Брус лафетный (или брус лафетный ) — это составная балка, используемая при строительстве домов , палуб и других конструкций с преимущественно деревянным каркасом . Обычно брус лафетный состоит из вертикальной стальной пластины, зажатой между двумя деревянными балками, три слоя которой скрепляются болтами . В этой общепринятой форме его иногда называют стальным брусом лафетного типа . Для получения еще более прочной балки можно использовать дополнительные чередующиеся слои дерева и стали. Металлические пластины внутри балки называются пластинами лафетного типа. [1] Брус лафетного типа использовался как экономически эффективный способ укрепления длиннопролетных деревянных балок и был в значительной степени вытеснен более поздними технологиями.
«Flitch» изначально относился к куску бекона, который разрезали на полоски по длине. [1] Аналогично, деревянная балка разрезалась по длине; затем одна половина поворачивалась на 180 градусов как в продольном, так и в поперечном направлении, чтобы гарантировать, что любые дефекты будут отделены. В 18 веке, до появления стальных балок, сосновые балки обшивались лиственными породами дерева, такими как дуб. [2]
С появлением доступной стали балки-планки стали способом экономически эффективного укрепления деревянных балок большой протяженности, занимая при этом меньше места, чем цельная древесина. Статья 1883 года из The American Architect and Building News сравнивает три альтернативы на гипотетической железнодорожной станции, «в которой второй этаж отведен под офисы, и где мы должны использовать балки для поддержки второго этажа с пролетом 25 футов и не менее 12 футов по центрам, если мы можем этого избежать. Это дало бы нам, для поддержки балкой, площадь пола 12' x 25' = 300 квадратных футов» [3] и 31 500 фунтов нагрузки. После проведения расчетов балки сравниваются следующим образом:
В статье также упоминается огнестойкий характер бруса, «в случае пожара он, вероятно, не повлияет на железо, пока деревянные балки не сгорят сильно». [3]
С появлением высокопрочных конструкционных пиломатериалов преимущества брусьев исчезли. Например, сравните грузоподъемность двух балок длиной 18 футов:
Кроме того, использование этого типа балок значительно сократилось из-за высокой стоимости рабочей силы. Инженерные пиломатериалы можно резать по длине и устанавливать так же, как пиленые пиломатериалы; лафет требует изготовления в цеху и/или полевого крепления. Это, в сочетании с существенно возросшим собственным весом балки (11,4 фунта (5,2 кг) для инженерных пиломатериалов против 25,2 фунта (11,4 кг) для лафетного бруса), снижает жизнеспособность системы.
В настоящее время балки-лафеты в основном используются в исторических реконструкциях, где их можно использовать для укрепления старых опор из древесины или в эстетических целях, где требуются открытые балки с внешним видом дерева и прочностью стали. Проект адаптивного использования в Великобритании, переоборудование конюшен в офисы, потребовал разрезания балки, поддерживающей пол, по всей ее длине, а затем вставки стальной пластины аналогичного размера. Полученная балка-лафет затем была закреплена смолой и болтами, что сохранило внешний вид и обеспечило прочность. Балки-лафеты использовались в качестве колонн в двухэтажном новом строительстве. Клееные балки использовались для поддержки второго этажа и крыши. Это позволило создать вид деревянных колонн, обеспечивая при этом необходимую прочность. [2]
Метод расчета размера балки, которая будет использоваться в строительстве, прост, с использованием метода преобразованного сечения. Стальная пластина рассматривается как равножесткий кусок дерева, ширина которого изменяется на отношение их модулей упругости . Это позволяет рассчитать прогиб всей балки, как если бы она была полностью сделана из дерева. [4] [5] [6]
Существует умеренная деловая активность, связанная с балками, при этом Ассоциация исследований и разработок в области лесоматериалов (TRADA) разрабатывает новую балку, [7] программное обеспечение для строительства, предлагающее расчеты для конструкций балок, [8] [9] и по крайней мере одна фирма предлагает готовые балки в различных конфигурациях. [10]