Классификация соединений деревянных элементов. Расчет врубки и лобовых упоров. Клеевые соединения.

Пиломатериалы, применяемые в строительстве, имеют ограниченные размеры поперечного сечения (250 ÷ 275 мм) и максимальную длину до 6,5 м. Лесоматериалы, имеющие большие размеры, поставляются по особому заказу по повышенной стоимости. В связи с этим для создания конструкций больших пролетов или высоты необходимо соединять отдельные элементы.

Способы соединений: Сращивание (соединение элементов по длине), Сплачивание(соединение элементов для увеличения размеров поперечного сечения),

Анкеровка(соединение элементов под углом или прикрепление к опорам).

Для осуществления соединений используют различные средства (связи). Это различные детали, позволяющие обеспечить заданную форму конструкции, и передавать значительные усилия с одного элемента на другой. Самым распространенным видом соединений деревянных элементов являются нагели– гибкие стержни или пластинки из стали, пластмасс или древесины твердых пород (дуба или антисептированной березы).

По характеру работы соединения могут быть разделены на следующие группы:

• без специальных связей, требующих расчета (лобовые упоры, врубки). Чаще всего это сжатые элементы, в которых усилия передаются от элемента к элементу и не требуют рабочих связей;

• со связями, работающими:

– на сжатие (шпонки, колодки);

– на изгиб (болты, стержни, гвозди, винты, пластинки);

– на растяжение (болты, винты, хомуты);

– на сдвиг, скалывание (клеевые швы);

• податливые (податливость – способность связей давать возможность соединяемым элементам сдвигаться друг относительно друга). Деформации в податливых соединениях возникают в результате:– неплотностей, образующихся при изготовлении, от усушки и

смятия древесины, особенно поперек волокон;– изгиба связей;

• жесткие – соединения, не обладающие податливостью. (клеевые соединения.)

Конструктивные врубки: и лобовые упоры

• врубка в полдерева - соединение концов брусьев, бревен с вырезками до половины их толщины, стянутое болтом.

• косой прируб - продольное сращивание болтами брусьев или бревен, в концах которых сделаны односторонние вырезы. Применение: для соединения прогонов и балок по длине.

• сплачивание в четверть-сплачивание досок кромками по ширине. Механически образуют пазы, в которые входят выступы соседних досок. Применение: обшивки наружных стен.

• сплачивание в шпунт-сплачивание досок или брусьев кромками, в одной из которых вырезан выступ, а в другой – шпунт, равный 1/3 толщины доски, в который входит выступ соседней доски. Применение: настилы из досок.

Лобовые упоры:• продольный,

• поперечный,

• наклонный.

Клеевое соединение

Клеевые стыки по их расположению и особенностям работы могут быть разделены:

1.поперечный:• стык по пластям,

• стык по кромкам,

• стык по пластям и кромкам.

2. продольный:• «на ус»,

• зубчатый шип,

• встык с односторонней накладкой,• встык с двумя накладками.

угловой:• зубчатый шип.

Лобовая врубка.

Врубка – соединение, в котором усилие элемента, работающего на сжатие, передается другому элементу непосредственно без вкладышей или рабочих связей. Основной областью применения являются узловые соединения в брусчатых и бревенчатых фермах, в том числе в опорных узлах примыкания сжатого верхнего пояса растянутому нижнему. Соединяемые элементы должны быть скреплены вспомогательными связями – болтами, хомутами, скобами, которые рассчитывают на монтажные нагрузки.

Лобовая врубка может утратить несущую способность при достижении одного из 3 предельных состояний:1) по смятию площадки упора,2) по скалыванию площадки упора,3) по разрыву ослабленного врубкой нижнего пояса.

Площадь смятия определяется глубиной врубки, которая может быть не более1/3 высоты растянутого элемента. Решающее значение, как правило, имеет несущая способность врубки из условия скалывания. Согласно СНиП II-25-80,лобовую врубку на скалывание для угла 45º рассчитывают определением среднего по длине площадки скалывания напряжения сдвига по формуле: , где Rск- расчетное сопротивление древесины скалыванию, lск- расчетная длина площади скалывания, е –плечо сил сдвига, β=0,25 коэффициент. Для угла в 30º: .

Лобовые упоры: а - продольные; б - поперечные; в - наклонные; 1 - стяжной болт; 2 - узловое крепление; 3 - опора; 4 -штырь

Лобовые упоры являются наиболее простыми и надежными соединениями, применяемыми в большинстве видов деревянных конструкций для крепления сжатых стержней. Они работают и рассчитываются на смятие, возникающее в них от действия сжимающих усилий. На растяжение они работать не могут. Лобовые упоры бывают продольными, поперечными и наклонными.

Лобовая врубка работает и рассчитывается на смятие от действия сжимающего усилия во врубаемом стержне N и скалывание от действия горизонтальной проекции этого усилия Т, равного растягивающему усилию в нижнем поясе фермы.

Смятие древесины. От действия сжимающего усилия N по площади упора торца сжатого стержня в рабочую поверхность врезки растянутого возникают равномерные напряжения смятия . Площадь смятия F определяют в зависимости от глубины врубки hвр, угла наклона сжатого стержня а и ширины врубки b, которая в брусьях равна ширине сечения, а в бревнах диаметром d находят из выражения . Соответственно площадь смятия равна во врубках брусьев ; во врубках бревен .

Расчет производят по прочности рабочей площади врезки при местном смятии под углом к волокнам растянутого стержня . Расчетное сопротивление местному смятию под углом к волокнам ввиду малой длины площади смятия и значительного поддерживающего действия соседних участков древесины определяют по формуле (5.14) с учетом повышенного коэффициента условий работы :

Главная Страница