Составная балка из досок: Составная балка из досок. Испытание разных составных балок

Как сделать из досок балку. Как изготовить балку перекрытия из досок длиной 6 метров размером 50х150 мм, при длине пролета 6 метров от стены до стены.

Как сделать из досок балку. Как изготовить балку перекрытия из досок длиной 6 метров размером 50х150 мм, при длине пролета 6 метров от стены до стены.

При проектировании любой постройки требуется проводить расчеты несущей способности балок. В индивидуальном строительстве в подавляющем большинстве случаев используются однопролетные деревянные балки в виде досок, брусьев или бревен различной длины.
Оптимальное сечение и шаг балок подбирается в зависимости от длины пролета и предполагаемых нагрузок. Так для балки сечением 150х150 мм при длине пролета 6000 мми шаге установки 500 ммперегрузка по прогибу превышает норму в 2,46 раза, при шаге 400 мм– в 2 раза, а при шаге 300 мм– в 1,5 раза, при этом расчетная нагрузка по площади составляет 300 кг/м 2. а распределенная нагрузка – 90 кг/м 2. Возможный шаг установки балок сечением 150х150 мм, при котором перекрытие выдерживает такую нагрузку, составляет200 мм. Однако надо иметь в виду, что в любом случае величина разрушающей нагрузки –1650 кг.
Прочность и надежность перекрытия зависит от сечения балки. Так при высоте балки200 мми ширине150 ммперегрузка будет всего в 1,04 раза, а если, наоборот – в 1,88 раза, при шаге установки500 мми указанной выше нагрузке.

Таким образом, балка перекрытия при таком пролете должна быть капитальная, а не составная из досок сечением 50х150 мм. Ведь если будет 2-ой этаж, то она будет нагружена основательно. К тому же длина досок –6000 мм, а это означает, что крепежные элементы в составных элементах балки будут работать на срез. Если установить более основательный крепеж, то это ослабит саму балку.

Деревянные балки перекрытия 7 метров. Деревянные балки перекрытия —  размеры и нагрузки

Сделали деревянное перекрытие в брусовом доме, а пол трясётся, прогибается, появился эффект «батута»; хотим делать деревянные балки перекрытия 7 метров;  нужно перекрыть комнату длиной в 6, 8 метров так, чтобы не опирать лаги на промежуточные опоры; какой должна быть балка перекрытия на пролет 6 метров, дом из бруса; как быть, если хочется сделать свободную планировку – такие вопросы часто задаются форумчанами.

 

Maxinova ( Пользователь FORUMHOUSE)

У меня дом примерно 10х10 метров. На перекрытие я «кинул» деревянные лаги, их длина — 5 метров, сечение — 200х50. Расстояние между лагами – 60 см. В процессе эксплуатации перекрытия выяснилось, что когда дети бегают в одной комнате, а ты стоишь в другой, то по полу идёт достаточно сильная вибрация. 

И подобный случай далеко не единственный.

елена555 ( Пользователь FORUMHOUSE)

Не могу понять, какие балки для межэтажных перекрытий нужны. У меня дом 12х12 метров, 2-х этажный. Первый этаж сложен из газобетона, второй этаж мансардный, деревянный, перекрыт брусом 6000х150х200мм, уложенным через каждые 80 см. Лаги положены на двутавр, который опирается на столб, установленный посередине первого этажа. Когда хожу по второму этажу, то чувствую тряску.

Балки на длинные пролеты должны выдерживать большие нагрузки, поэтому, чтобы возвести прочное и надёжное деревянное перекрытие с большим пролётом, их нужно тщательно рассчитать.

В первую очередь, необходимо понять, какую нагрузку сможет выдержать деревянная лага того или иного сечения. И потом продумать, определив нагрузку для балки перекрытия, какие надо будет делать черновое и финишное покрытие пола; чем будет подшиваться потолок; будет ли этаж полноценным жилым помещением или нежилым чердаком над гаражом. 

Чтобы рассчитать нагрузку на балки перекрытия, нужно сложить:

• Нагрузку от собственного веса всех конструкционных элементов перекрытия. Сюда входит вес балок, утеплителя, крепежа, покрытия пола, потолок и т.д.
• Эксплуатационную нагрузку. Эксплуатационная нагрузка может быть постоянной и временной.

При подсчёте эксплуатационной нагрузки учитывается масса людей, мебели, бытовых приборов и т.д. Нагрузка временно возрастает при приходе гостей, шумных торжествах, перестановке мебели, если её отодвинуть от стен в центр комнаты.

Поэтому при расчёте эксплуатационной нагрузки необходимо продумать всё – вплоть до того, какую мебель планируется ставить, и есть ли вероятность в будущем установки спортивного тренажёра.

За нагрузку, действующую на деревянные балки перекрытия большой длины, принимаются следующие значения (для чердачных и межэтажных перекрытий):

• Для междуэтажных перекрытий и перекрытий мансардного этажа общая нагрузка берётся из расчёта 350-400 кг/кв.м.
• Чердачное перекрытие – 150 кг/кв.м. Где (по СНиП 2.01.07-85), с учётом коэффициента запаса – 50 кг/кв.м – это нагрузка от собственного веса перекрытия, а 100 кг/кв.м — нормативная нагрузка.

Если на чердаке планируется хранить вещи, материалы и прочие, необходимые в быту предметы, то нагрузка принимается равной 250 кг/кв.м.

Сращивание досок для балок перекрытия. Сращивание и усиление

Как нарастить деревянную балку перекрытия, если приобретенный вами брус имеет длину меньше необходимого пролета?

Первое и основное: при любом способе сращивания полученная балка будет иметь намного меньшую прочность, чем цельнодеревянная. Идеальным решением будет строительство дополнительной несущей стены с уменьшением пролета. Как вариант — под места сращивания устанавливаются подпорные колонны.

Подпорная колонна в середине пролета резко уменьшает нагрузку на изгиб.

Как удлинить деревянную балку перекрытия, если нагрузка на нее незначительна (например, наверху находится неэксплуатируемый чердак)?

Наиболее надежный способ — соединение двух брусьев без уменьшения толщины каждого из них. Элементы просто соединяются стальными шпильками с широкими шайбами внахлест; дополнительно усилить соединение можно, проклеив его казеиновым, альбуминовым клеем или обычным ПВА.

Сращивание нахлестом.

Важно: места сращивания при о
тсутствии подпорных стен или колонн располагаются вразбежку, со смещением от балки к балке. В этом случае несущая способность перекрытия будет максимальной.

Еще одно неплохое решение — сооружение сборных балок из трех широких досок небольшой толщины (25 — 50 мм). И в этом случае соединения досок встык внутри каждой балки и между смежными балками располагаются вразбежку; доски проклеиваются по длине и дополнительно стягиваются шпильками.

Сборные балки из трех тонких досок.

Как усилить деревянные балки перекрытия при возросших требованиях к их несущей способности (например, при превращении холодного чердака в мансарду)?

Способов не так уж много:

1. Возведение подпорных колонн или стен с уменьшением пролета;
2. Подшивка к каждой балке дополнительной доски или бруса по всей длине, от стены до стены.

В последнем случае полезно знать одну тонкость:

• Подшивка бруса того же сечения сбоку увеличивает несущую способность балки вдвое.
• Увеличение высоты балки в 2 раза (подшивка такого же бруса снизу или сверху) увеличит несущую способность уже вчетверо.

Наращенные по высоте балки дают максимальное увеличение несущей способности.

Так как укрепить деревянные балки перекрытия путем подшивки к ним дополнительной доски или бруса?

1. Ставим в середине пролета под каждую вторую балку временные подпорки из бруса, убирая прогиб перекрытия.
2. Свободные от колонн балки усиливаем накладками из бруса или доски. Расположение и толщина накладки выбирается с учетом расчетных нагрузок и высоты помещения; способ крепления — клеевой шов с дополнительной фиксацией шпильками с широкими шайбами или оцинкованными накладками.
3. Переставляем подпорные колонны и повторяем операцию с оставшимися балками.

Любопытно, что значительно увеличить жесткость балок можно с помощью обыкновенной фанеры толщиной 18 — 22 миллиметра. Она нарезается полосами шириной, равной высоте балок, и после устранения прогиба перекрытия подпорными колоннами приклеивается к каждой балке с обеих сторон с фиксацией гвоздями или саморезами с шагом 15 — 25 сантиметров.

Разумеется, и здесь обязательна разбежка поперечных швов — и на каждой отдельной балке, и между смежными балками.

Балка с усилением фанерой.

Источник: https://detali-interera.ru-land.com/novosti/kak-iz-dosok-sdelat-balki-vybor-balki-dlya-mezhetazhnyh-perekrytiy

Спаренные балки из доски.

Типы и виды деревянных перекрытий

По предназначению деревянные балки перекрытия разделяются на такие виды:

• подвальное;
• чердачное;
• междуэтажное.

С каждым из подвидов следует ознакомиться более детально.

Подвальное

Конструкция должна обладать высокими показателями прочности, выдерживать значительные усилия, ведь балки будут служить основой для устройства пола. Если в проекте жилого дома предусмотрен подвал или гараж для автомобиля, то деревянные бруски заменяют металлическими несущими конструкциями. Это связано с быстрым разрушением дерева от воздействия высокой влажности. Альтернативным вариантом считается уменьшение расстояния между балками перекрытия и обработка деревянных элементов антисептиком.

Чердачное

Перекрытие устанавливается независимо или является продолжением кровельной стропильной системы. Лучшие технические характеристики у первого варианта. Устраивать независимое перекрытие более рационально, такая конструкция улучшает звукоизоляционные показатели всего дома, считается ремонтопригодной.

Междуэтажное

Конструкция балок перекрытия в каркасном доме имеет свои особенности. Одна сторона деревянного бруса используется в качестве опорных элементов для крепления потолка, вторая (верхняя часть) применяется в качестве лаг для монтажа напольного покрытия. Пространство между балками межэтажного перекрытия заполняют минеральной ватой или другим теплоизоляционным материалом, пароизоляционная мембрана применяется в обязательном порядке. В нижней части пирога закрепляют гипсокартонные листы, сверху застилают дощатый деревянный пол.

