24. Нагельные соединения.

Нагели – это гибкие стержни, пластинки или иные вкладыши, которые служат для соединения элементов ДК и препятствуют их взаимному сдвигу. Нагели в основном работают на изгиб, причем нагельные соединения безраспорные, что обеспечивается защемлением нагеля в нагельном гнезде.

По форме нагели м.б.: 1) цилиндрические, 2) пластинчатые. Нагели м.б. выполнены из: 1) стали, 2) алюминиевых сплавов, 3) стеклопластика, 4) древеснослоистого пластика, 5) дерево (дуб, береза).

К цилиндрическим нагелям относятся: болты, гвозди, шурупы, глухари (болты большого диаметра, шестигранной или квадратной головкой).

Нагели ставят в гнезда, предварительно просверленные перпендикулярно плоскостям сплачивания. Диаметр отверстия для нагеля д.б. равен d самого нагеля, что обеспечивает плотность соединения и уменьшает опасность раскалывания древесины. Для шурупов и глухарей обычно лидерное отверстие высверливают сверлом, d которого меньше d нагеля.

Гвозди d< 6 мм забиваются в древесину без предварительного высверливания отверстий.

При раздельном сверлении отверстий в каждом элементе, практически нельзя получить их совпадение по высоте, т.к. неизбежны отклонения. Поэтому, чтобы получить плотное соединение, необходимо сверлить отверстия в предварительно собранном и обжатом пакете. Для этого ставятся стяжные болты в количестве 25% от общего числа нагелей в соединении. Если болты сделаны из того же материала, что и нагели, то в расчетное кол-во нагелей включаются и болты.

По ширине элемента нагели следует ставить только в четное кол-во продольных рядов, т.к. при нечетном числе рядов средний ряд нах-ся на оси доски, где часто в рез-те усушки и разбухания появляется продольная трещина.

Каждое соединение нагеля с рабочим швом называется срезом.

В деревянных соединениях отношение длины нагеля к его d значительно, в связи с чем нагель является гибким стержнем, который работает главным образом на изгиб и неравномерно сминает древесину нагельного гнезда. Срезывающие напряжения имеют второстепенное значение и в расчете не учитываются. Срезать деревянным элементом нагель, даже деревянный, не говоря уже о стальном, практически невозможно.

В зависимости от характера приложения сил и количества пересекаемых нагелем рабочих швов сплачивания различаются соединения: симметричные — двух- и многосрезные и несимметричные — одно-, двух- и многосрезные.

Если несущую способность нагеля привести к одному срезу, т.е. отнести ее к 1-му рабочему шву, то расчетное кол-во нагелей опр-ся по формуле: , где Т – усилие, которое воспринимают нагели, Т_Н – усилие, которое воспринимает 1 нагель.

25. Конструктивные решения и основные положения расчета настилов.

Настилы служат для поддержания кровли и утеплителя, а также могут быть использованы в качестве междуэтажного перекрытия.

Для мягкой кровли настил может иметь сплошную ровную пов-ть из одного или двух слоев досок. Двойной перекрестный настил принят из 2-х слоев досок. Доски рабочего настила, если их не используют в качестве утеплителя, укладывают с зазором для проветривания настила. Толщина рабочего настила определяется по расчету. Доски рабочего настила для повышения изгибной жесткости следует опирать на 3 опоры и более. Верхний – защитный (сплошной) слой досок толщиной 16…22 мм и шириной не более 100 мм укладывают под углом 45…60 к нижнему рабочему настилу и крепят к нему гвоздями. Защитный слой вып-ет след-ие функции: исключает разрыв рубероидного ковра; перераспределяет сосредоточенные нагрузки на несколько досок; обеспечивает жесткость щита настила в целом и следовательно жесткость диска покрытия.

1 – защитный настил, 2 – прогон, 3 – доски рабочего настила.

Для сокращения трудоемкости работ при возведении здания настилы изготовляют в виде щитов, которые изготавливают в цехах. Размеры щитов устанавливаются в зависимости от шага прогонов, высоты этажа здания и условий транспортирования и монтажа. Доски щитов с помощью планок сшиваются гвоздями. Для предотвращения увлажнения в процессе строитльстварекомендуется оклеивать наружную грань щитов слоем битумокартона, который будет служить пароизоляцией, либо одним из слоев кровли.

В покрытиях отапливаемых зданий для укладки утеплителя применяется одинарный дощатый настил, толщина досок которого определяется расчетом. Соединение досок м.б. впритык или вчетверть.

При устройстве кровли из волнистых асбестоцементных листов, металлочерепицы, кровельной стали и др-х видов кровли применяется настил (обрешетка) из брусков сечением мин-м 50*50, расположенных друг от друга на расстоянии, зависящим от материала кровли.

Такое же решение применяется для стенового ограждения.

Элементы настилов и обрешетки рекомендуется выполнять из древесины хвойных пород 3-го сорта. Допустимо использование древесины мягких лиственных пород (тополь, ольха…) при условии доступности осмотра и проветривания чердачных помещений.

Схема расчета настилов.

Деревянные настилы и обрешетка покрытий рассчитываются как неразрезные балки (чаще как 2-пролетную неразрезную шарнирно опертую балку). Расчетную ширину настила условно принимают равной 1 м.

Настил покрытия рассчитывают на 2 основных сочетания нагрузок.

Первое сочетание – равномерно распределенная постоянная нагр-ка от собств. веса g и временная снеговая S. Максимальный изгибающий момент М1 возникает в сечении над средней опорой и опр-ся выражением , где l – расстояние между прогонами.

Прочность настила должна удовлетворять условию , где расчетное сопротивление древесины 3-го сорта изгибуR_И = 13 МПа, W – момент сопротивления досок рабочего настила.

Прогиб настила f проверяют на нормативные значения постоянных и временной нагрузок ипо формуле, где Е=10³ кН/см³ = 10 000 МПа – модуль упругости древесины; I – момент инерции сечений досок рабочего настила; f_H – предельный прогиб (согласно СНиП).

Второе сочетание – равномерно распределенная постоянная нагрузка от собственного веса g и сосредоточенная монтажная нагрузка Р = 1,2 кН, учитывающая вес человека с инструментом. Максимальный изгибающий момент М2 возникает на расстоянии 0,43 l от крайней опоры и опр-ся по формуле .

Проверку прочности настила производят по формуле , где R_И - расчетное сопротивление древесины изгибу с учетом коэффициента условия работы при наличии монтажной нагрузки т_Н = 1,2. Сосредоточенная монтажная нагрузка Р=1,2 кН распределяется на 2 доски при расстоянии между их осями менее 15 см, и на одну доску одиночного настила при расстоянии более 15 см.