Соединения деревянных элементов без рабочих связей (контактные соединения)

В контактных соединениях усилия от одного элемента к другому передаются через их специально обработанные (выровненные и опиленные) контактные поверх­ности. Дополнительно в контактных соединениях могут устанавливаться механические связи, которые выполняют функции фиксации отд­ельных элементов или служат аварийными связями, включающимися в работу при разрушении соединения.

При определении несущей способности контактных соединений деревянных элементов в местах их примыканий между собой и с элементами конструкций из других строительных материалов, решающей оказывает­ся работа древесины на смятие.

Непосредственное опирание.

При непосредственном опирании одних элементов деревянных конструкций на дру­гие, уменьшается влияние на их работу де­формаций древесины при изменениях температурно-влажностного режима в течение эксплуатации конструк­ции.

Рис. 10.4. Непосредственное опирание стоек на горизонтальный деревянный элемент:

а) с фиксацией цилиндрическими нагелями (1);

б) с фиксацией металлическими уголками (2);

в) с подкладкой из древесины твердых лиственных пород (3);

г) с подкладкой из стального швеллера (4);

д) с деревянными вставками (5) на болтах (6).

Контактные соединения со сжатием перпендикулярно к волокнам встречаются в соединениях стоек в местах примыканий к горизонтальным ригелям (рис. 10.4, а, б), опираний про­гонов, балок и ферм на стены и т. д.

Расчет соединения сводится к определе­нию напряжений смятия σ_см90 по контактным поверхностям в деревянном элементе, в котором силы сжатия N приложены перпендикулярно к волокнам, и срав­нению их с соответствующим расчетным сопротивлени­ем:

где σ_см90 – напряжение смятия древесины поперек волокон;

R_см90 – расчетное сопротивление древесины смятию поперек волокон;

F_см – расчетная площадь смятия – площадь поверхности контакта между соединяемыми элементами;

Поскольку сопротивление древесины на смятие по­перек волокон меньше, чем вдоль волокон, то при действии больших усилий часто приходится увеличивать опорные площад­ки или контактные поверхности соединяемых элемен­тов.

Площадка контакта и распределение усилий сжатия на большую поверхность может быть увеличена с по­мощью подкладок из твердых пород древесины, имеющих повышенное сопротивление смятию поперек волокон (рис. 10.4., в) или подкладки из металлических профи­лей (рис. 10.4., г), а также деревянными вставками в опорные части стоек (рис. 10.4., д).

Е сли опорную площадь нельзя увеличить по каким-то конструктивным соображениям, то для поднятия сопро­тивляемости древесины смятию в этой части применяют различные накладки, например, из фанеры, прикрепляе­мые к боковым граням нагелями или клеями. Эффект повышения сопротивляемости смятию в этом случае достигается не столько вследствие увеличе­ния площади опирания, сколько передачей и распреде­лением усилий с помощью накладок на большую глуби­ну элемента (рис. 10.5., а).

Вариант усиления кле­еных балок в опорной части показан на (рис. 10.5., б). В опорной части дощатоклееных балок большого поперечного сечения выпиливается клин под углом 45°, затем, после разворота на 90°, вкле­ивается обратно.

Этим достигается максимальное сопро­тивление древесины смятию вдоль волокон по контактной по­верхности балки с опорной частью, а при про­верке шва по месту склеивания применяется расчетное сопротивление древесины смятию под углом 45°.