Деревянные балки перекрытия 8 метров. Особенности выбора материала

Деревянное перекрытие монтируется при величине ширины не больше 8 метров

Деревянное перекрытие монтируется при величине ширины не больше 8 метров. Для несущих элементов выбирают балочный тип бруса, имеющего сечения от 5 на 15 до 14 на 24 см. Стоит отметить, что могут применять окоренной вид бревна с соответствующим показателем диаметра. Шаг между балками достигает от 1 до 6 метров.

При производстве материала используют только древесину хвойного сорта. Уровень прочности такого бревна намного выше других видов дерева. Прежде чем использовать брус, необходимо хорошенько просушить его на воздухе. Постукивание молотком по материалу должно производить звонкий звук. В гнезда кладки из кирпича или сруба плотно опирается длина балки, при оптимальном размере. Кроме перекрытия этажа по деревянным балкам вы можете выбирать такие изделия:

• Для выполнения задачи можно воспользоваться черепными видами брусков, имеющих размеры 5 на 5 см. Такие элементы монтируют к нижней поверхности балок с двух сторон, а после потолок первого этажа подшить к верхнему уровню.
• Применяется доска пола второго этажа. Для таких целей можно использовать и нестроганую древесину.
• Оптимально подойдет для строительных работ и строганый шпунтованный вид доски.
• Утеплительные средства. Для дерева можно воспользоваться минеральной плитой, специальными рулонами, так как волокнистая структура усилит защиту от возгорания. Плюс ко всему, такой метод улучшит звуковую изоляцию.
• Пленка гидроизоляции, которая применяется для утепления и защиты материала от влаги.
• Также подойдет специальный антисептик, битумная мастика или рубероидные обрезки.

Внимание! Выбранный вами материал может создавать различные декоративные решения, особенно при использовании покрытия для этих целей.

Видео балки перекрытия своими руками (сдвоенные,усиленные)Beems of the overlapping

Как надёжно срастить деревянные балки по высоте? Составная балка по методу В.С.Деревягина | Строю для себя

Добрый день, друзья!

В продолжение серии статей о балках перекрытия, данный материал посвящен правильному сращиванию балок по высоте. Механические нагрузки и возникающие напряжения в древесине заставляют людей на протяжении многих десятилетий изобретать различные решения для увеличения несущей способности конструкции при оптимальном её сечении. Одним из таких решений и является метод В.С.Деревягина.

Что такое правильное сращивание?

Правильное сращивание подразумевает сращивание балок таким образом, чтобы включить их в совместную работу и заставить конструкцию работать единым механизмом, обеспечивая минимальное смещение балок друг относительно друга, например:

Источник иллюстрации: https://ostroykevse.com/KrishaFerma/24.html

Источник иллюстрации: https://ostroykevse.com/KrishaFerma/24.html

Картинка иллюстрирует, как происходит смещение балок при нагрузке на всю конструкцию. Горизонтальная шкала даёт понимание, в каких местах происходит смещение. В данном случае, мы наблюдаем проскальзывание балок между собой и представленная составная балка не работает как единая конструкция.

Поэтому, строители при сооружении подобных конструкций, всегда пытаются исключить смещение и для этого используют очень много приемов. К примеру, накладки из доски или фанеры, которые в свою очередь крепятся на составную балку с помощью гвоздей с обязательным использованием столярного клея. Также, применяют металлические гвоздевые пластины (фото ниже), которые впрессовываются в конструкцию, предотвращая смещение отдельных элементов.

Источник: https://stroydetali.com/balka-derevyagina_/

Источник: https://stroydetali.com/balka-derevyagina_/

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.

Итак, балка Деревягина — составная балка на податливых связях, которая состоит из двух или из трех отдельных балок, скрепленных между собой пластинчатыми нагелями. Нагели устанавливаются в пропилы глубиной 1/6 от высоты отдельно используемой балки.

Источник: https://stroydetali.com/balka-derevyagina_/

Источник: https://stroydetali.com/balka-derevyagina_/

В качестве пластин, применяется древесина твердых пород, подобно березе или дубу с влажностью не более 15%. Они устанавливаются начиная от края и заканчивая границей центрального участка, который ограничивается длиной 0,2 от длины балки (рис.выше), поскольку на данном участке сдвиг незначителен.

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 вы можете видеть, в правой части рисунка выше, вдоль верхней части балки имеется пропил. Он выполняется для того, чтобы убрать возникающие напряжения в пиломатериале при усыхании и избежать появление трещин по бокам.

Существуют составные балки различных видов, в том числе на шпонках или на клиньях:

Источник иллюстрации: https://ostroykevse.com/KrishaFerma/24.html

Источник иллюстрации: https://ostroykevse.com/KrishaFerma/24.html

Но, вариант В.С.Деревягина превосходит все эти виды, поскольку в нем вообще отсутствуют стяжные болты. Метод Деревягина применим даже для окантованных бревен с естественным сбегом. Балка легко выдерживает знакопеременные и динамические нагрузки.

Пролет, который перекрывает подобная составная балка ограничивается стандартной длиной пиломатериала и сращивание по длине категорически недопустимо.

Производство балки доступно на стройплощадке и не требует дорогого спец.оборудования, подрядной организации достаточно иметь ручной цепно-долбежный станок (фрезер).

Если сращиваемый брус имеет ширину больше, чем глубина работы цепно-долбежного инструмента, выполняются «глухие» гнёзда и пластинчатые нагели фиксируются с двух сторон балки в шахматном порядке.

Источник: Ютуб канал Евгения Столева

Источник: Ютуб канал Евгения Столева

В индивидуальном строительстве — часто заменяют пластинки на круглые шпонки, так как круглое отверстие всегда сделать проще. В качестве материала для шпонки можно использовать качественный березовый черенок от лопаты. Шпонки вклеиваются в оба бруса и на выходе получается надежная и недорогая конструкция, обеспечивающая великолепную несущую способность!

Буду рад, если статья Вам станет полезна! Удачи в строительстве!

Расчет деревянной балки: прогиб и допустимая нагрузка
—
Почему у лесорубов тупятся пилы и рвутся цепи? Лесничий рассказал, как местные жители защищают леса от вырубки
—
Секреты угольника Свенсона. Разметка в разы быстрее и 4 инструмента, которые он объединяет

Вопросы по составной балке — Доктор Лом

16-06-2015: Алексей

Добрый день.

Благодаря Вашему сайту рассчитал балку для перекрытия комнаты над гаражом между стенами 6м в свету и настил полов, размер балки 150Х250 мм, половая доска 40 мм обрезная. Проблема в том, что нет леса для такой балки,отсюда идея взять три доски 50Х250 мм но как их сплотить? и будет ли это полноценной заменой?

---

16-06-2015: Доктор Лом

В принципе если вы собьете (или скрутите шурупами) 3 доски с шагом 60-80 см, то такую конструкцию можно считать более-менее равноценной балке сечением 150х250 мм.

Тем не менее в вашем случае изготовление двутавровых балок может иметь смысл. Т.е. если вы сделаете балки из досок-полок сечением 50х250 мм и доски-стенки сечением 50х150 мм, то в итоге вы получите конструкцию с еще большим моментом сопротивления. Больше подробностей в разделе «Основы строймеха и сопромата».

---

16-06-2015: Алексей

Спасибо за совет, я так понимаю, что ежели просто прибить доски-полки к доске-стенка работать как двутавр она не будет, её как минимум нужно как то склеить под прессом (полки к стенке) и добавить ребра жёсткости с каким то шагом для обеспечения параллельности полок и 90градусов полка-стенка. Эпоксидный клей не подойдёт-лопнет ибо он жёсткий, ПВА-эластичный но наврят ли проживёт лет 30, это всё таки не на один день. Шурупы наверно для этого не подойдут или сначала приклеить рёбра к стойке а после клеить полки и шурупами стянуть к стойке с каким то шагом и к рёбрам жесткости? Правильно думаю?

---

17-06-2015: Доктор Лом

В целом вы все правильно понимаете, если просто сбить или стянуть шурупами, то гвозди или шурупы могут не выдержать нагрузку или произойдет местное смятие древесины. Клей же поможет сплотить древесину в единую конструкцию (поможет перераспределить напряжения более равномерно).

А вот в надежности ПВА вы зря сомневаетесь, насколько я знаю, это достаточно долговечный клей. Приходилось использовать его для ремонта деревянных конструкций и если трещины снова появлялись, то только не в тех местах, где была склейка.

В принципе без ребер жесткости можно и обойтись (высота стенки балки не такая уж и большая), но если вы их сделаете, исходя из тех же технологических соображений, будет только надежнее. Часто для лучшего контакта в полках делают пазы глубиной около 1 см так, чтобы стенка входила в паз очень плотно, но реализовать это в домашних условиях не всегда реально.

И еще, вы всегда можете вместо деревянных балок использовать металлические профили. Возможно такой вариант будет менее трудозатратным.

---

19-06-2015: Алексей

Спасибо, просчитал прижимное усилие для склеивания двутавра понял что такой гидравлический пресс не сделать нужно 0,6Н/мм квадратный. А если два бруса положить друг на друга 150Х150 будет 150Х300 их нужно сплачивать? Если да то с каким шагом?

И ещё раз спасибо за помощь.

---

19-06-2015: Доктор Лом

В этом случае у вас получится составная балка. Такие балки делают со строительным подъемом (проще говоря предварительно изгибают) и соединяют пластинчатыми дубовыми или березовыми нагелями толщиной не менее 12 мм и расстоянием между осями нагелей не более 110 мм. Больше подробностей в СНиП II-25-80.

---

22-06-2015: Алексей

И всё таки меня больше прельщает двутавровая балка отсюда и вопрос;как просчитать шпилька М12 разрывное усилие 33кН, гайка соединительная. Два отрезка №10(100мм) профиль по 300мм длиной и по шпильке с каждой стороны с межцентровым расстоянием отверстий 270мм — какое усилие будет создано или когда с летит резьба при затягивании?

