RU2588520C1 - Деревянная двутавровая клееная балка - Google Patents
Деревянная двутавровая клееная балка Download PDFInfo
- Publication number
- RU2588520C1 RU2588520C1 RU2015117081/03A RU2015117081A RU2588520C1 RU 2588520 C1 RU2588520 C1 RU 2588520C1 RU 2015117081/03 A RU2015117081/03 A RU 2015117081/03A RU 2015117081 A RU2015117081 A RU 2015117081A RU 2588520 C1 RU2588520 C1 RU 2588520C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- wall
- wooden
- wood
- composition
- shelves
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 24
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 12
- 239000003292 glue Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000002023 wood Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 claims abstract description 6
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims abstract description 4
- 235000013312 flour Nutrition 0.000 claims abstract description 4
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 claims abstract description 4
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000011118 polyvinyl acetate Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229920002689 polyvinyl acetate Polymers 0.000 claims abstract description 4
- 239000004698 Polyethylene (PE) Substances 0.000 claims abstract description 3
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims abstract description 3
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 claims abstract description 3
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 claims abstract description 3
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims description 10
- 230000001070 adhesive Effects 0.000 claims description 10
- 210000000188 Diaphragm Anatomy 0.000 claims description 5
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 claims description 3
- 125000003700 epoxy group Chemical group 0.000 claims description 3
- 239000011347 resin Substances 0.000 abstract description 3
- 229920005989 resin Polymers 0.000 abstract description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 2
- 150000002118 epoxides Chemical class 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000011120 plywood Substances 0.000 description 14
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 210000004544 DC2 Anatomy 0.000 description 4
- 230000002530 ischemic preconditioning Effects 0.000 description 4
- 238000011068 load Methods 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 239000003351 stiffener Substances 0.000 description 4
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 4
- 210000000614 Ribs Anatomy 0.000 description 3
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 3
- 241000219495 Betulaceae Species 0.000 description 2
- 241000218657 Picea Species 0.000 description 2
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 2
- 235000018185 birch Nutrition 0.000 description 2
- 235000018212 birch Nutrition 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000011121 hardwood Substances 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- 239000011122 softwood Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 210000001503 Joints Anatomy 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 206010043431 Thinking abnormal Diseases 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- REDXJYDRNCIFBQ-UHFFFAOYSA-N aluminium(3+) Chemical class [Al+3] REDXJYDRNCIFBQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000005712 crystallization Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 239000007888 film coating Substances 0.000 description 1
- 238000009501 film coating Methods 0.000 description 1
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 238000010422 painting Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N phenol group Chemical group C1(=CC=CC=C1)O ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000002916 wood waste Substances 0.000 description 1
Images
Abstract
Изобретение относится к области строительства, а именно к деревянным двутавровым клееным балкам. Технический результат изобретения заключается в повышении несущей способности балки. Деревянная двутавровая балка содержит две деревянные полки и стенку, соединенную с полками в паз с помощью клея. Стенка выполнена в виде древесно-полимерной плиты, состоящей из композиции термопласта (полиэтилен (PE) или полипропилен (PP) или поливинилхлорид (PVC), наполнителя из отходов деревообрабатывающей промышленности в виде древесной муки или стружки мелкой фракции и добавок, регулирующих реологические и физико-механические свойства композиции, и образована двумя вертикальными плоскостями, соединенными между собой горизонтальными плоскостями с образованием при этом в стенке балки по всей длине полостей в виде четырехугольного, кругового, овального и иных геометрических форм поперечного сечения. Форма паза в полке выполнена с двойным углублением или с выступом посередине. В паз заливается клеевой состав на основе формальдегидных, эпоксидных, полиуретановых, поливинилацетатных и производных на их основе смол. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Изобретение относится к области строительства, а именно к строительным конструкциям пролетных элементов из деревянных, древополимерных, металлодеревянных конструкционных материалов, применяемых в качестве несущих конструкций перекрытий, стропильной системы зданий и сооружений, а также для построек на открытом воздухе.
Известна балка, включающая основной каркас, состоящий из верхнего и нижнего поясов с расположенным между ними ребрами жесткости, скрепленными с ним боковые стенки из гофрированных тонких листов, гофры которых расположены вдоль оси балки, подкрепляющие ребра, ориентированные также вдоль продольной оси балки и расположенные в гофрах боковых стенок, полки которых не примыкают к ребрам жесткости и поясам, по всей длине балки или только в ее наиболее напряженных зонах [Патент РФ №2276239 C1, от 04.11.2004, МПК E04C 3/07, опубл. 10.05.2006, Бюл. №13].
Недостатками данного изобретения является то, что требуется большое количество отдельных элементов (реек) в приопорных зонах, а также наличие дополнительных стоек, в результате чего усложняется технологический процесс изготовления балки; использование нагельных соединений приводит к податливости соединения; использование металла в качестве обшивок взывает необходимость во вторичной защите (постоянное окрашивание) либо применение легированных сталей, что является не экономичным.
