3.2.2 Лобовая врубка

Врубкой называют соединение (рис.3.7), в котором усилие элемента, работающего на сжатие, передается другому элементу непосредственно без вкладышей или иных рабочих связей. За этим видом соединения сохранилось старое название «врубка», хотя в настоящее время врезки и гнезда выполняются не топором, а электро- или мотопилой, цепнодолбежником и п.т.

Основной областью применения врубок являются узловые соединения брусчатых и бревенчатых ферм, в том числе в опорных узлах примыкания сжатого верхнего пояса к растянутому нижнему поясу.

Рис. 3.7. Лобовые врубки в опорных узлах брусчатых ферм, несущих узловые

нагрузки

Соединяемые врубкой элементы деревянных конструкций (д.к.) должны быть скреплены вспомогательными связями - болтами, хомутами, скобами и т.п., которые следует рассчитывать в основном на монтажные на­грузки.

Лобовая врубка может утратить несущую способность при достижении одного из трех предельных состояний: 1) по смятию площадки упора 2) по скалыванию площадки3) по разрыву ослабленного врубкойнижнего пояса.

Площадь смятия определяют глубиной врубки /г_вр, которая ограничивается нормамигде- высота растянутого элемента. При этомнесущая способность врубки из условия разрыва растянутого элемента в ослабленном сечении при правильном центрировании узла всегда обеспечивается с избыточным запасом прочности. Решающее значение имеет, как правило, несущая способность врубки, исходя из условий скалывания.

Согласно СНиП П-25-80, лобовую врубку на скалывание рассчитывают определением среднего по длине площадки скалывания напряжения сдвига по формуле:

— расчетное сопротивление древесины скалыванию для максимального напряжения;- расчетная длина плоскости скалывания, принимается не более 10 глубин врезки в элемент; е - плечо сил сдвига, принимаемоепри расчете элементов с несимметричной врезкой в соединениях без зазора между элементами (см. рис.3.7) ипри расчете симметрично загружаемых элементов с симметричной врезкой;- коэффициент,принимаемый 0,25. Отношениедолжно быть не менее 3.

8

Установлено, что с увеличением глубины врубкипри постояннойдлине плоскости скалыванияснижается коэффициент концентрации напряжений сдвига и уменьшаются напряжения сжатия поперек волокон в начале плоскости скалывания (см. рис. 3.8, 3.9).

Рис. 3.8. Распределение касательных (а) и нормальных (б) напряжений по плоскости скалывания для

Рис. 3.9. Распределение

касательных (а) и нормальных

(б) напряжений по плоскости

скалывания для 1_СКI е = 10

Таблица 3.2

Коэффициенты концентрации

/о/е
	а=0	а =30°	а =45°	1с, - 45°]/ МО0
3	0,500/0,333=1,500	0,505/0,333=1,515	0,563/0,333=1,690	1,114
4	0,375/0,250=1,500	0,401/0,250=1,605	0,503/0,250=2,010	1,250
5	0,312/0,200=1,560	0,357/0,200=1,785	0,460/0,200=2,300	1,290
6	0,287/0,167=1,720	0,356/0,167=2,130	0,427/0,167=2,560	1,200
8	0,271/0,125=2,170	0,322/0,125=2,580	0,374/0,125=2,990	1,160
10	0,266/0,100=2,660	0,303/0,100=3,030	0,330/0,100=3,300	1,088

Выявлена зависимость коэффициента концентрации напряжений сдвигаот отношенияиот угла смятия(табл.3.2). На основе

данных, приведенных в табл.3.2, можно сделать следующие выводы:

1. чем больше отношениетем больше коэффициент концентрации напряжений сдвига;

2. чем меньше уголтем меньше коэффициент концентрации напряжений сдвига;

3. чем больше нормальная к плоскости сдвига составляющая, тем выше значение концентрации напряжений сдвига.

При этом необходимо отметить, что нормальные к плоскости сдвига напряжения сжатия поперек волокон повышают сопротивление скалыва­ию вдоль волокон