---

23-06-2015: Доктор Лом

Почитайте для начала статью «Основы сопромата. Определение касательных напряжений», так как ваша задача — не дать полкам сместиться относительно стенки и сама по себе шпилька с гайками этому почти никак не препятствует, как ее не затягивай. Тем не менее шпильки можно использовать для склеивания балки.

---

23-06-2015: Алексей

Так я и хочу ими стягивать балку при склеивании,расстояние между шпильками 250мм(просвет это ширина полки-доски двутавра), параллельность полок регулируется при стягивании каждой такой рамки надетой на балку, их будет несколько по длине балки, а что бы она не сместилась циркуляркой паз и середина выбирается стамеской, получится паз по центру полки необходимой ширины и глубины. Меня волнует какое давление можно ими создать при зажиме двутавра.

---

23-06-2015: Доктор Лом

Если не вникать в детали, то давление будет зависеть только от диаметра шайб, которые вы при этом будете использовать (так как расчетное сопротивление смятию древесины чуть ли не в 100 раз меньше расчетного сопротивления металла растяжению) или от другого способа передачи нагрузки на древесину, который вы собираетесь использовать.

Например, если площадь сечения шпильки 1 см², а площадь шайб 50 см², то можно создать давление до 2100/50 = 42 кг/см² (где 2100 — возможное расчетное сопротивление стали). С учетом того, что расчетное сопротивление древесины местному смятию поперек волокон составляет примерно 30 кг/см², то такое давление будет чрезмерным.

Балки из досок. Какие балки на пролете 4 метра

Балки из досок. Какие балки на пролете 4 метра

Чаще всего при строительстве деревянных перекрытий используются доски и брус так называемых ходовых размеров: 50х150, 50х200, 100х150 и т.д. Такие балки удовлетворяют нормам (после расчёта), если планируется перекрывать проём не более четырех метров.

Для перекрытия длиной в 6 и более метров они уже не подходят.

Деревянная балка более 6 метров: тонкости

Балка для пролета 6 метров и более не должна делаться из бруса и досок  ходовых размеров.

Следует запомнить правило: прочность и жёсткость перекрытия в большей степени зависят от высоты балки и в меньшей степени – от её ширины.

На балку перекрытия действует распределённая и сосредоточенная нагрузка. Поэтому деревянные балки для больших пролетов проектируются не «впритык», а с запасом по прочности и допустимому прогибу. Это обеспечивает нормальную и безопасную эксплуатацию перекрытия.

Для расчёта нагрузки, которую выдержит перекрытие, надо обладать соответствующими знаниями. Чтобы не углубляться в формулы сопромата (а при строительстве гаража это точно избыточно), обычному застройщику достаточно воспользоваться онлайн-калькуляторами по расчёту деревянных однопролётных балок.

Leo060147 ( Пользователь FORUMHOUSE)

Самостройщик чаще всего не является профессиональным проектировщиком. Всё, что он хочет знать, – это какие балки нужно смонтировать в перекрытии, чтобы оно отвечало основным требованиям про прочности и надёжности. Это и позволяют высчитать онлайн-калькуляторы.

Пользоваться такими калькуляторам просто. Чтобы сделать расчеты необходимые значения, достаточно ввести размеры лаг и длину пролёта, которые они должны перекрыть.

Также для упрощения задачи можно применить  готовые таблицы.

Сдвоенные балки перекрытия. Перекрытия досками 200 на 50 и другие ходовые размеры

Вот какие балки на пролете 4 метра допускаются нормативами.
Чаще всего при строительстве деревянных перекрытий используются доски и брус так называемых ходовых размеров: 50х150, 50х200, 100х150 и т.д. Такие балки удовлетворяют нормам ( после расчёта ), если планируется перекрывать проём не более четырех метров.

Для перекрытия длиной в 6 и более метров размеры 50х150, 50х200, 100х150 уже не подходят.
Деревянная балка более 6 метров : тонкости

Балка для пролета 6 метров и более не должна делаться из бруса и досок ходовых размеров.

Следует запомнить правило: прочность и жёсткость перекрытия в большей степени зависят от высоты балки и в меньшей степени – от её ширины.

На балку перекрытия действует распределённая и сосредоточенная нагрузка. Поэтому деревянные балки для больших пролетов проектируются не «впритык», а с запасом по прочности и допустимому прогибу. Это обеспечивает нормальную и безопасную эксплуатацию перекрытия.

50х200 — перекрытие для проема 4 и 5 метров.

Для расчёта нагрузки, которую выдержит перекрытие, надо обладать соответствующими знаниями. Чтобы не углубляться в формулы сопромата (а при строительстве гаража это точно избыточно), обычному застройщику достаточно воспользоваться онлайн-калькуляторами по расчёту деревянных однопролётных балок.

Leo060147 Пользователь FORUMHOUSE

Самостройщик чаще всего не является профессиональным проектировщиком. Всё, что он хочет знать, – это какие балки нужно смонтировать в перекрытии, чтобы оно отвечало основным требованиям про прочности и надёжности. Это и позволяют высчитать онлайн-калькуляторы.

Пользоваться такими калькуляторам просто. Чтобы сделать расчеты необходимые значения, достаточно ввести размеры лаг и длину пролёта, которые они должны перекрыть.

Также для упрощения задачи можно применить готовые таблицы, представленные гуру нашего форума с ником Roracotta .

Roracotta Пользователь FORUMHOUSE

Я потратил несколько вечеров, чтобы сделать таблицы, которые будут понятны даже начинающему строителю:

Таблица 1. В ней представлены данные, которые отвечают минимальным требованиям по нагрузке для полов второго этажа – 147кг/кв.м.

Примечание: так как таблицы основаны на американских нормативах, а размеры пиломатериалов за океаном несколько отличаются от сечений, принятых в нашей стране, то применять в расчётах нужно графу, выделенную жёлтым цветом.

Таблица 2. Здесь приведены данные по усреднённой нагрузке для полов первого и второго этажей – 293 кг/кв.м.

Таблица 3. Здесь приведены данные под расчётную увеличенную нагрузку в 365 кг/кв.м.

Источник: https://gorizont-pro.ru/novosti/perekrytiya-balki-iz-dosok-kak-izgotovit-balku-perekrytiya-iz-dosok-dlinoy-6-metrov-razmerom

Деревянные балки перекрытия 8 метров. Узлы ферм

Узлы деревянных ферм – места соединения 2 и более элементов, именно его можно считать слабым местом всей конструкции. При небрежной сборке, некачественном соединении о жесткости конструкции можно забыть.

Соединение отдельных элементов в одно целое может выполняться несколькими способами, рассмотрим простейшую стропильную ферму:

• в коньковом узле стропила соединяются вполдерева и закрепляются болтами. Допускается использование металлических либо деревянных накладок для большей жесткости;

Коньковый и опорный узлы

• для жесткости необходима затяжка, соединяющая оба стропильных бруса. В этом случае в стропилах делается паз по размеру затяжки, и она фиксируется болтами;
• деревянная ферма 6 метров и большей длины (до 12) требует установки дополнительных связей (вертикальных и наклонных брусков) для обеспечения жесткости. Схема соединения будет выглядеть так – в вертикальной связи делаются небольшие пазы, в которые упираются наклонные связи. Дополнительно узел укрепляется металлической пластиной;
• также конструкция фермы крыши из дерева потребует надежного соединения со стеной. Самый простой способ сделать это – просто уложить деревянные брусья на стену и установить стропила в пазы, закрепив болтами.

На схеме – различные варианты стропильных ферм

Обратите внимание! Возможны варианты опорного узла с использованием потолочных балок, в таком случае они будут выполнять еще и роль затяжки. Правда, конструкция узла несколько усложнится.

Конструкции с параллельными поясами создаются, как правило с использованием специальных металлических пластин. Такие пластины для соединения деревянных ферм с одной стороны имеют ряд зубцов, которые надежно фиксируют узел.

Сращивание досок для балок перекрытия. Как изготовить балку перекрытия из досок длиной 6 метров размером 50х150 мм, при длине пролета 6 метров от стены до стены.

При проектировании любой постройки требуется проводить расчеты несущей способности балок. В индивидуальном строительстве в подавляющем большинстве случаев используются однопролетные деревянные балки в виде досок, брусьев или бревен различной длины.
Оптимальное сечение и шаг балок подбирается в зависимости от длины пролета и предполагаемых нагрузок. Так для балки сечением 150х150 мм при длине пролета 6000 мми шаге установки 500 ммперегрузка по прогибу превышает норму в 2,46 раза, при шаге 400 мм– в 2 раза, а при шаге 300 мм– в 1,5 раза, при этом расчетная нагрузка по площади составляет 300 кг/м 2. а распределенная нагрузка – 90 кг/м 2. Возможный шаг установки балок сечением 150х150 мм, при котором перекрытие выдерживает такую нагрузку, составляет200 мм. Однако надо иметь в виду, что в любом случае величина разрушающей нагрузки –1650 кг.
Прочность и надежность перекрытия зависит от сечения балки. Так при высоте балки200 мми ширине150 ммперегрузка будет всего в 1,04 раза, а если, наоборот – в 1,88 раза, при шаге установки500 мми указанной выше нагрузке.
Таким образом, балка перекрытия при таком пролете должна быть капитальная, а не составная из досок сечением 50х150 мм. Ведь если будет 2-ой этаж, то она будет нагружена основательно. К тому же длина досок –6000 мм, а это означает, что крепежные элементы в составных элементах балки будут работать на срез. Если установить более основательный крепеж, то это ослабит саму балку.

Изготовление балок перекрытия из досок. Выбор балки для межэтажных перекрытий:

• Балки перекрытия из бруса . Чаще всего для изготовления балок выбирают брус прямоугольного сечения. Высота бруса должна находится в пределах 140-240 мм, а толщина 50-160 мм. При этом выдерживается правило: толщина балки составляет не менее 1/24 от ее длины. Профессионалы отмечают, что большая прочность присуща деревянной балке с соотношением сторон 7:5.

• Балки перекрытия из бревна . Экономически более выгодное решение. Бревно обладает большой стойкостью к нагрузкам, но и низкой стойкостью к изгибу. Бревно пригодно для использования только если выдержано в сухих условиях не менее одного года.

