Греков И.Д. "И столяр и плотник"
Посредством сплачивания брусьев устраиваются составные брусья, применяемые как балки, если по размеру имеющегося леса не представляется возможным изготовить достаточно прочную балку из одного бруса.
Смысл употребления составных брусьев заключается в том, что момент сопротивления бруса при изгибе определяется формулой ае ²/6, где а – ширина, а е – высота бруса.
Если мы положим два одинаковых бруса рядом, т. е. увеличив величину вдвое, то и момент сопротивления бруса увеличится вдвое (будет 2ае ²/6), но если мы положим брусья друг на друга, т. е. увеличивая вдвое высоту в, то момент сопротивления увеличится в 4 раза:
Однако если бы мы просто положили брусья друг на друга, то при изгибе каждый из них работал бы самостоятельно, скользя друг по другу соприкасающимися плоскостями, и мы не вправе рассматривать такой брус, как одно целое. А чтобы приобрести это право, мы должны брусья скрепить так, чтобы возможность такого скольжения была устранена. Это делается одним из нижеописанных способов.
Составной брус со шпонками (рис. 68) устраивается следующим образом. В каждом из сплачиваемых брусьев делаются прямоугольные выемки, которые после складывания брусьев образуют прямоугольные отверстия. В такое отверстие загоняется шпонка – обрезок бруса из твердого дерева (дуб, бук, граб). Сообразно толщине брусьев глубина врезки шпанки в каждый из них делается от 2,5 до, 3,5 см, а сама ширина шпонки делается не менее чем в 4 раза шире глубины ее врезки. Чтобы шпонки имели достаточное сопротивление на срез, поперек волокна, и сами по себе были достаточно массивны, обычно им дают ширину около 15–18 см. Промежуток между шпонками делается раза в 4 больше ширины шпонки, так как на этом промежутке брусья составной балки работают на скалывание вдоль волокон, а сопротивление сосны скалыванию вдоль волокон раза в 4 меньше, чем сопротивление дуба скалыванию поперек волокон.
Так как при передаче усилий одним брусом другому получается пара сил, стремящаяся повернуть шпонку, то на промежутках между шпонками брусья во избежание их расхождения стягиваются болтами. Точные размеры отдельных частей таких соединений определяются в каждом ответственном случае расчетом.
Составной брус с прокладками (рис. 69). Если имеется потребность еще более увеличить высоту составного бруса, то он делается с прокладками. Разница по сравнению с предыдущим соединением получается та, что прокладка делается из того же леса, что и брусья, и располагается волокнами не поперек бруса, как шпонка, а вдоль него, врезаясь в каждый из сплачиваемых брусьев. По сторонам прокладки обязательна постановка болтов, так как усилие, стремящееся своротить прокладку, здесь будет еще больше, чем при шпоночном соединении.