Испытание двутавровых деревянных балок в полевых условиях

Мы утверждаем, что наши двутавровые балки хороши. Чтобы не быть голословными, мы испытали изготовленные нами же двутавры в полевых условиях — взяли балки перекрытия GreenLun-460L с полкой 89 мм из LVL бруса длиной 11 метров, сделанные так, чтобы выдержать вес в пять тонн. Испытывали мы их двумя мощными внедорожниками, каждый из них весил примерно 2500 кило. Мы установили машины прямо посреди пролёта и замерили результаты. Максимум прогиба при такой нагрузке был 2,2 сантиметра в центре балочной системы, что в два раза меньше допустимой нормы (норма составляет 4,4 сантиметра). Испытание прошло успешно, а по его результатам были сделаны следующие выводы:

• Прочность двутавров рассчитывается правильно;
• Балочные перекрытия выдерживают значительную нагрузку, на них можно поставить стол для игры в бильярд, большую чугунную ванну и другие тяжеловесные конструкции. Двутавры могут выдержать такой вес и продолжить нормально удерживать пол;
• Испытание двутавровых деревянных балок показало, что все их ТХ, включая момент инерции и сопротивления, модуль упругости, указаны верно.

В какой последовательности велось испытание двутавровых деревянных балок

Для начала мы установили первую направляющую балку в проектное положение — с этого начиналась сборка стендовой конструкции. В качестве крепёжного материала были выбраны саморезы по дереву жёлтого цвета размерами 80 на 5 мм, крепление делалось через нижнюю полку двутавровой балки с двух сторон. Величина опирания балок составила 200 миллиметров. Одна балка весила 58,3 килограмма, для монтажа понадобилось всего два человека.

Первая направляющая двутавровая балка соединялась со связными блок-балками при помощи уголков 50x50x35 с шагом от полутора до двух метров по всей длине, а также на опорах. Двутавровые блок-балки были равны по своей высоте лагам, которые они связывали. Их установили для связи лагов и перераспределения нагрузки между двутаврами. Блок балки нужны ещё в одном месте — там, где стыкуются друг с другом элементы пола, то есть элементы, сделанные из ОСБ-3 либо фанеры.

Рекомендация от «Интер-Сити»: для связи лучше применять блок-балки на любых пролётах от четырёх метров, это позволяет придать конструкции дополнительной жёсткости, что хорошо сказывается на прочности и долговечности.

Двутавровые балки были установлены с шагом в 400 миллиметров, что равно межосевому расстоянию. Для того, чтобы провести это испытание двутавровых деревянных балок, мы устанавливали стенд, используя сдвоенные двутавры, то есть стоящие рядом друг с другом и скреплённые. Так было сделано для того, чтобы использовать эту же конструкцию в дополнительном испытании, но уже не в качестве перекрытия, а как систему стропил. Естественно, в расчётах было учтено то, что в конструкции был двутавр сдвоенного типа.

Иногда блок-балки крепят к основным лагам не уголками, а вкручиванием саморезов прямо сквозь полки под определённым ушлом. Этот метод помогает сэкономить на уголках достаточно серьёзную сумму - примерно 5 — 10 тысяч рублей. При этом уменьшается скорость монтажа, а законченная конструкция получится не такой прочной. Поэтому «ИнтерСити» рекомендует вам применять уголки, не ограничиваясь использованием длинных саморезов. Понижение жёсткости снижает прочность и долговечность конструкции, делает её слабее на прогиб.

До того, как испытание было начато, на двутавры установили OSB-3, которое имело толщину в 22 миллиметра — оно использовалось, как черновое покрытие. После этого наступило время самого испытания — на перекрытие один за другим заехали два внедорожника, общий вес которых составил 5 тысяч кило. Для наглядности одна из машин была поднята с использованием спецтехники примерно на 15 градусов.

Чтобы всё было абсолютно точно, до начала испытания мы натянули по поверхности плиты OSB-3 верёвку. Когда машины были убраны со стенда, мы измерили прогиб перекрытия по центру — он составил 2,2 сантиметра, что меньше расчётного прогиба конструкции подобного типа в два раза. Относительный прогиб, вычисленный по особой формуле, составил 4,4 см — реально балки прогнулись гораздо меньше этой нормы. Важно то, что расчётный прогиб — это такая величина, при которой возможно нормальное использование конструкции, то есть после испытания у стенда остался огромнейший запас прочности.

Нагружать конструкцию до такого состояния, чтобы она сломалась, мы не стали. Любое, даже самое прочное изделие при желании можно сломать, а для испытания перекрытия не нужно проверять его максимально возможную нагрузку. Всё равно максимально возможная нагрузка — это уже авария, следовательно проверять нужно по степени прогиба конструкции, а не по моменту, когда она рушится.