• Балки перекрытия из досок . Использование доски приводит к уменьшению потребляемого для устройства перекрытия количества пиломатериалов. Но, стоит отметить, что в данном случае понижается устойчивость перекрытия к огню, долговечность и звукоизоляция. Обычно доска используется при строительстве чердачного перекрытия. Чтобы усилить доски можно воспользоваться приемом — срастить вместе две доски по длине. Тогда суммарное сечение будет соответствовать уровню нагрузки. Такая конструкция может выдерживать нагрузку в 2 раза большую, нежели бруса или две доски, уложенные вплотную друг к другу. В данном случае крепление осуществляется саморезами или гвоздями, зафиксированными в шахматном порядке с шагом 20 см.

Рекомендуем! Подробное описание деревянных балок перекрытия — типы, виды, расчет балки на изгиб, прочность и нагрузку.

Сечение балок деревянного перекрытия

Напрямую зависит от величины предполагаемой нагрузки на балки. Нагрузку делят на постоянную, создаваемую полом, мебелью, и переменную, зависит от количества одновременно находящихся на перекрытии людей и предметов.

Видео фальш балка своими руками из паркетной доски

3. Расчет балок

3.1. Общие сведения

Деревянные балки являются наиболее простым и самым распространенным типом строительных конструкций. Они применяются в качестве прогонов кровли, наслонных стропил, балок чердачных и междуэтажных перекрытий малоэтажных жилых домов, промышленных зданий с химически агрессивной средой, сельских производственных зданий и других объектов.

По типу поперечного сечения различают балки цельного сечения, составные бал­ки на податливых связях, клееные деревянные, клеефанерные и армированные клееные деревянные балки. Рекомендуемые пролеты балок 3…18 м, шаг балок принимается в пределах 1…6 м.

3.2. Балки цельного сечения

Балки цельного сечения изготавливаются из досок, брусьев или круглых лесома­териалов. Пролеты балок из-за ограниченного сортамента лесоматериалов не превы­шают 6,5 м. При применении деревянных балок в покрытиях для уменьшения расчетных уси­лий в балках используются разрезные балки, усиленные подбалками. Подбалки, уменьшающие расчетные пролеты балок, подкладываются под стыки балок и скрепляются с ними болтами. В практике современного строительства данный способ практически не применяется. Наиболее распространены многопролетные балки. Балки проектируются в виде многопролетных, статически определимых шарнирно-стержневых систем. Такие системы применяются в тех случаях, когда временная нагрузка постоянна и равномерно распределена по всем пролетам. Так работают балки подвес­ных потолков, прогоны кровли. При проектировании рекомендуется схема со встречным расположением шарниров – по два шарнира в пролете через пролет, исключая крайние пролеты. В зависимости от места расположения шарнира различают две схемы: равномоментную – х = 0,15l и равнопрогибную – х = 0,21l. По конструктивным соображениям предпочтительнее равнопрогибное решение. По такой схеме выполняются консольно-балочные прогоны (рис. 3.1).

Стыки прого­нов по длине осуществляются в местах расположения шарниров косым прирубом. Бо­ковое смещение шарнира предотвращается установкой вертикального болта. Недоста­ток консольно-балочных прогонов–перекрываемый пролет не превышает 4,5м. По равнопрогибной схеме решаются и спаренные неразрезные прого­ны. Они состоят из двух или более рядов досок, поставленных на ребро и соединенных между собой гвоздями. Шаг расстановки гвоздей по длине прогонов на­значается конструктивно 500 мм. Первый ряд досок не имеет стыка в первом пролете, а второй ряд досок — в последнем. Концы досок одного ряда прибиваются гвоздями к доскам другого ряда, не имеющим в данном месте стыка. Стыки досок устраиваются в точках, где изгибающий момент в неразрезных балках меняет знак, т.е. на расстояниях от опор, равных 0,21l.

3.3. Балки составного сечения

Размеры деревянных элементов цельного сечения ограничены сортаментом. Поэтому для увеличения сечений прибегают к устройству балок составного сечения, состоящих из нескольких брусьев или бревен соединенных между собой различного рода связями. Наибольшее применение в практике строительства получили составные балки на пластинчатых нагелях (балки Деревягина) и балки с перекрестной дощатой стенкой на гвоздях.

5 Балки и прогоны цельного сечения

Лекция №5

Балки и прогоны цельного сечения

Составные балки на податливых связях

Различают следующие основные виды сплошных балочных конструкций:

— балки и прогоны цельного сечения;

— составные балки на податливых связях;

— клееные балки.

Рекомендуемые файлы

Балки и прогоны цельного сечения

Основное функциональное назначение балок и прогонов в том, что они служат несущими конструкциями покрытий. Балки и прогоны цельного сечения выполняются из досок на ребро, брусьев и бревен, чаще окантованных с двух сторон. Ввиду ограниченности размеров сечений и длины лесоматериалов такие балки применяют при пролетах до 6 м. и относительно небольших нагрузках.

Балки и прогоны покрытий

Эти конструкции являются опорами настилов и укладываются на стены, стойки и основные несущие конструкции с шагом от 1 до 3 м. Они бывают:

а) однопролетными свободно опертыми;

б) многопролетными неразрезными и консольно-балочными.

Балки и прогоны рассчитывают на изгиб от  равномерно распределенной нагрузки q, которая состоит из собственной массы покрытия g и снега p.

Максимальный относительный прогиб балок и прогонов покрытий не должен превышать 1/200l.

Однопролетные балки

Ставятся, как правило, в покрытиях относительно небольших размеров наклонно вдоль скатов крыши и опираются на продольные стены и коньковые прогоны. Такие конструкции рассчитываются на изгиб как свободно опертые балки. Кроме изгибающих моментов в балках возникают продольные силы (растягивающие и сжимающие) то действия скатной составляющей, однако, ввиду того, что уклоны балок, как правило, не превышают 1:2, они мало влияют на несущую способность балок и поэтому расчетом не учитываются.

Однопролетные прогоны

Представляют собой продольные ряды свободно опертых балок, установленных на основные несущие конструкции и поперечные стены крыши.

Нейтральные оси сечений прогонов имеют такой же уклон к горизонту, как и покрытие (угол α).

q_x=q·cosα; q_y=q·sinα

От сползания по скату прогоны удерживаются отрезками толстых досок – бобышками, прибиваемыми к опорам гвоздями, или металлическими уголками. Дощатые прибоины (бобышки) снизу у концов прогонов предохраняют основные несущие конструкции от выхода из их плоскости, т.е. эти прибоины играют роль связей. Прибоины соединяются по длине на опорах при помощи косого прируба или дощатых накладок. Прогоны рассчитывают на изгиб от действия только нормальной составляющей нагрузки (q_x), если скатная составляющая воспринимается настилом (как, например, в двойном перекрестном настиле). Если такой настил отсутствует, прогон работает и рассчитывается на косой изгиб от нормальной (q_x) и скатной (q_y) составляющей нагрузки по формулам для косого изгиба:

, .

Гвозди – крепления бобышек – работают и рассчитываются на скатную составляющую опорной реакции со средних прогонов Ry=qyl, как несимметричное односрезной соединение с изгибаемыми гвоздями. Для уменьшения расчетного пролета балок их иногда усиливают подбалками на опорах и скрепляют с балками болтами.

Спаренные многопролетные прогоны

Располагаются поперек скатов крыш и опираются на основные несущие конструкции покрытия и поперечные стены, к которым крепятся так же, как и однопролетные прогоны. Спаренный прогон состоит из двух рядов досок на ребро, соединенных гвоздями. Между стыками доски соединяют конструктивными гвоздями через каждые 0,5 м. Такие прогоны рекомендуется применять только в сочетании с настилами, воспринимающими скатные составляющие.

Расчет спаренного прогона производят по схеме многопролетной неразрезной балки на нормальную составляющую нагрузки.

Максимальный изгибающий момент будет над опорами:

над второй , а над промежуточными . Проверку напряжений и подбор сечений выполняют по моменту на промежуточных опорах М:

Сечение на второй опоре, усиленное третьей доской, как правило, работает с запасом прочности.

Гвоздевые соединения работают на действующие в них поперечные силы Q_гв в стыках. Гвозди рассчитываются на изгиб. По прогибам от нормальных составляющих нормативной нагрузки рассчитывают первый пролет прогона, где относительный прогиб имеет наибольшее значение:

.

В некоторых случаях имеется возможность сократить длину первых пролетов до 0,8l. При этом изгибающие моменты на всех промежуточных опорах и прогибы всех пролетов могут считаться одинаковыми, и отпадает необходимость усиления прогона в первых пролетах.

Консольно-балочные прогоны

Представляют собой продольные ряды брусьев или бревен со встречным расположением стыков за пределами опор.

При этом более длинные брусья образуют в промежуточных пролетах две консоли, а в крайних – одну, на которые опираются более короткие брусья при помощи косого прогиба, стянутого болтом. Такие прогоны применяют в покрытиях при шаге основных несущих конструкций не более 4,5 м., допускающем использование лесоматериалов стандартной длины. Расчет консольно-балочных прогонов производят по схеме многопролетной статически определимой балки с пролетами l на нормальные составляющие нагрузок. Прогоны в зависимости от расположения стыков равномоментными и равнопрогибными.

В равномоментных прогонах стыки располагаются на расстоянии 0,15l, а крайние пролеты уменьшаются до 0,85l. Изгибающие моменты на опорах и в пролетах равны , а максимальные относительные прогибы равны:

.

В равнопрогибных прогонах стыки располагаются на расстоянии 0,2l, а крайние пролеты уменьшаются до 0,8l. При этом на опорах возникают максимальные изгибающие моменты, равные  , относительные прогибы во всех пролетах равны:

.

Балки перекрытий

Балки перекрытий являются опорами настилов междуэтажных, чердачных перекрытий и рабочих площадок. В большинстве случаев – это однопролетные балки, свободно опертые на стены, стойки и перегородки здания. Эти балки работают на изгиб от собственной массы перекрытия и временной полезной нагрузки. Они рассчитываются по прочности и прогибам при изгибе. Предельный прогиб . Дополнительно междуэтажные балки должны быть проверены на зыбкость от действия сосредоточенной нагрузки Р=0,6 кН (60 кг.) по формуле:

см.

