35. Соединения элементов из древесины на гвоздях и винтах, работающих на выдергивание. Работа соединений и принцип расчета

Гвозди сопротивляются выдергиванию только усилиями поверхнос­ти трения между ними и древесиной гнезда. Силы трения могут уменьшить­ся при образовании в древесине трещин, которые снижают силу сжатия гвоздя, поэтому для гвоздей, работающих на выдергивание, обязательно со­блюдение тех же норм расстановки, которые приняты для гвоздей, работа­ющих как нагели на изгиб.

Соединения на гвоздях, нагруженных по оси, допускается использовать во второстепенных элементах (настилы, подшивка потолков и др.) и в конструкциях с совместным действием на гвоздь осевого и поперечного усилий. Гвозди, забитые в торец, в заранее просверленные отверстия, а также при динамических воздействиях считаются неспособными передавать нагрузку.

Расчетную несущую способность одного гладкого гвоздя на выдергивание, забитого в древесину поперек волокон, следует определять по формуле

где — расчетное сопротивление выдергиванию на единицу поверхности соприкосновения гвоздя с древесиной, принимаемое равным 0,3 МПа для воздушно-сухой древесины и 0,1 МПа — для сырой древесины;

d — диаметр гвоздя;

— расчетная длина защемленной, сопротивляющейся выдергиванию, части гвоздя.

Длина защемленной части гвоздя должна быть не менее двух толщин пробиваемого элемента и не менее 10d. При диаметре гвоздей более 5 мм в расчете следует принимать диаметр 5 мм.

Шурупы (винты, завинчиваемые отверткой) и глухари (винты диаме­тром 12-20 см, завинчиваемые ключом) удерживаются в древесине не толь­ко силами трения, но и упором винтовой нарезки в прорезаемые ею в дре­весине винтовые желобки.

Расстояние между осями шурупов должно быть не менее:

— вдоль волокон между осями шурупов и до торца элемента — 10d;

— поперек волокон между осями шурупов и до торца элемента — 5d.

Диаметр прилегающей к шву части гнезда должен точно соответствовать диаметру ненарезной части стержня глухаря. Для надежного упора винтовой нарезки выдергиваемого шурупами глухаря диаметр заглубленной части гнезда по всей длине нарезной части глухаря должен быть на 2-4 мм меньше полного его диаметра.

Если при конструировании можно допустить разреженную расста­новку шурупов и глухарей диаметром не более 8-16 мм, то сверлят гнезда уменьшенного на 2-3 мм диаметра на всю длину защемления.

Расчетную несущую способность на выдергивание одного шурупа или гвоздя с нарезкой (витых гвоздей), установленных поперек волокон древесины, следует определять по формуле

где — расчетное сопротивление выдергиванию шурупа или глухаря на единицу поверхности соприкасания нарезанной части шурупа с древесиной, которое следует принимать для воздушно-сухой древесины равным 1 МПа;

d — наружный диаметр нарезанной части шурупа;

l_d1 — расчетная длина защемленной части шурупа, равная длине нарезанной части.

Все поправочные коэффициенты к вводят в соответствии с по­правками на сопротивление смятию поперек волокон.

Глухари и шурупы лучше всего использовать для крепления к дере­вянным брусьям и доскам металлических накладок, хомутов, шайб и т.п.

При этом глухари и шурупы заменяют не только нагели, но и стяжные бол­ты. Если с помощью глухарей или шурупов присоединяют деревянные или фанерные элементы, работающие на отрыв, решающее значение приобрета­ет не сопротивление выдергиванию нарезной части, а сопротивление смя­тию древесины головкой глухаря или шурупа. В таком случае необходимо пол головку подкладывать металлическую шайбу размером 3,5d.