Как правильно срастить балки 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:



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.

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.

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:

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.

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!