В таких балках нередко делают подрезки на опорах. Глубина подрезки должна быть не более ¼ высоты сечения, длина – не более высоты сечения. При этом производится проверка на скалывание в опасном сечении от действия опорной реакции R по формуле:

МПа.

Элементы деревянных конструкций составного сечения на податливых связях

Составные балки на податливых соединениях

Многие деревянные конструкции (балки, рамы, арки) делают составными. Необходимость создания таких конструкций вызвана ограничениями в размерах лесоматериалов по длине и площади сечения. В составных деревянных конструкциях отдельные брусья и доски соединяются с помощью связей, которые могут быть жесткими (клеевые, обеспечивающие монолитность соединения) и податливыми. Элементы составных деревянных конструкций на податливых связях состоят из досок, соединенных гвоздями или бревен и брусьев, соединенных по высоте болтами или деревянными вкладышами. Податливостью называют способность связей при деформации конструкций давать возможность соединяемым брусья или доскам сдвинуться друг относительно друга. Податливость связей 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:

, ;

, .

Прогиб балки на податливых связях увеличивается соответственно уменьшению момента инерции:

.

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:

, 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:

, 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.

Вместе с этой лекцией читают «Лекция 5».

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.

Несущая коньковая балка

Несущая коньковая балка позволяет избежать наличия несущей стены под коньком стропильной системы с несущим коньком. Для изготовления балки возможно использование разнообразных решений и материалов, далее рассматривается расчёт и изготовление коньковой балки из пакета досок.

Конструкция

Рассматриваемые несущие коньковые балки выполняются из пакета досок с использованием гвоздевого соединения досок между собой.

Расчёт

Первым делом необходимо рассчитать вес всех конструктивных элементов стропильной системы, включая стропильные ноги, утеплитель, кровельное покрытие и чистовую отделку. Последовательность расчёта и пример можно найти в статье Сбор нагрузок.

На следующем этапе требуется определить величину снеговой нагрузки и пересчитать полученный вес конструкций для проекции на горизонтальную поверхность. Это выполняется с помощью калькулятора для расчёта снеговой нагрузки.

Полученные значения нормативной нагрузки на горизонтальную поверхность веса конструкций и снеговой нагрузки подставляются в соответствующие поля калькулятора для расчёта деревянной балки прямоугольного сечения под действием равномерно распределённой нагрузки. Грузовая площадь принимается как половина суммы пролётов стропил с обоих сторон от коньковой балки.

Пример расчёта

В качестве примера рассмотрим дом шириной 6 м с углом наклона скатов 45 градусов, покрытый металлочерепицей и расположенный в Ⅲ-ем снеговом районе. Длина несущего конькового прогона составляет 4 м.

Воспользуемся уже готовым значением веса конструкций, вычисленном в статье Сбор нагрузок и составляющем 30 кг/м².

Указав вес конструкций, снеговой район и угол наклона кровли в калькуляторе для расчёта снеговой нагрузки получим нормативные значения нагрузок, составляющие для веса конструкций 42 кг/м², а для снеговой нагрузки — 76 кг/м².

Ширина грузовой площади в нашем примере составляет половину суммы пролётов стропил по разным сторонам коньковой балки: 3+32=3 м.

Расчёт начнём с варианта предпологающего использование в качестве несущей коньковой балки пакета из трёх досок 50×150. Вводим полученные ранее значения в калькулятор и выполняем расчёт:

Как видно из результатов расчёта, использовать данную балку не представляется возможным; поэтому попробуем увеличить высоту досок, и рассмотрим составную балку из трёх досок 50×200:

Составная балка из трёх досок 50×200 удовлетворяет всем требованиям и может быть использована в данном случае. Так же можно проверить возможность использования составной балки из двух досок 50×200, в рассматриваемом случае её использование недопустимо.

Почему бревна трескаются и трескаются?

Эрик Морли о том, почему древесина трескается и трескается, как долго древесина сохнет, где взять сухую древесину и почему выстрелы ночью не страшны, если вы понимаете, что такое проверка древесины.

Краткий ответ: проверка древесины

Расколы и трещины (известные в промышленности как деревянные трещины) возникают при усадке древесины при высыхании. Древесина сжимается примерно в два раза больше вместе с годичными кольцами (в радиальном направлении), чем в поперечном направлении (по касательной).Именно эта неравномерная усадка вызывает появление шишек.

Плохая проверка древесины?

Здесь, в Carolina Timberworks, мы думаем о них как о складках на хлопковой рубашке. Это доказывает, что древесина настоящая. Проверки — это то, что отличает массивную древесину от коробчатого бруса. Посмотрите на регенерированную древесину ниже. Невозможно предугадать, где появится чек в древесине. Это проверка, которая придает этой восстановленной дубовой древесине столько характера и большую часть того, что делает ее совершенно уникальной и непохожей на любые другие бревна в мире.

Слышали ли когда-нибудь песню леса?

Вы когда-нибудь вынимали из духовки горячую буханку домашнего хлеба и прикладывали к ней ухо? Если вы это сделаете, вы услышите песню хлеба — хрустит и трескается, когда корка сжимается, трескается и сохнет.

Однажды зимним вечером, когда все разошлись по домам, зайдите в деревянную мастерскую. Бросьте еще одно бревно в дровяную печь и внимательно слушайте. Если есть зеленые (мокрые) бревна, поставленные на козлы, в течение нескольких минут вы, вероятно, услышите песню дерева — симфонию хлопков и трещин, когда происходит проверка древесины.

Если однажды ночью вы спите в своем новом доме с деревянным каркасом, вас разбудит громкий треск, немного похожий на выстрел. Не волнуйся. Перевернитесь и снова засните. Вам просто поют ваши тембры. Это проверка древесины в действии.

Почему древесина дает усадку?

Иногда люди удивляются, узнав, что примерно половина веса живого дерева — это вода. В качестве примера рассмотрим бревно из дугласской ели длиной 24 дюйма, которое имеет диаметр 34 дюйма на большом конце и 14 дюймов на узком конце.Это гипотетическое зеленое (влажное) бревно будет содержать чуть более 1 тонны воды или около пяти бочек с водой объемом 55 галлонов.

Иногда, когда мы вбиваем стамеску в зеленую (влажную) древесину, вода вырывается из дерева. Древесина гигроскопична — это означает, что она похожа на губку, поскольку может впитывать, удерживать и выделять воду. В свежесрезанном виде примерно половина веса дерева составляет вода. На фотографии ниже показана вода в свежесрезанной древесине кипариса и то, как древесина сохнет снаружи внутри.

Сколько времени нужно для сушки пиломатериалов?

Это не совсем быстрый процесс.Это зависит от влажности окружающей среды, в которой находится древесина, но одно практическое правило гласит, что воздух древесины сохнет примерно на один дюйм в год. Таким образом, пиломатериал размером 12 на 12 дюймов потребуется около шести лет, чтобы высохнуть до центра.

Насколько сухой станет древесина?

Древесина в конечном итоге высыхает на воздухе до равновесного содержания влаги (EMC) окружающей среды. ЭМС — это точка, при которой древесина не теряет и не поглощает воду. Влажность древесины определяется атмосферной влажностью окружающей древесины.

Конечно, среда может быть разной. Брус находится внутри или снаружи? В какой части страны он находится? Какое сейчас время года? Например, в сухом горном воздухе Денвера ЭМС древесины, подвергшейся воздействию внешней атмосферы в июле, составляет 9,4%, а в Новом Орлеане — 15,3% (Лаборатория лесных продуктов: Равновесное содержание влаги в древесине на открытом воздухе в США. Штаты и мир , август 1988 г.).

Насколько влажная (или сухая) моя древесина?

Поскольку мы не видим воду в древесине, для измерения влажности используются влагомеры.Недорогие влагомеры измеряют содержание влаги на поверхности, что подходит для плит толщиной 3/4 дюйма, но не для древесины толщиной 8 дюймов. Профессиональные влагомеры используют электромагнитное сканирование для измерения влажности древесины, а не поверхности балки.

Какое среднее содержание влаги в США?

На большей части территории США средняя влажность составляет 8%, в прибрежных районах юго-востока и Калифорнии средняя влажность составляет 11%, а в пустынях на юго-западе — около 6%.

Большинство деревянных каркасов построено из зеленой (влажной) древесины

Сушить древесину воздухом непрактично (требуются годы), а мы, люди, — нетерпеливый вид, поэтому последние две тысячи лет люди строят деревянные каркасы из зеленой (влажной) древесины. Да, зеленая древесина будет сжиматься, проверяться, а иногда и скручиваться во время высыхания, но лесоводы и инженеры понимают это движение и учитывают его. Проверки начинаются на внешней поверхности древесины и почти всегда заканчиваются в центре (центре) древесины и почти никогда не вызывают структурных проблем.

Между прочим, если бы трещина развивалась на всем протяжении древесины (разделяя ее на две отдельные части), это было бы названо расколом и могло бы стать поводом для беспокойства.

Узнайте больше о деревянных каркасах и возможностях использования древесины здесь.

Насколько сильно сжимается зеленая (влажная) древесина при высыхании?

Усадка зависит от вида, но больше, чем вы думаете!

Поскольку многие деревянные каркасы изготавливаются из пихты Дугласа, давайте начнем с рассмотрения древесины пихты Дугласа 12 × 12 (прибрежной).Ожидается, что эта зеленая (влажная) древесина пихты Дугласа, высушенная до конечного содержания влаги 8%, будет иметь усадку чуть менее 9/16 дюймов на каждой стороне с 12 дюймов на 12 дюймов до конечного размера 11-7. / 16 дюймов x 11-7 / 16 дюймов.

Западный красный кедр дает меньшую усадку: древесина того же размера, что и древесина западного красного кедра, дает усадку немного меньше, примерно от 5/16 дюйма до 11-11 / 16 дюймов x 11-11 / 16 дюймов. Наконец, как насчет разновидностей с высокой степенью усадки, таких как White Oak? Ожидается, что он уменьшится от чуть меньше 3/4 дюйма до чуть больше 11-1 / 4 дюйма x 11-1 / 4 дюйма.

