Виды соединений деревянных конструкций, используемые в современном строительстве. Понятие о принципе дробности.
Соединения элементов деревянных конструкций по способу передачи усилий разделяются на следующие виды:
1) соединения, в которых усилия передаются непосредственно упором контактных поверхностей соединяемых элементов, например, примыканием в опорных частях элементов, врубкой и т.д. (лобовые упоры, лобовая врубка)
2) соединения на механических связях;(шпонки, соединение на нагелях, соединения на нагельных пластинках, соед. на металлических зубчатых пластинах)
3) соединения на клеях (соединение: на пласти, на зубчатый шип, на вклеенных стержнях)
Соединения пластмасс.
А-впритык, б-внахлестку, в-нахлестку с подгибанием концов, г-впритык с 1-й накладкой, д-притык с 2-мя накладками
Механическими в соединениях деревянных конструкций называют рабочие связи различных видов из твердых пород древесины, стали, различных сплавов или пластмасс, которые могут вставляться, врезаться, ввинчиваться или запрессовываться в тело древесины соединяемых элементов. К механическим связям, наиболее широко применяемым в современных деревянных конструкциях, относятся шпонки, нагели, болты, глухари, гвозди, шурупы, шайбы шпоночного типа, нагельные пластинки и металлические зубчатые пластинки. Использование механических связей усовершенствованного типа расширяет возможность применения конструкций из цельной древесины, а также упрощает сборку клееных конструкций на строительной площадке. Передача сил в соединениях с механическими связями происходит от одного элемента другому через отдельные точки (дискретно). Распределение силы по поверхности контакта и в глубину элемента зависит от вида механических связей.
Нагельные соединения. Расчет и конструктивные требования
Средства соединений: врубки, нагели, МЗП, вклеенные стальные стержни, клеестальные шайбы, клеи. По способу передач нагрузки: соединения на механических связях соединения с использованием клея, клеевые соединения. Принцип дробности – позволяет избежать скалывание древесин, путем увеличения числа площадок скалывания, т.е. обеспечить вязкий характер разрушения древесины. Нагели. Выполняются из стали, стеклопластиков, твердых пород древесины. Наиболее распространенные соединения на болтах и гвоздях. Конструктивные требования к н.с.:
1)Диаметр сверла должен приниматься на 0,2-0,5 мм меньше, чем нагель. Диаметр болтов не более 24 мм.
2)В растянутых стыках из брусьев и досок ц.н. размещают в 2 или 4 ряда, симметрично оси действия усилия. Располагать нагели в 1 или 3 ряда не рекомендуется потому, что средний ряд при этом попадает в сердцевину плоскость, где вероятнее всего возникновение усушенных трещин. В бревнах допускается расположение в шахматном порядке в два ряда.
3)Расстояние между осями ц.н. принимается с учетом исключения возможности скалывания.
4)Диаметр гвоздей следует принимать не более 0,25 толщины пробиваемого элемента.
5)При определении длины защемления не учитывается заостренная часть гвоздя (1,5d), а также из длины гвоздя следует вычесть по 2 мм на каждый шов между неструг. эл.
6)Если гвоздь пробивает элемент насквозь, то толщина последнего элемента уменьшается на 1,5d, т.к. происходит местное выкалывание древесины.
Гвозди S1=15d, S2=S3=4d Болты S1=7d, S2= 3,5 d , S3=3d . Расчет н.с. нагеля на один условный шов сплачивания определяется из условия смятия древесины и изгиба нагеля. Из условия смятия: Тс=50сd Тс=35сd с=а; Тс=80аd Тс=25сd с>а; симметричное соед. Тс=80аd с<а.Из условая изгиба: Ти=250 d²+а² для гвоздей; Ти=180 d²+2а² болты; где а,с-толщины соединяемых элементов, d-диаметр болт.Количество нагелей n=N/(Tmin*nш), где N-усилие действующие на соед.эл-т, Tmin-миним нес сп-ть, nш-кол. Швов Понятие о принципе дробности. К наиболее вязким видам работы древесины относится смятие. Требование вязкости, предъявляемое к работе соединений всех видов «цементов деревянных конструкций, сводится к требованию обеспечения Выравнивания напряжений в параллельно работающих брусьях или досках Путем использования вязкой работы древесины на смятие, прежде чем могло бы произойти хрупкое разрушение от разрыва или скалывания.
Для придания вязкости соединениям растянутых деревянных элементов, как правило, используют принцип дробности, позволяющий избежать опасности скалывания древесины увеличением площади скалывания. К примеру, применение вместо одной сосредоточенно установленной связи (чрезмерно жесткой для досок толщиной 5 см) нескольких рассредоточенных (дробно) установленных вязко-податливых связей при одинаковой затрате стали увеличивают эксплуатационный ресурс соединения.
