- •Ордена трудового красного знамени центральный научно-исследовательский институт строительных конструкций им. В.А. Кучеренко (цнииск им. Кучеренко) госстроя ссср
- •Предисловие
- •1. Общие положения
- •2. Материалы Номенклатура
- •Лесоматериалы
- •Фанера листовая. Фанерные трубы
- •Древесные плиты
- •3. Расчетные характеристики материалов Нормирование расчетных сопротивлений древесины и фанеры
- •Особенности нормирования расчетных характеристик древесных плит
- •4. Расчет элементов деревянных конструкций Упругие характеристики
- •Учет переменности сечения
- •Компоновка и подбор сечения элементов
- •Расчет сжато-изгибаемых деревянных элементов на прочность по деформированной схеме
- •Расчет деревянных элементов на устойчивость плоской формы деформирования
- •Определение прогибов изгибаемых деревянных элементов
- •Особенности расчета гнутоклееных элементов
- •Расчет элементов из клееной древесины на выносливость
- •5. Соединения элементов деревянных конструкций Общие указания
- •Клеевые соединения
- •Соединения на вклеенных стальных стержнях
- •Соединения на цилиндрических и пластинчатых нагелях
- •Соединения на металлических зубчатых пластинах и металлических шайбах
- •Учет концентрации напряжений при расчете узловых соединений клееных конструкций
- •Соединения на врубках
- •Рекомендации и примеры по проектированию деревянных конструкций Плиты покрытий и панели стен
- •Прогиб фермы
- •Исходные данные
- •Геометрические размеры оси арки
- •Нагрузки
- •Расчетные усилия
- •Геометрические размеры оси арки
- •Координаты оси арки
- •Нагрузки
- •Статический расчет арки
- •Подбор сечения арки
- •Статический расчет рамы
- •Проверка прогиба ригеля
- •Расчет узлов рамы
- •Расчет анкерных болтов и траверс
- •Колонны
- •Обеспечение пространственной жесткости плоских деревянных конструкций в зданиях и сооружениях
- •Технико-экономическая оценка деревянных конструкций
- •Исходные данные
- •Приложение1
- •Приложение2 весовая оценка несущих деревянных конструкций покрытий
- •Приложение3 правила* учета степени ответственности зданий и сооружений при проектировании конструкций
- •Приложение4 рекомендации по расчету плоских деревянных конструкций на монтажные силовые воздействия
- •Зависимость ширины сечений деревянных элементов от пролета конструкций
- •Содержание
5. Соединения элементов деревянных конструкций Общие указания
5.1. Соединения элементов являются важнейшей составной частью деревянных конструкций, от прочности и деформативности которых зависит надежная работа конструкций в целом.
Применяются следующие основные виды соединений: на клею, нагелях, шайбах, металлических зубчатых пластинах (МЗП), на врубках.
Клеевые соединения должны рассматриваться как жесткие (неподатливые), а соединения на нагелях, на МЗП, на врубках и другие - как податливые. Расчетная несущая способность соединений должна определяться по разд. 5 СНиП II-25-80в зависимости от типа соединения и его напряженного состояния.
Таблица 21
№ пп. |
Вид соединения |
Деформация соединения δ, мм |
1 |
Примыкания поперек волокон для элементов из цельной древесины |
3 |
2 |
То же, для элементов из клееной древесины |
2 |
3 |
Соединения на нагелях всех видов, кроме вклеенных, сопряжения стальных элементов с деревянными |
2 |
4 |
Соединения на лобовых врубках и примыкания торца в торец |
1,5 |
5 |
Соединения на металлических пластинах всех типов |
1 |
6 |
Соединения на вклеенных стержнях из арматурной стали нагельные и работающие на выдергивание или продавливание поперек волокон |
0,5 |
7 |
То же, при работе на выдергивание или продавливание вдоль волокон |
0,25 |
8 |
Клеевые соединения по пласти, по кромке и с помощью зубчатого шипа |
0 |
5.2. Величины деформаций δ, мм, различных видов соединений при полном использовании их расчетной несущей способности следует принимать по табл. 21.
