З’єднання дерев’яних елементів

При виготовленні дерев’яних конструкцій часто виникає потреба з’єднувати між собою їх елементи. Розрізняють з’єднання:

зрощування (або стики) – для збільшення довжини (рис. 47, а, б, в);
споювання – для збільшення розмірів попереднього перерізу;
вузлові – для скріплення елементів під кутом (рис 46), (рис 47, г).

З’єднання виконують у більшості випадків спеціальними зв’язками. Залежно від характеру роботи зв’язків розрізняють такі види з’єднань:

на клеях, що працюють у більшості випадків на зсув;
на нагелях – болтах, штирях, цвяхах, що працюють в основному на згин;
на розтягнутих зв’язках – болтах, хомутах, скобах, тяжах, цвяхах, що працюють на розтяг або витягування;
на врубках – з’єднання, що не потребують спеціальних зв’язків.

Всі зв’язки (крім клеєвих) є податливими, тобто не забезпечують повної монолітності з’єднання. Деформації виникають внаслідок нещільності, усушки і зминання деревини, а також від згину зв’язків.

Розвиток деформації відбувається по-різному.

Рис. 46

Дерево є анізотропним матеріалом і тому одним і тим же деформаціям чинить опір по-різному залежно від напрямку дії сил до напрямку волокон. Так, наприклад, його опір сколюванню та зминанню у врубках вздовж волокон більший, ніж поперек їх. Явище зсуву в дерев’яних елементах конструкцій носить назву сколювання.

Детальний розгляд всіх видів з’єднань відноситься до іншого курсу підготовки молодшого спеціаліста, ми розглянемо лише деякі.

Клеєві з’єднання. Склеювання дерев’яних деталей застосовувалось вже багато століть, але лише в останні роки розроблені високоякісні водо- і біостійкі будівельні клеї, що забезпечують міцність клеєвого шва на стик і сколювання, а в деяких випадках і на розтяг, не нижче міцності деревини. Створення надійних клеїв (на основі синтетичних смол) для дерев’яних конструкцій має таке ж значення, як поява зварювання для стальних конструкцій.

Перевага клеєних конструкцій:

З дощок невеликих розмірів можна склеїти елементи будь-якої довжини з поперечним перерізом будь-якої форми, висота перерізів може вимірюватися метрами;
В них відсутні послаблення врубками та врізками, немає зсуву у швах;
Виготовлення клеєних конструкцій в заводських умовах легко автоматизується і тому має низьку трудомісткість;
При склеюванні можна використовувати короткомірні та з дефектами лісоматеріали (після вирізки значних пороків та з наступним стикуванням);
Металомісткість клеєних конструкцій незначна;
Внаслідок масивності перерізів клеєні елементи мають високу вогнестійкість.

Недоліком клеєних конструкцій є необхідність виготовлення їх в заводських умовах з дотриманням технології. Монтажні клейові з’єднання складні.

Застосовуються три типи поздовжнього стику на клею: впритик – наупростіший, добре працює на стиск (рис. 46, а), на “вус” (рис. 46, б) та “зубчастим шипом” (рис. 46, в,г). Останні два стики мають однакову міцність з основною деревиною, тому можуть працювати на стиск і на розтяг.

З’єднання на врубках. При розрахунках врубок дерев’яних з’єднань на сколювання і зминання застосовують формули (48) і (49). Значення допустимих напруг на сколювання та зминання наведені в таблиці 6.

Приклад 18. Визначити глибину врубки та довжину ділянки сколювання для опорного вузла дерев’яної ферми, якщо зусилля N=50 кН, Н=43,3 кН, b=12 см, h=16 см, допустима напруга на сколювання , допустима напруга на зминання (рис. 47).