Лобовая врубка

Врубкой называют соединение, в котором усилие элемента работающего на сжатие, передается другому элементу непосредственно без вкладышей ил иных рабочих связей. За этим видом сохранилось старое название врубка – от выполнения ее топором, в прошлом.

Врубки применяются в узловых соединениях брусчатых и бревенчатых ферм, в т. ч. и опорных узлах. Соединяемые врубкой элементы ДК должны быть скреплены вспомогательными связями – болтами, хомутами, скобами, рассчитываемыми на монтажные нагрузки.

Лобовая врубка может утратить несущую способность при достижении одно из 3^х предельных состояний:

1) по смятию площадки упора F_смα

2) по скалыванию площадки F_ск

3) по разрыву ослабленного врубкой нижнего пояса

Согласно СНиП II -25 – 80, лобовую врубку на скалывание рассчитывают определением среднего по длине площадки скалывания поперечного сдвига:

где - расчетное сопротивление древесины скалыванию вдоль волокон

- расчетная длина площадки скалывания, принимаемая не более 10 глубин врезки в элемент

β = 0,25; 0,125 в зависимости от схемы скалывания в соединении

е – плечо скалывания принимаем =0,5 h.

Работа болта, как аварийной связи в основном расчете опорного узла не учитывается, поскольку начальная жесткость его сопротивления сдвигу, особенно после ушки древесины. ничтожно мала по сравнению с начальной жесткостью работы врубки на смятие и скалывание

1. - брусья, - бревна

2. 

Определение несущей способности врубки из условий смятия

Из условий скалывания

Соединения на нагелях

Нагелем называется гибкий стержень, который, соединяя элементы деревянных конструкций и препятствуя их взаимному сдвигу, сам в основном работает на изгиб.

По материалу различают нагели деревянные и стальные, в последнее время пластмассовые. По форме – цилиндрические и пластинчатые.

К цилиндрическим относятся болты, штыри, гвозди, винты.

Нагели могут вставляться в подготовленные отверстия или вбиваться. В зависимости от деформации нагеля под нагрузкой различают симметричные соединения и несимметричные.

По аналогии с металлическими конструкциями каждое пересечение нагеля с рабочим швом называется «срезом». В зависимости от количества срезов соединения может быть односрезным, 2^х срезным, многосрезным.

Напряжения смятия древесины нагелем имеет разные знаки, и их равнодействующие образуют две пары взаимно уравновешенных продольных сил препятствующих повороту нагеля.

По условию равновесия нагеля моменты этих пар равны

, откуда

Следовательно, равновесие нагеля обеспечивается только продольными силами, параллельными направлению сдвига соединяемых элементов.

Нагельные соединения без распорных

Несущая способность одного среза нагеля определяется из двух условий: - работа нагеля на изгиб

- работа древесины на смятие

Если несущую способность нагеля привести к одному срезу, то расчетное количество нагелей определяется по следующей формуле:

где Т_н – наименьшая несущая способность одного среза нагеля

Несущая способность одного среза нагеля из условия смятия определяется

(табл. 17 СНиП- II- 25- 80)

Несущая способность одного среза нагеля определяется из условия изгиба по следующей формуле

,где - толщина крайнего элемента

с – толщина среднего элемента

d_H – диаметр нагеля

K₁-K₅ – табличные коэффициенты

Если усилие Т направлено под углом к волокнам, то для определения несущей способности из условия смятия в соответствующие формулы вводится поправочный коэффициент К_α, при изгибе (Табл. 19- СНиП- II- 25-80)

Коэффициент К_α учитывает уменьшение несущей способности нагеля при действии усилия под углом α к направлению волокон древесины

К_α зависит не только от угла α, но и от диаметра нагеля. Чем меньше d, тем сильнее сопротивление смятию нагельного гнезда (при d≤6 мм К_α=1.)