5. Особенности работы гвоздевых соединений.
Гвоздевые соединения просты, но трудоемки и применяются в основном при небольшом объеме изготовляемых конструкций. Гвозди изготовляются из холоднотянутой стальной проволоки в соответствии с ГОСТ 4028—63*. Острие гвоздя имеет четырехгранную форму и длину, равную полутора диаметрам. Шляпка имеет диаметр, равный двум диаметрам гвоздя. Рекомендуемый сортамент гвоздей приведен в прилож. 11. Наибольшее применение » деревянных конструкциях находят гвозди диаметром 3, 4, 5 и (> мм и длиной соответственно 80, 100, 150 и 200 мм. Гвозди забивают в цельную древесину ударами ручного или пневматического молотка (прилож. 11).
Гвоздь при забивке частично раздвигает и разрывает волокна древесины, образуя в ней отверстие с уплотненными стенками. Благодаря этому он прочно зажимается в древесине и хорошо сопротивляется выдергиванию, однако по этой же причине в ней возникают дополнительные напряжения растяжения поперек волокон. Кроме того, малая изгибная жесткость гвоздей приводит к повышенной ползучести гвоздевых соединений. Поперечному расхождению стыков препятствуют стяжные болты
Правила расстановки гвоздей в соединениях исключают опасность раскалывания древесины соединяемых элементов, которая повышается по мере уменьшения их толщины, и поэтому диаметр гвоздей должен быть не больше четверти толщины элементов. Расстояние между осями гвоздей диаметром d вдоль волокон древесины соединяемых элементов должно быть не менее: от торцов— 15d, между осями в элементах толщиной, равной и большей 10d—\5d, между осями в элементах толщиной Ad—25d, а в элементах промежуточной толщины это расстояние принимается по интерполяции. Расстояние между осями гвоздей поперек волокон и до кромок элементов должно быть при прямой расстановке не менее id, при шахматной и косой расстановке не менее 3d.
СНиП II-25-80. Деревянные конструкции.
Рис. 1 - Соединения на изгибаемых гвоздях: а - схемы расстановки; б - расчетные схемы; в - схема работы эпюры напряжений смятия древесины; /, I-прямая и шахматная расстановка; 3~в«^„«накладках- 4 — в соединениях под углом; 5 - симметричное двухсрезное; 6 - несимметричное односрезное Соединение с конструктивными гвоздями применяют для крепления обшивок и настилов, в которых гвозди не несут расчетных усилий и не рассчитываются.
6. Расчет гвоздей и шурупов, работающих на выдергивание.
Работа гвоздей на выдергивание
Гвозди сопротивляются выдергиванию только благодаря поверхностному трению между ними и древесиной. При появлении трещин (при раскалывании) сила сцепления снижается. Чтобы гарантировать сцепление и исключить раскалывание, необходимо соблюдать те же конструктивные требования при расстановки гвоздей, что и при работе на сдвиг.
a>4dгв , где dгв – диаметр гвоздя
lзащ>10dгв
lзащ>2a , где lзащ – длина защемления.
Несущая способность гвоздя на выдергивание:
Tвыд=πd2bl1Rгввыд ,
где Rгввыд – расчетное сопротивление выдергиванию на единицу поверхности соприкосновения гвоздя с древесиной.
l1=lзащ- 1,5d- 0.2n
n – количество сопряжений в соединении.
Сопротивление гвоздей выдергиванию разрешается учитывать во второстепенных элементах: в подшивках потолков, настилах, а также в конструкциях где выдергивание гвоздя сопровождается одновременной работой его на сдвиг.
Нельзя учитывать работу гвоздя на выдергивание:
забитых в ранее просверленное отверстие
забитых в торец элемента(вдоль волокон)
при наличии динамических воздействий
Работа винтов на выдергивание
Шурупы удерживаются в древесине за счет трения и упора винтовой нарезки в прорезаемых в древесные винтовых желобках.
Под винты выполняются отверстия диаметром
dотв= db-(2 до 3) мм, или 0,8 от диаметра гладкой части винта.
Чаще винты используют для крепления к брусьям металлических накладок, хомутов, шайб.
Если крепят деревянные или фанерные элементы, работающие на отрыв, то определяющим может быть сопротивление древесины смятию головкой винта.
Чтобы этого не произошло, под головку необходимо поставить шайбу размером 3,5d ×3,5d×0,25d.
Tвыд=πdlнарRввыд