Известна клеефанерная балка, включающая клеедощатые пояса и фанерные стенки, образующие коробчатое сечение, вертикальные и наклонные ребра жесткости, прикрепленные к стенкам. Для повышения несущей способности балки каждая фанерная стенка выполнена из фанерных швеллеров, установленных один над другим и соединенных между собой полками, а ребра жесткости выполнены с клиновидными пазами, в которых установлены полки швеллеров [Авт.св. 1113499 A от 01.04.1983, МПК Е04С 3/14, опубл. 15.09.1984, Бюл. №34].
Недостатками этого изобретения являются: наличие клиновидных пазов в ребрах балки вызывает появление отходов производства и усложняет технологию производства; наличие продольного соединение обшивок из фанерных швеллеров приводит к появлению большого количества швов, при воздействии на них внешней среды уменьшается долговечность балки, а также приводит к перерасходу клеевого состава; фанерные стенки являются ортотропными, тогда как плита из древесно-полимерной композиции стремится к изотропии; сложность прочностных расчетов.
Известно изобретение в виде деревянной балки, включающей нижний и верхний дощатые пояса, стенки из гнутоклееных фанерных профилей корытообразного сечения, соединены между собой при помощи клея, в средней части фанерные стенки соединены между собой и образуют замкнутые полости по всей длине балки [Авт.св. 897986 от 18.04.1980, МПК Е04С 3/14, E04B 5/12, опубл. 15.01.1982, Бюл. №2].
К недостаткам этого изобретения можно отнести то, что при образовании касательных напряжений на приопорных участках происходит срез клеевых швов в местах крепления стенок к поясам балки, также нерациональное поперечное сечение балки, низкая жесткость стенки на действие локальных нагрузок.
Наиболее близким к заявляемому изобретению является деревянная двутавровая клееная балка, содержащая две полки и соединяющую их стенку, характеризующаяся тем, что полки выполнены из дощечек отходов обработки еловой древесины, не содержащих сучковых образований, стенка сделана из набора параллельных друг другу стандартных листов березовой фанеры, вдоль полок, по всей их длине, проточены два параллельных паза, в которые вставляются параллельные друг другу шипы, являющиеся окончанием сборки из фанерных листов, составляющих стенку, при этом сборка дощечек в полки, склеивание листов фанеры в стенку и заполнение пазов реализуется клеем на основе формальдегидной смолы, а все открытые поверхности балки защищаются от внешних воздействий фенольным пленочным покрытием [Патент РФ №66762 U1, от 21.12.2005, МПК Е04С 3/12, Бюл. №27, опубл. 27.09.2007].
Недостаток этой полезной модели является то, что при нагружении на приопорных участках возникают касательные напряжения, в результате из-за низкой прочности на скалывание стенки могут расходиться в местах соприкосновения друг с другом, так как начинают выгибаться из плоскости изгиба, поэтому необходимо применять поперечные ребра плотной прилегающих к стенке. Существенными недостатками также являются: использование в качестве стенки березовой фанеры, являющимся ортотропным материалом с низким модулем упругости (например, при уклоне волокон 45° Е45=2500 МПа) по отношению к изотропной плите из древесно-полимерной композиции (Е45=4000-6000 МПа); загруженная технологическая схема мелкими операциями и образованием отходов производства, а именно удаление фрагментов пиломатериала с сучковыми образованиями (пиление, склеивание) и использование отходов еловой древесины (средняя длина отходов колеблется от 0,1-0,5 м); старение фанеры под действием ультрафиолетовых лучей с выделением формальдегидных смол, вредных для человека.
Задачей изобретения является создание экологически чистой, ресурсосберегающей пролетной конструкции с повышенной несущей способностью и возможностью эксплуатации в агрессивных средах.
Поставленная задача достигается тем, что в деревянной двутавровой клееной балке, содержащей две деревянные полки и стенку, соединенную с полками в паз с помощью клея, согласно изобретению стенка выполнена в виде древесно-полимерной плиты, состоящей из композиции термопласта (полиэтилен (PE) или полипропилен (PP) или поливинилхлорид (PVC)), наполнителя из отходов деревообрабатывающей промышленности в виде древесной муки или стружки мелкой фракции и добавок, регулирующих реологические и физико-механические свойства композиции, и образована двумя вертикальными плоскостями (гранями), соединенными между собой горизонтальными плоскостями (диафрагмами), с образованием при этом в стенке балки по всей длине полостей, выполненных в виде четырехугольного, кругового, овального и иных геометрических форм поперечного сечения. Форма паза в полке выполнена с двойным углублением или с выступом посередине. В паз заливается клеевой состав на основе формальдегидных, эпоксидных, полиуретановых, поливинилацетатных и производных на их основе смол.