Клеевые соединения
5.3. В деревянных конструкциях клеевые соединения используются прежде всего для склеивания древесины с древесиной в целях увеличения поперечных и продольных размеров элементов из сушеных пиломатериалов с влажностью не выше 15 %, а также древесины с фанерой. При этом различают клеевые соединения:
а) с помощью зубчатого шипа и «на ус» при сращивании по длине пиломатериалов и листов фанеры;
б) с помощью зубчатого шипа вдоль волокон и под углом к волокнам по всему сечению стыкуемых элементов из клееной древесины;
в) всей кромки и пласти фрезерованных заготовок из пиломатериалов при их сплачивании по ширине и по высоте сечения многослойного пакета укрупненных размеров.
5.4. Для стыкования заготовок по длине рекомендуется зубчатый шип с длиной зубьев 32 мм, а при стыковании клееных элементов по всему сечению - с длиной зубьев 50 мм. Стыкование фанерных листов осуществляется «на ус» и допускается только вдоль волокон наружных слоев с уклоном усового соединения 1:8 - 1:10 или с помощью накладок.
5.5. Соединение клееных элементов несущих конструкций с помощью зубчатого шипа по всему сечению допускается использовать в сопряжениях вдоль и под углом к волокнам (рис. 12) в пределах 0 ≤ α ≥ 38° при действии момента, вызывающего сжимающие напряжения по внутренней кромке, или момента того же знака в сочетании со сжимающей силой. Проверку максимальных напряжений в таких соединениях следует производить в биссектрисном сечении:
для сжатой зоны вдоль оси под углом к волокнам α
σxc = Mд/(K1Wб) + N/Fб ≤ Rсмα;
для растянутой зоны вдоль оси X под углом к волокнам
σxр = Mд/(K2Wб) - N/Fб ≤ Rиmα;
для сжатия вдоль оси Y под углом к волокнам β = 90° - α
σyс = Mд/(K3Wб) ≤ Rсмβ,
где Fб и Wб - площадь и момент сопротивления биссектрисного сечения;
Rсмα, Rсмβ, Rи - соответственно расчетные сопротивления древесины смятию под углом α и β к волокнам и изгибу, определяемые по СНиП II-25-80, п. 3.1 без введения коэффициентовmб и mсл (СНиП II-25-80, п. 3.2);
K1, K2, K3 - коэффициенты, принимаемые по графикам рис. 13;
mα - коэффициент, принимаемый по графику рис. 14.
5.6. В конструкциях клеевые соединения работают на сложное сопротивление сдвига и отрыва поперек волокон. Чем выше различие склеиваемых материалов по температурно-влажностным деформациям, тем выше собственные внутренние напряжения, возникающие в клеевых соединениях.
Влажностные напряжения в клеевом соединении древесины зависят от согласования слоев. На рис. 15приведены эпюры нормальных и касательных напряжений поперек волокон для трех схем сочетания годовых слоев в склеиваемых пиломатериалах.
Рис. 12. Соединение клееных элементов на зубчатый шип под углом по всему сечению
Рис. 13. Графики зависимости коэффициентов K1, K2, K3 от угла наклона волокон для зубчатого соединения по всему сечению
Рис. 14. График зависимости коэффициента mα от угла наклона волокон (к определению расчетного сопротивления изгиба Rи при проверке прочности внешне растянутой кромки узлового соединения на зубчатый шип)
5.7. Достижение требуемого уровня прочности всех видов клеевых соединений зависит от правильного конструирования и расчета, от качества изготовления и строгого соблюдения правил и регламента технологии производства, от регулярного проведения контрольных заводских испытаний соединений на долговечность, послойное скалывание, растяжение поперек волокон, согласно действующим ГОСТам.
Рис. 15. Характер распределения собственных внутренних нормальных и касательных напряжений поперек волокон, возникающих при высыхании клееной древесины в случае трех типичных сочетаний досок с различным расположением годовых слоев в сечении
а) тангентальное-тангентальное (согласованное);б) тангентальное-тангентальное (несогласованное); в) радиальное смешанное