того, горизонтальные продольные грани балки-стойки могут быть укрыты обрезными досками 11 для лучшей защиты балки от воздействия окружающей среды.The combined construction beam-stand contains wooden elements 1. formed from a cut board installed along the vertical faces of the beam-stand. Boards are treated with antiseptic and flame retardant. Reinforcing elements 2, 3 are also vertically installed between the boards, made in the form of flat plates, the dimensions of which are equal in length and height to the wooden elements, and in thickness are 0.01-0.2 thickness of the wooden elements. The reinforcing elements can be made of a package of flat plates separated by edging boards 4. The thickness of the flat elements in the package can be different: the plates 2 located closer to the longitudinal vertical faces have a thickness less than the thickness of the plates 8 placed closer to the middle of the rack beam, however in any case, the thickness of the plate should not go beyond 0.01-0.2 of the thickness of the wooden elements. Dividing boards 4 are also subjected to antiseptics and antipyriation, and their dimensions along the length and width are equal to the dimensions of the flat plates. Flat plates 2, 3 and boards 1 and 4 are pulled together with fasteners 5, which can be used with high-precision bolts, studs, etc., passed through all the connected elements of the beam-rack. Edged boards and flat plates can be additionally connected to the adhesive 6, which increases their adhesion to each other and prevents slippage during bending loads relative to each other. For the same purposes, plates (especially hotel ones) can have spikes extruded on their lateral surfaces, recessed in the manufacture of a beam-stand in a board (not shown in the drawings). Reinforcing elements can be made of steel, fiberglass or carbon fiber, or a combination thereof, as well as plywood. Flat plates 2, 3 may have perforations 7 of various shapes filled with hardwood 8. An adhesive composition with a filler or the like can be used as filling perforations. Fasteners can also be installed using glue. The perforations can give the flat plates the shape of a truss, a gable, a frame, etc., thereby saving material from which the flat plates are made. Fasteners can be installed at the ends 9 and in the middle part 10 of the beam-uprights, which is advisable when it is used as a beam, when it works on bending. In addition, the horizontal longitudinal edges of the beam-uprights can be covered with trim boards 11 to better protect the beam from environmental influences.

Балка-стойка предложенной конструкции, обладая малым весом и высокими прочностными свойствами, может быть использована при реконструкции чердаков и устройстве мансардных надстроек в существующих зданиях.The beam-beam of the proposed design, having low weight and high strength properties, can be used in the reconstruction of attics and attic superstructures in existing buildings.

Claims

1. Combined building beam-stand, containing wooden elements, between which the reinforcing part is clamped by fasteners, the wooden elements and the reinforcing part being arranged vertically, characterized in that the wooden elements are formed by edged boards treated with antiseptic and flame retardant, and the reinforcing part is made in the form flat plates, the dimensions of which are equal in length and height to wooden elements, and in thickness are 0.01-0.2 thickness of wooden elements.

2. Combined building beam according to claim 1, characterized in that the reinforcing part is made of a package of flat plates separated by edged boards.

3. The beam-rack construction combined according to claim 1 or 2, characterized in that the reinforcing part is made of steel.

4. Combined building-beam post according to claim 1 or 2, characterized in that the reinforcing part is made of fiberglass or carbon fiber, or a combination thereof.

5. Combined building beam according to claim 1 or 2, characterized in that the reinforcing part is made of plywood.

6. Combined building beam according to claim 1, characterized in that the flat plates are perforated, and the perforation is filled with hardwood.

7. Combined beam-stand according to claim 1 or 2, characterized in that the fasteners are installed at the ends and in the middle of the beam-rack.

8. Combined building beam according to claim 1 or 2, characterized in that the edged boards and flat plates are additionally connected to the glue.

9. Combined building-beam rack according to claim 1 or 2, characterized in that the thickness of the flat plates increases from the edge of the beam to its middle.

10. Combined beam-stand according to claim 1 or 2, characterized in that the horizontal longitudinal faces of the beam-stand are covered with edged boards.