На фиг. 1 изображен общий вид предлагаемой деревянной двутавровой клееной балки. На фиг. 2 приведена балка со стенкой, выполненной с разными типами плит из древесно-полимерной композиции (ДНК). На фиг. 3 приведены типы возможных пазов для соединения полок и стенки двутавровой балки.
Двутавровая балка содержит: 1 - верхнюю полку из цельного или клееного пиломатериала хвойных или лиственных пород; 2 - нижнюю полку из цельного или клееного пиломатериала хвойных или лиственных пород; 3 - вертикальные плоскости (грани); 4 - горизонтальные плоскости (диафрагмы); 5 - клеевой шов, узел A - паз в полке поперечного сечения балки.
Стенка балки выполнена из цельной плиты древесно-полимерной композиции. Эта композиция состоит из термопласта, наполнителя в виде древесной муки или стружки мелкой фракции и специальных добавок, улучшающие реологические свойства смеси и придающие специальные качества изделиям (например антипирены - защита от возгорания). Плиту изготовляют методом экструзии - нагрев смеси шихты, в результате которого происходит размягчение термопласта и смесь становится вязко-текучей, позволяющей производить формование изделий с последующим охлаждением. В результате древесно-полимерная плита в отличие от ортотропных древесных пластиков (фанеры, ориентировочно-стружечных плит и др.) стремится к изотропии, т.е. свойства материала во всех направлениях одинаковы. Это происходит за счет образования на поверхности изотропной пленки из термопласта. Формовочная головка экструдера выполнена с пустотообразователями, в результате формуемая плита по длине имеет полости четырехугольного, прямоугольного, кругового, овального и иных геометрических форм поперечного сечения. Кромки древесно-полимерной плиты выполняются плоскими либо имеют выступы или углубления разной геометрии.
Для жесткого соединения стенки и полок двутавровой балки между собой в полках вытачивается паз, описывающий верхнюю и нижнюю кромки стенки.
Форма паза выполняется с углублением или выступом в плите ДПК, в результате увеличивается площадь контакта склеиваемой поверхности, вызывающей повышенную прочность сцепления соединения. Паз с плоской кромкой в плите ДПК более технологичен, однако площадь контакта соединения меньше, рекомендуется применять при небольших пролетах балки.
В паз заливается клеевой состав на основе эпоксидных, формальдегидных, полиуретановых, поливинилацетатных и производных на их основе смол. Тип клеевого состава принимается в соответствии с температурно-влажностным режимом эксплуатации, описанным в СП 64.13330.2011 «Деревянные конструкции», либо принимается на основе специальных исследований. После нанесения клея в пазы устанавливается стенка двутавра и плотно прижимается. Для быстрой кристаллизации клеевого состава балка проходит через эвтектический экран с требуемыми условиями для ускоренной схватывания клеевого состава либо высыхает в специальных камерах, либо в естественных условиях.
Для обеспечения защиты клеевого шва от внешнего воздействия, он обрабатывается специальным изолирующим составом.
Общеизвестно, что древесина и полимеры это коррозионностойкие материалы, поэтому предлагаемую конструкцию балки можно эксплуатировать в агрессивных средах, таких как здания сельскохозяйственного назначения (коровники, свинарники и т.д.) или склады поваренной соли и минеральных удобрений.
За счет двух вертикальных плоскостей стенки двутавра, удаленных на некотором расстоянии друг от друга, увеличивается несущая способность балки по нормальным напряжениям. Поперечное сечение становится более рациональным, увеличивается толщина стенки по сравнению с балкой без пустот. С целью уменьшения деформативности листов под нагрузкой, приводящей к выгибу стенки двутавра из плоскости изгиба пролетной конструкции, вертикальные плоскости жестко соединены между собой горизонтальными плоскостями (диафрагмами). В результате в балке увеличивается несущая способность по касательным напряжениям, образующимся на приопорных участках. Соединение вертикальных и горизонтальных плоскостей образует полости в поперечном сечении конструкции, что приводит к уменьшению веса балки. Наличие горизонтальных диафрагм снижает возможность применения поперечных ребер по длине пролетной конструкции.
Форма паза в полках может быть выполнена четырехугольной формой поперечного сечения либо описывающей нижнюю и верхнюю грань стенки (например, стенка может иметь выступы или углубления по кромкам). Во втором варианте увеличивается площадь контакта клеевого шва, позволяющего обеспечивать более жесткое соединение, уменьшить количество отходов при изготовлении пазов (в случае углубления в кромке).
Таким образом, деревянная балка двутавровая с полой стенкой из деревесно-полимерной композиции является экологически чистой, ресурсосберегающей пролетной конструкции с повышенной несущей способностью и возможностью эксплуатации в агрессивных средах.
