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

Соединения на механических связях:- нагельные,- на вклеенных стальных стержнях,- на металлических зубчатых пластинах.

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

Нагели:1. цилиндрические: - металлические,- из алюминиевых сплавов,- пластмассовые,

-дубовые.2. пластинчатые:- металлические,- деревянные.

Нагели применяются 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

Гвоздевые соединения должны отвечать следующим требованиям:

• диаметр гвоздей следует принимать не более 0,25 толщины пробиваемых элементов;

• при определении расчетной длины защемления конца гвоздя не следует учитывать заостренную часть гвоздя длиной 1,5 d ; кроме того, из длины гвоздя следует вычитать по 2 мм на каждый шов между соединяемыми элементами; если расчетная длина защемления гвоздя получается меньше 4 d , его работу в примыкающем к нему шве учитывать не следует;

• при свободном выходе гвоздя из пакета расчетную длину последнего элемента следует уменьшать на 1,5 d ;

• в соединении должно быть не меньше двух гвоздей;

• под гвозди диаметром 6 мм и более следует предварительно сверлить отверстия диаметром 0,8 d .

Болтовые соединения должны отвечать следующим требованиям:

• диаметр отверстия под болт не должен превышать диаметра болта более чем на 1мм;

• под головкой болта и гайкой должны быть использованы шайбы. Шайбы должны плотно прилегать к древесине. Сопряжение несущих деревянных конструкций с фундаментом выполняется с помощью фундаментных анкерных болтов.

Соединения на шурупах должны отвечать следующим требованиям:

• защемление шурупа (т.е. длина его в элементе, принимающем

острие) должно быть как минимум 4d;

• шурупы завинчиваются в предварительно просверленные отверстия;

• длина гладкой части шурупа больше толщины элемента под его головкой;

• длина гладкой части шурупа в элементе, принимающем острие,составляет не менее 2d

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

1) от изгиба нагеля (нагель – балка, лежащая на сплошном основании);

2) от смятия древесины нагельного гнезда;

3) от скалывания древесины (от нагеля до торца или между 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).Несущую способность по скалыванию и раскалыванию обеспечивают соответствующей расстановкой нагелей.

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

,где – минимальное значение несущей способности одного среза нагеля в соединении; – количество нагелей в соединении; – количество швов в соединении для одного нагеля. Расчётную несущую способность одного среза в односрезных и симметричных двухсрезных соединениях следует принимать как наименьшее значение из найденных по приведенным формулам:

где и – расчётные сопротивления смятию древесины для наружных элементов и для средних элементов в глухом нагельном гнезде для односрезных и симметричных соединений. Для соединения элементов из древесины других пород или для других условий эксплуатации следует учитывать соответствующие коэффициенты ( ),( ),( ), – толщина крайних элементов в симметричных соединениях или более тонких элементов в односрезных соединениях; – толщина средних элементов в симметричных соединениях или более толстых, или равных по толщине элементов в односрезных соединениях; – диаметр нагеля; – коэффициент, зависящий от отношения толщины более тонкого элемента к диаметру нагеля, определяется по формуле

,где – коэффициент, зависящий от типа нагеля, – коэффициент, учитывающий угол между силой и направлением волокон.

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