6 способов минимизировать проблемы с зеленой (влажной) древесиной в деревянной раме:

1. Укажите Free-Of-Heart-Center вместо менее дорогого сорта Сердце в штучной упаковке.
2. Нанесите концевой герметик на основе воска на торцевое волокно, чтобы замедлить процесс высыхания. Мы используем Anchorseal, доступный по адресу https://uccoatings.com/products/anchorseal/.
3. По возможности используйте закрытые столярные изделия.
4. Шарнирные соединения с резьбовым отверстием.
5. Чем медленнее и медленнее процесс сушки, тем лучше (т.е.е. худшее, что вы можете сделать, — это закрыть деревянную раму и немедленно включить отопление или кондиционер на полную мощность.)
6. Не наносите пленкообразующее покрытие (например, полиуретан) на древесину.

Я не хочу, чтобы дерево проверяло или трещало на моем бревне. Какие у меня варианты?

Не строите из массивной древесины. Вместо этого попросите нас оценить клееные балки для деревянного каркаса или изготовить коробчатые балки из хорошо высушенных новых или переработанных пиломатериалов.

Если вы согласны с некоторыми проверками, но предпочитаете избегать некоторых характеристик зеленой древесины, подумайте о покупке древесины, как если бы вы покупали футболки из высококачественного органического хлопка с предварительной усадкой.Есть два способа купить сухие брусья: новая древесина, высушенная в печи, или вторичная древесина, которая сушится медленно и естественным образом в течение 50 или 100 лет, когда она использовалась в качестве сарая или склада.

Где купить сушеные пиломатериалы?

Мы предлагаем два типа древесины, высушенной в печи: традиционную сушку (KD) и высокочастотную сушку (RFKD). При обычной сушке в печи происходит сушка примерно на 1 дюйм или около того, в результате чего большая часть древесины остается влажной. Другой метод, RFKD, похож на гигантскую микроволновую печь и сушит древесину до основания.

Что вам нужно знать о древесине RFKD, так это то, что в настоящее время она работает только на пихте Дугласа, она сухая до сердцевины и стоит дороже. Однако он не такой сухой, как полы из твердых пород древесины или пиломатериалы, прошедшие традиционную сушку в печи (содержание влаги 6-8%). Например, самая сухая древесина RFKD имеет содержание влаги 15% или менее на расстоянии 3 дюйма от поверхности древесины.

Как насчет использования вторичной древесины в деревянном каркасном строительстве?

Восстановленные деревянные балки, которые сушились на воздухе естественным путем в течение 50–100 лет в течение их прежнего срока службы в сараях, фабриках или складах, часто полностью высыхают до сердцевины и самых сухих пород древесины.Нелегко вручную разметать и соединять неправильные, скрученные и неквадратные вторичные балки, поэтому готовый деревянный каркас, кажется, всегда был одним каркасом.

Мы думаем, что деревянный каркас, построенный из вторичной древесины, — это все, чего нет в сегодняшней гладкой, серийно производимой и насыщенной технологиями культуре. Он прославляет трещины, характер, грязь и все другие отметины, которые оставляют после себя время, погода и использование.

Хотите узнать больше о деревянных каркасах? Посмотрите наши видеоролики о деревянных каркасах и узнайте, что делает Carolina Timberworks лучшей в стране.

Разделение на части, принятие жестких мер: понимание «проверки»

Вопрос: Это нормально?

Я знаю, что вам это может показаться чрезмерным, если вы не знакомы с настоящими изделиями из дерева. Вот почему мы рекомендуем повторно окрашивать перголу в течение первого года, чтобы древесина успела адаптироваться к климату, а затем покрыть все трещины. Это настолько распространено в древесине, что для этого есть термин «проверка», который может выглядеть как раскол или трещина.Чеканка — более распространенная черта древесины кедра. Некоторые из наших клиентов по-прежнему предпочитают кедр, особенно в отделке Natural, из-за присущей ему красоты с сучками. Вот фотографии проверки с некоторых дисплеев в выставочном зале Western Timber Frame, чтобы показать, насколько это распространено.

Древесина — это органический, натуральный продукт, и этого следует ожидать. Проверка — это естественная продольная трещина в древесине / древесине вдоль волокон, похожая на бороздку или трещину в таком органе, как мозг.По мере того, как древесина / древесина впитывает или теряет влагу, она сжимается и набухает, пока не достигнет равновесия с постоянными изменениями уровня влажности в воздухе окружающей среды. Вся древесина нуждается в некоторой выдержке, приспосабливаясь к ее атмосфере и условиям.

Для некоторых проверка подчеркивает добавление характера и привлекательности с помощью множества примеров, таких как балки, перекрывающие верхушки древних амбаров, до величественно обширных соборов с красиво открытой естественной клеткой, отражающей очарование природы.Конструкция шторы деревянного каркаса не теряет своей структурной целостности после проверки.

Пихта Дугальса имеет стабильные размеры, способные оставаться в правильном положении и выдерживать такие нагрузки, как растяжение, сжатие и прогиб. Дугласская пихта — это вид с превосходными показателями производительности, завоевавший уважение во всем мире за свои превосходные характеристики в чрезвычайно стрессовых условиях. Обладая невероятной прочностью и прочными, жесткими волокнами, пихта Дугласа выдерживает испытание по весу и плотно-зернистой форме и является архитектурным выбором для промышленного и восстановительного использования.

Общие сведения о проверках и расколах в пиломатериалах и древесине на месте — Wood Science Consulting

Проверки и раскалывания пиломатериалов и пиломатериалов, особенно древесины, часто неправильно понимаются при оценке состояния конструкции. Я собираюсь обрисовать здесь основы. Есть два способа образования трещин и трещин в деревянных элементах: во время выдержки или сушки и во время производства. Этот блог посвящен проверкам и расколам, которые являются результатом приправки после установки.Если после прочтения этого блога у вас возникнут какие-либо конкретные вопросы, не стесняйтесь обращаться в Wood Science Consulting.

Появление трещин и трещин после установки происходит после высыхания элемента на месте. Довольно часто в старых зданиях элементы устанавливались зелеными (т.е. «мокрыми»), особенно деревянные. Сушить пиломатериалы в печи из-за их размера непрактично. Некоторые из них сушат на воздухе в течение определенного периода времени перед установкой, но по большей части они устанавливаются в зеленом виде, и поэтому им позволяют высохнуть на месте.То же относится и к большому количеству размерных пиломатериалов.

В процессе выдержки в древесине возникают напряжения в результате разной усадки, которая часто может приводить к расслоению, раскалыванию и даже короблению. Разделение древесных волокон приводит к расслоению и расслоению. Из-за врожденных характеристик древесины она по-разному сжимается и набухает. Лучше всего это поясняется на изображении ниже. Как правило, древесина усаживается (набухает) примерно вдвое больше в тангенциальном направлении годовых колец по сравнению с радиальным направлением.Кроме того, во время начального процесса сушки внешняя часть элемента неизбежно высыхает быстрее, чем внутренняя часть, что также вызывает возникновение дифференциальных напряжений внутри элемента. Совместное действие этих напряжений при высыхании в деревянном элементе часто, а иногда и неизбежно, приводит к образованию щели или трещины. Поскольку самым слабым прочностным свойством древесины является растяжение перпендикулярно волокну (аналогично тому, как дерево раскалывается топором), напряжения при высыхании могут привести к образованию трещин или трещин, образующихся в радиальном направлении поперек годичных колец.Однако, хотя изначально эти характеристики приправы могут показаться проблематичными, скорее всего, это не так. Важно помнить, что по мере высыхания древесина становится прочнее. Более того, развитие этих характеристик приправы довольно часто является нормальным. Что наиболее важно, оба они учитываются при выводе расчетных значений для пиломатериалов и пиломатериалов, а также учитываются в применимых правилах оценки.

Как укрепить каркас кровати (несколько простых решений)

Укрепить каркас кровати

Нет ничего хуже, чем неустойчивый, шумный каркас кровати, который скрипит и покачивается при каждом вашем внезапном движении.Вместо того, чтобы тратить несколько сотен долларов или больше на новый каркас кровати, вы можете выиграть время, укрепив существующий каркас кровати. По сути, это означает, что вы делаете его более надежным, надежным и тихим (аллилуйя). Ниже приведены несколько способов получить каркас кровати — почти — как новый.

В зависимости от вашей проблемы и типа имеющегося у вас каркаса кровати есть несколько различных способов решения проблемы.

Предлагаемые материалы — Сверло, 1-дюймовые винты и подержанный каркас кровати

Затяните винты каркаса кровати — Сначала вам следует дважды проверить все отдельные планки вашей кровати (если таковые имеются) и винты, чтобы убедиться, что ничего не болтается — даже ножки.Ослабленные винты и болты — частые причины скрипучей и шаткой станины. Но хорошая новость в том, что это очень легко исправить — просто затяните их отверткой или гаечным ключом!

Повторное соединение швов — Если вы спите на деревянном каркасе кровати, повторно соедините все суставы, которые могли сместиться со временем. Разделенные стыки каркаса кровати могут дестабилизировать каркас кровати, заставляя его раскачиваться и раскачиваться. Положите ткань на обе стороны стыка, чтобы предотвратить возможное повреждение, и попросите друга или члена семьи помочь вам удержать раму.Используя молоток, аккуратно стучите по стыку и повторите для всех остальных, которые нужно соединить заново.

Если у вас есть каркас кровати, который ранее был приклеен, оберните ткань вокруг каждой стороны стыка и повторно нанесите столярный клей на внутреннюю часть. После этого вам нужно аккуратно сколотить соединение и использовать что-то вроде зажима, чтобы надежно удерживать его, пока он высыхает. Повторите эти действия для любых других разъединенных суставов, которые вы видите.

Добавьте планки кровати — Если у вас есть обычная рама кровати, у которой есть только периметр и поддерживающая центральная балка, добавление планок сделает ее более прочной и поддерживающей.Это поможет бороться с провисанием матраса и позволит каркасу вашей кровати выдержать больший вес.

