20. Соединения элементов на вклеенных стальных стержнях, их расчет.

Соединения на вклеенных стальных стержнях представляют собой клеевые соединения клеедеревянных элементов при помощи коротких стержней из арматуры периодического профиля классов А-П и А-Ш диаметром 12...25 мм. Они вклеиваются в прямоугольные пазы с накладками или в круглые отверстия клеем, обеспечивающим надежное соединение древесины со сталью. Рис. Соединение на вклеенных стержнях: а — на продольно вклеенных; б — на наклонно вклеенных; в — схема работы; 1 — арматурный стержень; 2 — отверстие; 3 — паз; 4 — рейка

Глубина вклеивания l должна быть не менее 10 и не боле 30 диаметров d стержня, ширина паза или диаметр отверстия: выполняется на 5 мм больше диаметра стержня. Расстояние между осями стержней принимается не менее Зd, а до краев сечения — не менее 2d. Вклеенные стержни применяются для продольного и углового соединений клеедеревянных элементов, работающих на продольные силы или изгибающие моменты. Он воспринимают растягивающие продольные силы N (выдергивание) или сжимающие (вдавливание). Скрытые в толще древесины стальные стержни защищены от химически агрессивной средь и быстрого нагревания при пожаре, что повышает стойкость соединения против коррозии и предел огнестойкости конструкции. Соединения на продольно вклеенных стержнях работают на скалывание древесины вдоль волокон. Разрушаются они почти мгновенно без заметных деформаций, в основном от скалывания древесины по площади внутренней поверхности бывших отверстий. Напряжения скалывания по длине площади скалывания распределяются неравномерно и значительно увеличиваются у ее наружных концов, что учитывается коэффициентом неравномерности К. Расчет соединения на продольно вклеенных стержнях производится на действие максимальных сжимающих или растягивающих сил N от расчетных нагрузок в следующем порядке. Расчетная несущая способность продольно вклеенного стержня I (МН) при выдергивании или вдавливании: , l — глубина вклеивания, м; d — диаметр стержня, м; R_ск— 2,1 МПа — расчетное максимальное сопротивление древесины местному скалыванию вдоль волокон в соединениях; K_ск — коэффициент, учитывающий неравномерности распределения напряжений скалывания по длине вклеивания; K=(1,2—0,02)l/d Требуемое число продольно вклеенных стержней в соединении, на которое действуют растягивающие или сжимающие силы N от расчетных нагрузок: n_тр=N/T Сами стальные вклеенные стержни работают в этом соединении на растяжение обычно с большими запасами прочности. Соединения на поперечно вклеенных стержн я х работают аналогично, но более надежно, чем на продольно вклеенных, на сдвиг и смятие поперек волокон древесины близ поверхности отверстия. Работают они вначале упруго, затем пластично и разрушаются после больших деформаций, как при местном смятии древесины. Несущая способность такого соединения выше, чем продольно работающего, и коэффициент равномерности напряжений тоже выше. Определения несущей способности таких стержней Т (МН): , R_см90 = 3 МПа — расчетное сопротивление поперечному местному смятию в узловых соединениях конструкций, а К_см = (1-0,025)l/d -коэффициент неравномерности напряжений смятия. Соединения на поперечно вклеенных стальных стержнях с большим эффектом применяются в опорных и промежуточных узлах конструкций. При этом исключается работа древесины элемента на смятие поперек волокон и размеры соединений существенно уменьшаются. Соединения на наклонно вклеенных стальных стержнях работают так же, как и на поперечно вклеенных на растяжение стержней и на смятие древесины.