24. Расчет соединений на гвоздях.

Г возди в соединениях работают как нагели. Однако тот факт, что они забиваются в древесину, обусловливает некоторые особенности их работы: при диаметре гвоздей менее 6 мм их несущая способность на сдвиг не зависит от угла, образованного направлениями силы и волокон; заостренный конец гвоздя перерезает и раздвигает волокна, увеличивая опасность раскалывания. Эту опасность уменьшают более редкой расстановкой гвоздей, по сравнению с нагелями; при расчете учитываются только те гвозди, глубина защемления которых в древесине составляет не менее 4dгв (dгв – диаметр гвоздя в см); при этом заостренный конец длиной 1,5dгв не учитывается в работе. Недостатком гвоздевых соединений является их ползучесть.

Длина гвоздей для крепления растянутых элементов применяется такой, чтобы гвоздь пробивал все сплачиваемые элементы, но при этом не выходил наружу. Заостренный конец не засчитывается в длину гвоздя. Например, для одностороннего прибивания схватки толщиной 50 мм к стропилине толщиной тоже 50 мм нужны гвозди длиной 100 мм, а для для пришивания двусторонней схватки — 150 мм.

При сшивании всех элементов концы гвоздей должны остаться в дереве. Вбитые таким образом гвозди работают на срез (изгиб), то есть гвоздей должно быть установлено такое количество, чтобы они не были срезаны (изогнуты) растягивающими или сжимающими усилиями. Выход гвоздя наружу хотя ошибкой и не считается, но все же крайне нежелателен, концы ржавеют и заражают ржавчиной весь стержень гвоздя. При свободном выходе гвоздя из пакета расчетную толщину последнего элемента следует уменьшать на 1,5d.

Растягивающее напряжение, которое выдерживает один гвоздь, вбитый в строительные элементы из сосны и ели, со смятием древесины вдоль волокон и работая на срез, определяется по формулам рисунка 14. Гвозди рассчитываются на срез (изгиб) по нескольким швам («условным срезам»), за расчетную несущую способность гвоздя принимается наименьшее из полученных значений. При определении несущей способности гвоздя со стороны непробиваемого крайнего элемента пакета расчетную длину гвоздя lо принимают без учета острой кромки. Это подсчитывается так: из общей длины гвоздя вычитают толщины сплачиваемых элементов, которые гвоздь проходит насквозь, потом вычитается длина острия и накидывается еще по два миллиметра на число швов, пробитых гвоздем. Если расчетная длина ао получается меньше четырех диаметров, то работу конца гвоздя не учитывают.

Расчетное количество гвоздей (гвоздевой бой) получается путем деления общего срезающего напряжения на несущую способность одного гвоздя.

Для того, чтобы гвозди не «измочалили» и не раскололи древесину, их нужно вбивать на определенном расстоянии друг от друга. При встречной забивке гвоздей, если их концы заходят один на другой не более чем на 1/3 толщины среднего элемента, разрешается сохранять одинаковую разметку гвоздей с каждой стороны соединения.

(из СНиП)

Сопротивление гвоздей выдергиванию допускается учитывать во второстепенных элементах (настилы, подшивка потолков и т. д.) или в конструкциях, где выдергивание гвоздей сопровождается одновременной работой их как нагелей.

Не допускается учитывать работу на выдергивание гвоздей, забитых в заранее просверленные отверстия, забитых в торец (вдоль волокон), а также при динамических воздействиях на конструкцию.

Расчетную несущую способность на выдергивание одного гвоздя в кН (кгс), забитого в древесину поперек волокон, следует определять по формуле:

Тв.г = R_в.г*p*d*l₁,

где Rв.г – расчетное сопротивление выдергиванию на единицу поверхности соприкасания гвоздя с древесиной, которое следует принимать для воздушно-сухой древесины равным 0,3 МПа (3 кгс/см2), а для сырой, высыхающей в конструкции, – 0,1 МПа (1 кгс/см2); d – диаметр гвоздя, м (см); l₁ – расчетная длина защемленной, сопротивляющейся выдергиванию части гвоздя, м (см), определяемая согласно

Примечания: 1. В условиях повышенной влажности или температуры, а также при расчете на действие кратковременной или постоянной и длительной временной нагрузок расчетное сопротивление выдергиванию для воздушно-сухой древесины следует умножать на коэффициенты.

При диаметре гвоздей более 5 мм в расчет вводят диаметр, равный 5 мм.

Длина защемленной части гвоздя должна быть не менее двух толщин пробиваемого деревянного элемента и не менее 10d.

Расстановку гвоздей, работающих на выдергивание, следует производить по правилам расстановки гвоздей, работающих на сдвиг .

Расчетную несущую способность на выдергивание одного шурупа или глухаря в кН (кгс), завинченного в древесину поперек волокон, следует определять по формуле:

Тв.ш = R_в.шp*d*l₁,

где Rв.ш – расчетное сопротивление выдергиванию шурупа или глухаря на единицу поверхности соприкасания нарезной части шурупа с древесиной, которое следует принимать для воздушно-сухой древесины равным 1 МПа (10 кгс/см2); расчетное сопротивление выдергиванию следует умножать в соответствующих случаях на коэффициенты; d – наружный диаметр нарезной части шурупа, м (см); l₁ – длина нарезной части шурупа, сопротивляющаяся выдергиванию, м (см).

Расстояние между осями винтов должно быть не менее: S1 = 10d; S2 = S3 = 5d.