1. Измерьте внутреннюю ширину каркаса кровати, чтобы определить, какой длины вам нужны новые планки.
2. Отметьте карандашом длину на деревянной доске размером 1 × 4 фута и с помощью ручной пилы срежьте лишнюю древесину.
3. Повторите шаги один и два, чтобы придумать еще одну деревянную планку, или, если вы не лучший мастер на все руки, снимите мерки в ближайшем хозяйственном магазине, например Home Depot, где вам разрежут дрова.
4. Поместите одну доску справа от центральной балки, а другую — с левой стороны, примерно на 2 или 2 1/2 фута от средней балки рамы.
5. С помощью дрели прикрепите новые деревянные доски к внутренней кромке каркаса кровати.

Замените поддерживающую центральную балку — Если вы подозреваете, что центральная балка является единственной проблемной частью каркаса вашей кровати, вы можете избавиться от всего этого вместе и заменить на что-то, что обеспечит немного большую поддержку.

Каждая планка должна находиться на расстоянии около 2 футов от поддерживающей центральной балки.

1. Отвинтите центральную балку от каркаса кровати.
2. Измерьте ширину внутреннего каркаса кровати из стороны в сторону и определите длину вашей новой центральной балки.
3. Измерьте расстояние от пола до нижней части центральной балки, чтобы определить, какой длины должна быть ваша новая опорная ножка.
4. С помощью карандаша отметьте новый размер центральной балки на деревянной доске 1 × 4 и воспользуйтесь пилой, чтобы вырезать его самостоятельно, или отнесите свои измерения в строительный магазин, чтобы профессионал вырезал для вас кусок дерева.
5. Повторите шаг четыре для новой опоры, используя деревянный брусок 4 × 4.
6. Поместите обрезанный деревянный блок под новую центральную балку прямо в центре и просверлите 2 шурупа по дереву в блоке через верхнюю часть фанерной центральной балки, чтобы закрепить их вместе.
7. С помощью дрели прикрепите каждый конец новой центральной балки к каркасу кровати.

Как починить сломанный каркас кровати

Если вы немного опоздали до раздела, посвященного укреплению, и теперь имеете дело с треснувшим каркасом кровати, потому что он недостаточно поддерживающий, не сдавайтесь еще! Возможно, еще есть надежда.Это обычная проблема, и обычно она возникает вдоль горизонтальных линий волокон или на концах рамки. Если это так, направьте своего внутреннего мастера и выполните следующие восемь шагов:

1. После того, как вы снимите матрас с каркаса кровати, оставьте все планки на месте, пока вы открываете разрез с внутренней стороны каркаса с помощью отвертки. После раскола удалите излишки щепок и щепки.
2. Нанесите столярный клей по всей длине раскола и распределите его вокруг трещины, используя нож с плоской головкой, похожий на шпатель.
3. Используйте стержневой зажим, чтобы снова соединить два конца раскола, и затягивайте его, пока не увидите, как клей выходит из трещины. Оставьте их на каркасе на ночь, чтобы они высохли.
4. Чтобы укрепить раму и убедиться в надежности соединений, на следующий день, когда все высохнет, измерьте длину раскола с внутренней стороны рамы и добавьте к ней еще 6 дюймов.
5. Измерьте ширину каркаса кровати.
6. Используя пилу или стол, вырежьте полоску из обрезков древесины ½ дюйма, например фанеры, в соответствии с размерами, которые вы только что сделали.
7. Просверлите отверстия в куске древесины на расстоянии 2 дюйма друг от друга с помощью сверла 3/16 дюйма и просверлите, но убедитесь, что отверстия расположены в шахматном порядке, а НЕ на прямой линии.
8. Нанесите столярный клей на одну сторону обрезков древесины и поместите его с внутренней стороны поверх раскола. Просверлите винты диаметром 1 дюйм в пилотные отверстия и дайте каркасу снова высохнуть в течение ночи, прежде чем снова поставить на него кровать.

Покупка нового каркаса кровати

Если кажется, что усиление каркаса кровати не является вариантом и не подлежит ремонту, возможно, пришло время подумать о покупке нового.Существует много различных типов каркасов кроватей, и они доступны в широком диапазоне цен. Средняя стоимость каркаса кровати составляет около 250 долларов, но размер и материалы сильно влияют на стоимость каркаса — некоторые каркасы кроватей (например, регулируемые) могут стоить более 1500 долларов. Просто убедитесь, что вы приняли во внимание ваш бюджет, потребности, пространство и размер, прежде чем начинать поиск каркаса кровати.

Иллюстрированный глоссарий терминов для судов и лодок

Страница из

НАПЕЧАТАНА ИЗ РУКОВОДИТЕЛЕЙ OXFORD HANDBOOKS (www.oxfordhandbooks.com). © Oxford University Press, 2018. Все права защищены. В соответствии с условиями лицензионного соглашения, отдельный пользователь может распечатать PDF-файл одной главы названия в Oxford Handbooks Online для личного использования (подробности см. В Политике конфиденциальности и Правовом уведомлении).

дата: 17 июля 2021 г.

[Следующий иллюстрированный глоссарий впервые появился полностью в книге « Деревянное судостроение и интерпретация кораблекрушений » Дж. Ричарда Стеффи (1994).Здесь он перепечатан с разрешения Texas A&M University Press, с небольшими изменениями, чтобы удалить ссылки, относящиеся к рисункам и главам, которые были включены в исходную работу, но не являются частью этого тома. Глоссарий в первую очередь относится к первым двум разделам этого справочника и не предназначен для репрезентативного представления всей области морской археологии. Как независимый вклад, это прекрасный источник информации по терминологии строительства судов, но также и свидетельство работы покойного г-наСтеффи, чье влияние сыграло важную роль в понимании деревянного судостроения и интерпретации затонувших кораблей и архивных материалов. — Ред. ]

Слова, выделенные жирным шрифтом , определены в другом месте глоссария. Статьи были иллюстрированы везде, где это возможно, либо в глоссарии, либо в тексте. Альтернативные термины или варианты написания перечислены в скобках после записи. Альтернативные определения для одной записи обычны; это результат распространения, различий в местонахождении и технического прогресса.Однако читателя предупреждают, что многие из перечисленных здесь древесных материалов и устройств могли иметь дополнительную идентификацию, часто изобретенную писателем или на местном сленге; Некоторые трудности могут возникнуть при идентификации таких записей в различных документах. Путаница распространяется и на современные публикации. Один морской словарь показывает, что колено головы расположено позади захвата, в то время как большинство других называют эту древесину фартуком и правильно помещают колено головы чуть ниже бушприта.Я попытался разрешить эту путаницу, где это было возможно.

(стр. 1106) Древние корабли содержали структурные элементы, которые исчезли к средневековью, и поэтому они не упоминаются в публикациях. Некоторым из них были присвоены термины в археологических публикациях; остальное, надеюсь, я предвидел и точно определил.

Еще одно предостережение. Многие иллюстрации в глоссарии представляют собой составные чертежи, в некоторых случаях включающие в себя элементы нескольких судов или типов судов на одном и том же чертеже.Если не указано иное, эти иллюстрации не предназначены для представления деталей конструкции конкретного гидроцикла.

Цитированные ссылки

Рослофф, Джей П. 1991. Однорукий якорь ок. 400 до н. Э. с судна Ma’agan Michael, Израиль: предварительный отчет. Международный журнал морской археологии 20 (3): 223–226. Найдите этот ресурс:

Стивенс, Джон Р. 1949. Рассказ о строительстве и украшении старых кораблей .Торонто: Джон Р. Стивенс. Найдите этот ресурс:

Ucelli, Guido. 1950. Le navi de Nemi . Рим: Istituto Poligrafico e Zecca dello Stato. Найдите этот ресурс:

van Doorninck, Frederick H., Jr. 1988. Якоря: ограниченная технология, сложный дизайн. Информационный бюллетень INA 15 (3): 24–25. Найдите этот ресурс:

Как распилить пиломатериалы самостоятельно

ОБНОВЛЕНО 26Jun2020 + 2 видео ниже. Легко не обращать внимания на очевидный факт, что пиломатериалы получают из бревен, но если вы начнете так думать, могут случиться интересные вещи. В вашей мастерской на удивление легко превратить короткие бревна в мебельные доски, и все это без специального оборудования. Тщательно просушите эту древесину, и вы будете готовы соединять, строгать и разрезать материал на части для небольших проектов. Помимо экономии денег, этот вид микропереработки дает доступ к породам древесины, которые никогда не продадутся на лесных складах. Вы также получите полный контроль над ориентацией волокон и внешним видом древесины. Вы даже можете обрабатывать строительные балки и доски из торговых точек строительного оборудования как свои «бревна», распиливая их на более мелкие части для проектных работ, используя некоторые из этих тех же методов.Я занимаюсь этим годами.

Я фрезеровал эту очень качественную маленькую доску из куска ясеня, который был слишком хорош, чтобы его можно было сжечь. Вы видите годичные кольца, близкие к идеальным.

Я добился хороших результатов, используя два метода фрезерования пиломатериалов из небольших бревен в моем магазине. Самый простой — это дровокол с гидравлическим приводом. Вы также можете использовать топор или колющие клинья для работы. Прозрачные, прямозернистые, легко раскалываемые породы легко раскалываются на доски, похожие на заготовки.Большинство дровоколов обрабатывают блоки длиной до 24 дюймов, поэтому, когда вы найдете хорошее бревно, отрежьте блоки до этой длины, даже если вы делаете дрова короче. Вы обнаружите, что лучшие доски получаются из середины бревна, где древесина наиболее широкая, а годичные кольца находятся ближе всего к перпендикулярной поверхности доски. Разделите доски толщиной от 1 до 2 дюймов, в зависимости от того, как ведет себя конкретный кусок дерева и какой толщины вы хотите, чтобы ваши готовые доски были. Такие породы, как ясень и дуб, расщепляются без сучков, чтобы их можно было разделить ближе к окончательному размеру.Древесина с более дикой фактурой дает более неправильные расколотые доски, требующие дополнительного материала для стыковки и строгания в дальнейшем. Я обычно раскалываю большие бревна в два прохода, каждый на 180 градусов друг от друга.

