49. Классификация соединений деревянных элементов. Расчет врубки и лобовых упоров. Клеевые соединения.

Способы соединений: Сращивание (соединение элементов по длине), Сплачивание(для увеличения размеров поперечного сечения),Анкеровка (соед-е под углом или прикрепление к опорам).

Для соединений используют различные средства (связи). Это детали, позволяющие обеспечить заданную форму конструкции, и передавать значительные усилия с одного элемента на другой. Самым распространенным видом соединений деревянных элементов являются нагели – гибкие стержни или пластинки из стали, пластмасс или древесины твердых пород (дуба или антисептированной березы).

По характеру работы соединения могут быть разделены на следующие группы:

• без специальных связей, требующих расчета (лобовые упоры, врубки). Чаще всего это сжатые элементы, в которых усилия передаются от элемента к элементу и не требуют рабочих связей;

• со связями, работающими:

– на сжатие (шпонки, колодки);– на изгиб (болты, стержни, гвозди, винты, пластинки);– на растяжение (болты, винты, хомуты);– на сдвиг, скалывание (клеевые швы);

• податливые (податливость – способность связей давать возможность соединяемым элементам сдвигаться друг относительно друга). Деформации в податливых соединениях возникают в результате:– неплотностей, образующихся при изготовлении, от усушки и смятия древесины, особенно поперек волокон;– изгиба связей;

• жесткие – соединения, не обладающие податливостью. (клеевые соединения.)

Конструктивные врубки: и лобовые упоры

• врубка в полдерева -

• косой прируб -

• сплачивание в четверть- Применение: обшивки наружных стен.

• сплачивание в шпунт-сплачивание досок или брусьев кромками, в одной из которых вырезан выступ, а в другой – шпунт, равный 1/3 толщины доски, в который входит выступ соседней доски. Применение: настилы из досок.

Лобовые упоры:• продольный,

• поперечный, • наклонный.

Расчетную несущую способность соединения из условия смятия рабочей плоскости под углом α следует опред. по ф-ле: R_c,d=f_c,a,d·A_c

A_c – рабочая плоскость смятия, опред. A_c=bh₁/cos α

b- ширина сминаемого участка

h₁- глубина врубки

f_c,a,d - расчетное сопротивление древесины смятию под углом α к направлению волокон

Расчетную несущую способность соединения из условия скалывания R_v,d=f_v,mod,d·A_v

f_v,mod,d -расчетное среднее сопротивление древесины скалыванию вдоль волокон

f_v,o,d – расчетное сопротивление древесины скалыванию вдоль волокон; k_v1-- коэф. 0,25

e- плечо сил скалывания, 0,5h_w – при рсчете эл-ов с несимметричной врезкой, 0,25h_w – с симметричной врезкой; h_w – полная высота поперечного сечения скалываемого эл-та

l_v -- расчетная длина плоскости скалывания, не более 10 глубин врезки в эл-те

A_v -- расчетная площадь скалывания A_v=bl_v

Клеевые стыки по их расположению и особенностям работы могут быть разделены:

1. поперечный:•по пластям, • по кромкам, • по пластям и кромкам.

2. продольный:• «на ус», • зубчатый шип,

• встык с односторонней накладкой,• встык с двумя накладками.

угловой:• зубчатый шип.

50. Классификация нагельных соединений. Расчет нагельных соединений, работающих на изгиб. Соединения на вклеенных стальных стержнях.

Классификация нагельных соединений:

1) Соединения на механических связях

2) нагельные на вклеенных стальных стержнях

3) на металлических зубчатых пластинах

Нагели – это стержни или пластины, препятствующие взаимному сдвигу соединяемых элементов и работающие в основном на изгиб.

Нагели:

цилиндрические: металлические, из алюминиевых сплавов, пластмасс., дубовые

пластинчатые: металлические, деревянные

Прим-ся при сплачивании (в составных стержнях или балках), при наращивании деревянных элементов (в стыках), при узловых соединениях (в узлах ферм).

В зависимости от способа приложения внешних сил и числа швов, пересекаемых одним нагелем, различают два вида соединения: симметричные и несимметричные

Расчет нагельных соединений

Нагель работает как балка в упруго-пластичной среде. Разрушение нагеля может произойти:

1) от изгиба нагеля ;2) от смятия древесины нагельного гнезда;

3) от скалывания древес.(от нагеля до торца или м-у нагелями);

4) от раскалывания (разрыв поперек волокон).

Несущая способность нагеля определяется из условия изгиба и смятия древесины нагельного гнезда (в крайних и средних элементах пролета).

Р асстановка нагелей в соединениях бывает нормальная, в шахматном порядке и косыми рядами (рис. 7.2) и производится по правилам, исключающим опасность преждевременного разрушения древесины от скалывания и растяжения поперек волокон.

Промежутки и расстояния между осями не должны быть меньше приведенных в строительных нормах значений.

Расчетную несущую способность соединения на цилиндрических нагелях из одного материала (сосны или ели) и одинакового диаметра следует определять по формуле

где R _ld.min – мин.значение несущей способности одного среза нагеля в соединении; n_n – кол-во нагелей; n_s – кол-во швов в соединении для одного нагеля.

Расчетную несущую способность одного среза в односрезных и симметричных двухсрезных соединениях (рис. 7.1) следует принимать по формулам:

где , - расчетные сопротивления смятию древесины для наружных элементов и для средних элементов в глухом нагельном гнезде. t₁ – толщина крайних элементов в симметричных соед.или более тонких элементов в односрезных соед.; t₂ – толщина средних элементов в симметричных соединениях или более толстых или равных по толщине элементов в односрезных соединениях; d – диаметр нагеля; β_n – коэффициент, завис.от отношения толщ.> тонкого элемента к ф нагеля

Соединения на вклеенных стальных стержнях представляют собой клеевые соединения клеедеревянных элементов при помощи коротких стержней из арматуры периодического профиля классов S240, S400 диаметром 15 ÷ 25 мм. Они вклеиваются в прямоугольные пазы с накладками или в круглые отверстия клеем, обеспечивающим надежное соединение древесины со сталью. Диаметр отверстий принимается на 4 ÷ 6 мм больше номинального размера вклеенного стержня.