Claims (4)
1. Деревянная двутавровая клееная балка, содержащая две деревянные полки и стенку, соединенную с полками в паз с помощью клея, отличающаяся тем, что стенка выполнена в виде древесно-полимерной плиты, состоящей из композиции термопласта (полиэтилен (PE) или полипропилен (PP) или поливинилхлорид (PVC)), наполнителя из отходов деревообрабатывающей промышленности в виде древесной муки или стружки мелкой фракции и добавок, регулирующих реологические и физико-механические свойства композиции, и образована двумя вертикальными плоскостями (гранями), соединенными между собой горизонтальными плоскостями (диафрагмами), с образованием при этом в стенке балки по всей длине полостей.
2. Деревянная балка по п. 1, отличающаяся тем, что форма паза в полке выполнена с двойным углублением или с выступом посередине.
3. Деревянная балка по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что в паз заливается клеевой состав на основе формальдегидных, эпоксидных, полиуретановых, поливинилацетатных и производных на их основе смол.
4. Деревянная балка по п. 1, отличающаяся тем, что полости выполнены в виде четырехугольного, кругового, овального и иных геометрических форм поперечного сечения.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2588520C1 true RU2588520C1 (ru) | 2016-06-27 |
Family
ID=
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2633547C1 (ru) * | 2016-10-26 | 2017-10-13 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технологический университет" (ФГБОУ ВО "КНИТУ") | Древесно-полимерный состав для композиционного материала |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB978639A (en) * | 1961-10-19 | 1964-12-23 | Hanns Hess | Wooden-flanged beam with a sinuous web |
US4195462A (en) * | 1975-03-14 | 1980-04-01 | Wood I Systems, Inc. | Fabricated wood structural member |
SU897986A1 (ru) * | 1980-04-18 | 1982-01-15 | Брестский инженерно-строительный институт | Дерев нна балка |
RU66762U1 (ru) * | 2005-12-21 | 2007-09-27 | Александр Равильевич Латыпов | Деревянная двутавровая клееная балка |
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB978639A (en) * | 1961-10-19 | 1964-12-23 | Hanns Hess | Wooden-flanged beam with a sinuous web |
US4195462A (en) * | 1975-03-14 | 1980-04-01 | Wood I Systems, Inc. | Fabricated wood structural member |
SU897986A1 (ru) * | 1980-04-18 | 1982-01-15 | Брестский инженерно-строительный институт | Дерев нна балка |
RU66762U1 (ru) * | 2005-12-21 | 2007-09-27 | Александр Равильевич Латыпов | Деревянная двутавровая клееная балка |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2633547C1 (ru) * | 2016-10-26 | 2017-10-13 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технологический университет" (ФГБОУ ВО "КНИТУ") | Древесно-полимерный состав для композиционного материала |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20170321418A1 (en) | Fire-resistant construction panel | |
US8820034B1 (en) | Low thermal bridge building components | |
ES2276678T3 (es) | Componentes compuestos para la construccion y procedimiento de fabricacion de los mismos. | |
KR20080069662A (ko) | 건축용 패널 또는 그와 유사한 재료, 그의 제조 및 용도 | |
US6773791B1 (en) | Composite building components, and method of making same | |
CN109863274A (zh) | 泡沫壁结构以及用于其制造的方法 | |
US8640429B1 (en) | Low thermal bridge building components | |
EP2273024B1 (en) | Building element and roof construction | |
RU165747U1 (ru) | Сборная несущая конструкция здания | |
FI105790B (sv) | Förfarande för tillverkning av reglar och regelsystem | |
WO2018002432A1 (en) | Method for joining box-type elements to each other | |
BE1020648A3 (nl) | Bouwelementen en dakconstructie. | |
RU2588520C1 (ru) | Деревянная двутавровая клееная балка | |
RU147252U1 (ru) | Деревянная строительная конструкция (варианты) | |
EP1460195A1 (en) | A composite beam | |
EP1522644A1 (en) | Support sections built up from strips of board material for walls, floors and roofs | |
US10876300B2 (en) | OSB board and use of the same | |
RU143311U1 (ru) | Брус композитный строительный (варианты) | |
RU102028U1 (ru) | Клееный брус с утеплителем | |
KR20130055945A (ko) | 구조용 목재가 포함된 단열복합패널 및 그 단열복합패널을 이용한 벽체 시공 방법 | |
RU114982U1 (ru) | Комбинированный клееный брус с поперечным креплением | |
US6405507B1 (en) | Channel members | |
EA023410B1 (ru) | Термобрус строительный | |
DE102005051255A1 (de) | Faserplatten-Hochbauelement | |
RU124489U1 (ru) | Брус из древесно-пластмассового композита для строительства |