Любая ленточная пила размером 14 дюймов или больше станет отличной пилорамой для мастерской для превращения более длинных бревен в доски. В зависимости от диаметра ваших бревен, вы можете распилить их круглыми или предварительно разделить бревна на четвертинки перед распиловкой. Кувалда, забивающая клин для колки древесины, хорошо подходит для такого типа начального колки.Метод ленточной пилы позволяет обрабатывать бревна, которые длиннее, чем у обычных дровоколов, а результаты получаются более гладкими и точными. Максимальная практическая длина бревен для ленточной пилы составляет от 36 до 48 дюймов, что вполне достаточно для многих проектов небольших домашних мастерских. Даже городские сообщества производят большие ветки или стволы деревьев, которые идеально обрабатываются ленточной пилой.

Независимо от того, как вы обрабатываете пиломатериалы, сушка включает в себя тот же процесс, что и другие виды необработанных пиломатериалов. Независимо от того, сколько времени прошло с тех пор, как ваши бревна были распилены, древесина все еще слишком влажная для обработки дерева.Вот почему вам нужно обеспечить циркуляцию воздуха со всех сторон каждой доски, а бытовой вентилятор действительно ускоряет прогресс. Укладывайте пиломатериалы, укладывая между ними полоски обрезков древесины толщиной 1/2 дюйма, а затем направьте поток воздуха на груду. Если вы можете разместить вещи в отапливаемом помещении, время высыхания будет на удивление быстрым. У меня микропиломатериал упал с 25% влажности до 10% (и готов к постройке) менее чем за месяц. Ясень, сосна и кедр обычно сушатся так быстро, не деформируясь и не трескаясь. Древесина клена, дуба и особенно яблони выигрывает от более медленной сушки.

Далее идет фугование и строгание, и это моя любимая часть процесса. Это потому, что на этом этапе начинает проявляться красота древесины, хотя для достижения результата требуется немного больше времени, чем при использовании обычных необработанных пиломатериалов. Неправильные формы означают, что больше проходов через фуганок и строгальный станок, прежде чем вы доберетесь до плоского и точного материала для проектов.

Одна вещь, которую вы, вероятно, заметите во время работы, — это то, насколько плавно ваши высушенные воздухом пилы и стамески работают на пиломатериалах. Разница особенно заметна с древесиной хвойных пород, причина в сушке на воздухе. Это более щадящий процесс, чем высокотемпературная сушка в печи, применяемая для большинства коммерческих пиломатериалов, и древесина показывает это. Сушеный на воздухе пиломатериал просто ведет себя приятнее и предсказуемее под любым полотном.

У этого пиломатериала из красного дуба четвертичного цвета «живые края». Это означает, что кора остается по крайней мере с одной стороны каждой доски.

Контроль направления волокон — одно из скрытых преимуществ мелкомасштабного фрезерования собственного пиломатериала. Если вам нужен максимально стабильный пиломатериал, разрежьте доски так, чтобы годичные кольца находились как можно ближе к 90º с лицевой стороной доски. Такой пиломатериал называется четвертичным или вертикально-фактурным, и это имеет большое значение. Древесина с вертикальной текстурой имеет тонкие, прямые и правильные линии на поверхности доски, и это один из моих любимых рисунков текстуры. Если вы видели небольшие бревна так, чтобы годичные кольца располагались параллельно поверхности доски, это называется плоский рассвет. Вы получите более дикий и ярко выраженный узор текстуры, который идеально подходит для некоторых проектов.Просто помните, что древесина плоского напольного покрытия расширяется и сжимается на 200–300% больше, чем древесина с вертикальной текстурой при заданном изменении содержания влаги.

Изготовление необработанного пиломатериала самостоятельно без лесопилки, вероятно, не обеспечит вас древесиной для всех ваших проектов, но это все же стоит делать. Я всегда обнаруживал, что чем больше творчества вы вкладываете в свои проекты, тем больше вы получаете.

Механика материалов: изгиб — напряжение сдвига »Механика тонких конструкций

---

Поперечный сдвиг при изгибе

Как мы узнали при построении диаграмм сдвига и момента, поперечная сила и изгибающий момент действуют по длине балки, испытывающей поперечную нагрузку.В предыдущем уроке мы узнали о том, как изгибающий момент вызывает нормальное напряжение . Это нормальное напряжение часто доминирует в расчетных критериях прочности балки, но по мере того, как балки становятся короткими и толстыми, поперечное напряжение становится доминирующим. В этом уроке мы узнаем, как сила сдвига при изгибе балки вызывает напряжение сдвига .

Поперечный сдвиг трудно визуализировать. Рассмотрим несколько балок, консольно прикрепленных к стене.Представьте, что это деревянные доски размером 2 на 4 дюйма. Если они не связаны друг с другом, приложение нагрузки к свободному концу балок приведет к их изгибу и скольжению мимо друг друга, как показано на рисунке ниже. Если вместо этого доски склеить, клей предотвратит проскальзывание балок друг о друга. Это сопротивление скольжению или сопротивление силам, параллельным поверхности балки, создает напряжение сдвига внутри материала. Это напряжение сдвига может вызвать разрушение, если горизонтальные плоскости, которые должны сопротивляться сдвигу, являются слабыми.

Чтобы понять природу этого поперечного напряжения сдвига более математически, давайте представим балку, которая просто поддерживается на концах и нагружена точечной силой в ее центре. Давайте увеличим масштаб небольшого сегмента балки и проанализируем силы, действующие на него. Из предыдущих разделов мы знаем, что при изгибе будет нормальное напряжение, которое изменяется по оси y . Из показанной нагрузки мы знаем, что нормальное напряжение в направлении x будет сжимающим (отрицательным) в верхней части балки и растягивающим (положительным) в нижней части балки.Мы также знаем, что это нормальное напряжение будет равно нулю вдоль нейтральной оси балки. Нас интересует суммирование сил в направлении x и установка их равными нулю. Если мы посмотрим на произвольную площадь поперечного сечения (то есть не на всю площадь поперечного сечения), мы можем записать силы от нормального напряжения как напряжение, умноженное на площадь дифференциального элемента. Теперь мы знаем из нашей аналогии с деревянной доской, приведенной выше, что должна быть сила, параллельная основанию этой произвольной области — эта сила сдвига будет действовать в направлении x , и мы назовем ее дельтой H.Теперь мы можем суммировать силы, действующие в направлении x .

Установив сумму сил в направлении x равной нулю и решив наш неизвестный сдвиг, мы можем начать простые вещи. Во-первых, мы видим, что, переставив некоторые члены и вынув члены, которые не меняются по площади поперечного сечения из интеграла, мы получаем знакомый член в крайней правой части уравнения. Мы находим интеграл x по площади — это, как мы знаем из нашего урока по изгибу, равно первому моменту площади вокруг другой оси (в данном случае, из иллюстрации поперечного сечения, то есть z ось): Q _z .Мы также можем немного упростить это уравнение, вспомнив связь между изменением изгибающего момента и поперечной силой. Итак, мы можем переписать M _d -M _c (что является дельтой M ) как V delta x . То, что у нас остается, как только мы приведем два дельта-члена к одной и той же стороне уравнения, будет уравнением для горизонтальной поперечной силы на единицу длины .

(Вы можете заметить, что я избавился от нижних индексов, которые показаны в приведенном выше уравнении.Это потому, что в приведенном выше уравнении была указана система координат: x было длинной осью балки, y было по толщине, а z было по ширине. Вышеприведенное уравнение является общим, вам нужно будет определить, каковы координаты, и, следовательно, какие индексы и соответствующие моменты площади вам нужно решить.)

Это уравнение для q имеет единицы [Н · м ^-1 ]. Сила на длину … только из анализа размеров, мы можем заметить, что эта сила сдвига на единицу длины будет напряжением, если мы разделим q на масштаб длины.Соответствующим масштабом длины в этом случае является , толщина, интересующей области, t .

Теперь из раздела нашего урока по изгибу, посвященного моментам площади, мы знаем, как вычислить Q и I . Прежде чем беспокоиться о деталях, есть несколько вещей, которые мы можем сразу извлечь из этого уравнения. Начнем с того, что мы знаем: может определить V из наших диаграмм сдвига и момента . Мы можем вычислить I на основе формы всей конструкции , и мы можем определить t из ширины нашей области интереса , т.е.е. на какой ширине происходит этот сдвиг. Определение Q часто является самой сложной частью такого рода проблем — это то, что требует большой практики.

Эти уравнения для напряжения поперечного сдвига можно упростить для обычных инженерных форм. Например, если у вас узкий прямоугольный луч, уравнение упрощается до:

Где c — половина толщины балки, или, как правило, c — это расстояние от нейтральной оси до внешней поверхности балки.Это уравнение является иллюстративным по двум причинам: во-первых, напряжение сдвига будет иметь максимальное значение в центре балки, то есть когда y = 0, и будет равно нулю в верхней и нижней части балки. Это справедливо для балок более сложной формы — поперечный сдвиг сверху и снизу равен нулю. Следующее уравнение действительно для определения максимального поперечного напряжения сдвига в американских стандартных (S-образная балка) или широкополочных (W-образных) балках.

Сводка

Изгиб может вызывать как нормальное напряжение, так и поперечное напряжение сдвига .О существовании этого напряжения сдвига можно судить по тому, что карты слегка скользят друг мимо друга, когда вы сгибаете колоду карт. Величина напряжения сдвига становится важной при проектировании изгибаемых балок, которые являются толстыми или короткими — балки могут и будут разрушаться при сдвиге при изгибе. Для расчета поперечного напряжения сдвига мы используем приложенную силу сдвига (которую можно получить из диаграммы момента сдвига), первый момент площади и толщины интересующей области и второй момент площади всей конструкции.Сложность с этими проблемами обычно возникает при принятии решения о том, какая интересующая область является конкретной проблемой, и при правильном вычислении Q для этой области.

Этот материал основан на работе, поддержанной Национальным научным фондом в рамках гранта № 1454153. Любые мнения, выводы, выводы или рекомендации, выраженные в этом материале, принадлежат авторам и не обязательно отражают точку зрения Национального научного фонда. Научный фонд.

.