Здравствуйте, друзья!
В рамках серии статей о перекрывающих балках, данный материал сосредоточен на правильном способе сращивания балок по высоте. Механические нагрузки и возникающие напряжения в древесине побуждают людей на протяжении многих лет разрабатывать различные методы для повышения несущей способности конструкции при оптимальном сечении. Одним из таких подходов является метод В.С. Деревягина.
Что подразумевается под правильным сращиванием?
Правильное сращивание подразумевает объединение балок таким образом, чтобы они функционировали совместно и обеспечивали работу конструкции как единого механизма, минимизируя смещение балок относительно друг друга, например:
На изображении показано, как происходит смещение балок при нагрузке на всю конструкцию. Горизонтальная шкала демонстрирует, в каких местах происходит это смещение. В данном случае, мы видим проскальзывание балок друг по отношению к другу, и представленная составная балка не функционирует как единое целое.
Поэтому строители при возведении таких конструкций всегда стараются исключить смещение, применяя множество методов. Например, накладки из досок или фанеры, которые крепятся к составной балке с помощью гвоздей и обязательно с использованием столярного клея. Также используют металлические гвоздевые пластины (фото ниже), которые впрессовываются в конструкцию, предотвращая смещение отдельных элементов.
Хочу отметить, что две рядом стоящие балки удваивают несущую способность, но располагая их по высоте одна над другой, несущая способность повышается в 4 раза, и, зная это — В.С. Деревягин в 1932 г. разработал и предложил эффективный способ сращивания двух и трёх балок в единую составную балочную конструкцию.
Таким образом, балка Деревягина — это составная балка на податливых связях, состоящая из двух или трех отдельных балок, соединённых между собой пластинчатыми нагелями. Нагели устанавливаются в пропилы глубиной 1/6 от высоты отдельно используемой балки.
В качестве пластин используются древесина твердых пород, такие как береза или дуб, с влажностью не более 15%. Они устанавливаются от края до границы центрального участка, который ограничивается длиной 0,2 от длины балки (рисунок выше), поскольку на этом участке сдвиг минимален.
Нижняя балка, находящаяся в зоне растяжения, — всегда по качеству подбирается лучше, чем балка сжатой зоны. Как правило, это 1-й или 2-й сорта, для сжатой же зоны — 2-й или 3-й сорта.
Как видно на правой части рисунка выше, вдоль верхней части балки имеется пропил. Он создаётся для снятия напряжений в древесине при усыхании и предотвращения появления трещин по бокам.
Существуют составные балки различных типов, включая те, что на шпонках или клиньях:
Однако метод В.С. Деревягина превосходит все эти варианты, так как в нём полностью отсутствуют стяжные болты. Метод Деревягина применим даже для окантованных бревен с естественным сбегом. Балка легко справляется с знакопеременными и динамическими нагрузками.
Пролет, который перекрывает подобная составная балка ограничивается стандартной длиной пиломатериала и сращивание по длине категорически недопустимо.
Изготовление балки возможно на стройплощадке и не требует дорогостоящего специального оборудования, подрядной организации достаточно иметь ручной цепно-долбежный станок (фрезер).
Если ширина сращиваемого бруса превышает глубину работы цепно-долбежного инструмента, выполняются «глухие» гнёзда, и пластинчатые нагели фиксируются с обеих сторон балки в шахматном порядке.
В индивидуальном строительстве часто заменяют пластинки на круглые шпонки, так как круглое отверстие всегда проще сделать. В качестве материала для шпонки можно использовать качественный березовый черенок от лопаты. Шпонки вклеиваются в оба бруса, что в итоге приводит к надёжной и недорогой конструкции, обеспечивающей отличную несущую способность!
Буду рад, если статья окажется для вас полезной! Удачи в строительстве!
—-
Уважаемые читатели, последние три года, в свободное от строительства дома время, я занимаюсь созданием скульптур из металлолома, изготавливаю различные предметы интерьера и дизайнерские вещи из стали.
Если вас интересует это направление, приглашаю вас в свой недавно созданный телеграм-канал: ART-Metal: живая сталь. Здесь я публикую все свои новые работы и иногда раскрываю некоторые секреты обработки металла 🙂
С уважением, Роман, автор блога «Строю для себя»!