72. Соединение деревянных элементов на стальных цилиндрических нагелях.

Нагели являются одним из наиболее широко приме­няющихся до настоящего времени механических рабо­чих связей. Нагелем называется гибкий стержень, кото­рый соединяет элементы деревянных конструкций и препятствует их взаимному сдвигу, а сам в основном работает на изгиб.

Цилиндрические нагели изготовляют в виде гладких стержней круглого сечения из стали, металлических сплавов, твердых пород древесины и из пластмасс. По характеру своей работы в соединениях сдвигаемых эле­ментов к цилиндрическим нагелям относятся также бол­ты, гвозди, глухари (винты большого диаметра с шести­гранной или четырехгранной головкой) и шурупы (рис. IV.15).

Цилиндрические нагели устанавливают в предварительно рассверленные гнезда. Диаметр отверстия для нагеля обычно принимают равным диаметру нагеля. Для шурупов и глухарей необходимо предварительное про­сверливание отверстия сверлом диаметром меньше диа­метра нарезной части шурупов и глухарей. Обычные гвозди изготовляют из гладкой проволоки диаметром до 6 мм и чаше забивают в древесину без предварительного сверления гнезд.

Цилиндрические нагели и болты применяют для спла­чивания элементов деревянных конструкций, соединения их по длине, а также в узловых примыканиях. Соединения деревянных элемен­тов на нагелях бывают симметричными и несимметрич­ными.

В соединениях деревянных элементов отношение дли­ны нагели к его диаметру значительно больше, поэтому нагель работает как гибкий стержень главным образом на изгиб и неравномерно сминает древесину в гнезде. Напряжения среза в нагеле не учитываются в расчете, поскольку срезать деревянным элементом нагель, даже деревянный, не говоря уже о стальном, нельзя.

Расчетную несущую способность соединения на цилиндрических нагелях из одного материала и одинакового диаметра следует определять по формуле

R_d = R_1d,min n_n n_s,

а для соединений с нагелями разных диаметров несущая способность определяется как сумма несущих способностей всех нагелей, за исключением растянутых стыков, для которых вводится снижающий коэффициент 0,9,

где R_1d,min — минимальное значение несущей способности одного среза нагеля в соединении;

n_n — количество нагелей в соединении;

n_s — количество швов в соединении для одного нагеля. (+ продолж.)

73. Соединения деревянных элементов, работающие на выдергивание.

К растянутым связям относят гвозди, винты (шуру­пы и глухари), работающие на выдергивание, скобы, хомуты, стяжные болты и тяжи. Различают связи на­тяжные и ненатяжные, временные (монтажные) и посто­янные. Все виды связей, и особенно постоянные, воспри­нимающие расчетные усилия, должны быть защищены от коррозии (оцинковкой, покрытием водостойкими ла­ками и т.п.).

Гвозди сопротивляются выдергиванию только уси­лиями поверхностного трения между ними в древесиной гнезда.

Гладкие гвозди, нагруженные по оси, не следует использовать при длительной нагрузке.

Расчетную несущую способность гладких гвоздей на выдергивание следует определять по формуле

где — расчетное сопротивление единицы поверхности древесины выдергиванию, принимаемое равным 0,3 МПа для воздушно-сухой древесины и 0,1 МПа — для сырой древесины;

d — диаметр гвоздя;

—расчетная длина защемленной части гвоздя.

Длина защемленной части гвоздя () должна быть не менее двух толщин пробиваемого элемента и не менее 10d.

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.

Расстановка шурупов и глухарей и размеры просвер­ленных гнезд должны обеспечивать плотный обжим стержня глухаря древесиной без ее раскалывания. Расстояние между осями гвоздей с нарезкой принимается равным:

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

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

Расчетную несущую способность гвоздей с нарезкой (витых гвоздей) на выдергивание следует определять по формуле

где — расчетное сопротивление выдергиванию на единицу поверхности древесины, принимаемое равным 1 МПа;

d — диаметр гвоздя;

—расчетная длина защемленной части гвоздя.