3. Соединения элементов ДК

1.

Соединения деревянных
конструкций

2. Требования к соединениям деревянных конструкций

1. Возможность механизированного
изготовления
2. Не вызывать большого ослабления сечений
соединяемых элементов
3. Не допускать больших деформаций
4. Надежность
5. Возможность контроля состояния соединения
при его изготовлении и в процессе
эксплуатации

3.

Соединение элементов ДК
называется:
• по длине - сращиванием;
• по ширине - сплачиванием;
• под различными углами - узловыми
сопряжениями.

4.

Все виды соединений (связей) по
характеру работы условно можно разделить
на 6 групп — это соединения, работающие
преимущественно:
• – на смятие и скалывание (врубки, шпонки);
• – изгиб (все виды нагелей);
• – выдергивание (шурупы, гвозди);
• – растяжение (тяжи, накладки, хомуты,
болты);
• – сдвиг (клеевые соединения);
• – предотвращение случайных смещений из
плоскости соединяемых элементов
(аварийные связи: болты, скобы, хомуты и
др.).

5. Врубка

6. Лобовой упор

7. Шпонка

8. Колодки

9. Цилиндрические нагели

10. Пластинчатые нагели

11. Гвоздь, работающий на выдергивание

12. Растянутый тяж (болт)

13. Клеевые соединения досок по пласти

14. Узловые соединения на пластинах типа «Грэйм»

15. Узловые соединения на металлических зубчатых пластинах типа «Гэнг-Нейл»

16. Соединения на вклеенных арматурных стержнях

17. Соединения на вклеенных арматурных стержнях

18. I. КЛЕИ

1. Для склеивания древесины применяют
водостойкие и биостойкие клеи
2. Клей выбирают по СП в зависимости от условий
эксплуатации конструкций
3. Прочность клеевого шва на сдвиг и отрыв поперёк
волокон выше прочности склеиваемой
древесины, поэтому ДК при расчётах
рассматривают как цельные элементы, не
подверженные сдвигу

19.

4. При склеивании создают рациональные формы
СК, исключают или рассредоточивают по длине
пороки древесины, используют качественную
древесину на более напряжённых участках
5. Влажность древесины - не более 15 %
6. Клеёная древесина строгается
7. Слои склеиваемых досок располагают
горизонтально и вертикально, обязательно
вразбежку

20. Стыки досок

21.

22. Сечения клеёных балок

23. II. Нагельные соединения

1. Стальные стержни (штыри, болты,
пластины)
2. Стальные трубчатые стержни
3. Деревянные стержни из дуба
4. Гвозди, шурупы и т.д.

24.

Особенности нагельных соединений
1. Применение: для сплачивания сжатых или
растянутых элементов (досок, брусьев, бревен)
2. Работа: на восприятие сдвигающих усилий.
3. Нагели в соединениях «работают» на изгиб
4. Соединяемые элементы работают на смятие

25. Симметричные и несимметричные нагельные соединения

26. При расчёте нагельных соединений определяют:

1. Усилие одного нагеля при изгибе Ти
2. Усилие одного нагеля при смятии средних
и крайних элементов Тс и Та
3. По наименьшему количеству усилия
находят требуемое количество нагелей

27.

28. Расчет нагелей

Требуемое количество нагелей nн в соединениях
определяется по формуле
где N — расчетное усилие в соединении;
Tmin — минимальная расчетная несущая способность нагеля
(см.табл.);
nш — число расчетных швов сплачивания (условных срезов)
одного нагеля.
Для симметричных соединений количество нагелей,
получаемых по этой формуле, должно устанавливаться с
каждой стороны стыка.

29.

30. Расположение нагелей в соединении

1. Прямыми рядами
2. Косыми рядами
3. В шахматном порядке
Примечание.
Расстояние между нагелями определяют
по расчёту

31.

32. Нагельные соединения на стальных цилиндрических нагелях

1. Часть штырей заменяют болтами, что
препятствует расслоению соединяемых
элементов
2. Длина штырей принимается равной
толщине соединяемых элементов
3. Концы штырей закругляют

33. Установка нагелей

1. Нагели, за исключением гвоздей
диаметром до 6 мм, ставятся в заранее
просверленные отверстия
2. Диаметры отверстий должны быть на 0,20,5 мм меньше диаметра нагеля
3. Гвозди диаметром до 6 мм забивают без
сверления отверстий

34. Гвоздевые соединения

35. СОЕДИНЕНИЯ НА ВРУБКАХ

1. Врубки - соединения деревянных элементов, в
которых усилия передаются с одного элемента
на другой через плоскости соприкосновения.
2. Врубки применяются в конструкциях из бруса и
бревен.
3. Часто в качестве опорных узлов ферм
применяются лобовые врубки с одним зубом

36.

37.

4. Лобовая врубка с одним зубом
рассчитывается на смятие (от усилия Nc под
углом α к направлению волокон сминаемого
элемента) и на скалывание.

38.

5. Длина плоскости скалывания lск принимается
не менее 1,5 h, где h — полная высота сечения
скалываемого элемента

39.

6. Глубина врубки h1 - не более 1/4 h в
промежуточных узлах и не более 1/3 h в
остальных, она должна быть не менее 2 см в
брусьях и не менее 3 см в бревнах

40.

7. На случай аварийного скалывания врубки
ставится стяжной болт диаметром 12—24 мм

41.

8. Внизу врубки гвоздями прибивают подбалку
для фиксации фермы на пристенном брусе

42.

9. Зазор (поз.4) между верхним и нижним
поясами компенсирует возможное набухание
древесины, которое при отсутствии зазора
будет способствовать скалыванию врубки

43.

44. Расчет лобовой врубки

1. Расчет на смятие по площадке С–В
Площадка смятия в сжатом элементе расположена
перпендикулярно направлению волокон древесины, а в
растянутом элементе — под углом a к направлению волокон,
поэтому прочность на смятие рассчитывается в растянутом
элементе по формуле
где Nс — расчетная сжимающая сила;
Fсм — площадь смятия, Fсм = bhвр/cos a;
b — ширина растянутого элемента; hвр — глубина врезки;
Rсм.a — расчетное сопротивление древесины смятию под углом
a с учетом всех необходимых коэффициентов условий работы.

45. Расчет лобовой врубки

2. Расчет на скалывание по площадке А–В
Проверка средних скалывающих напряжений по длине
площадки скалывания производится по формуле
где Тск — расчетная скалывающая сила, Тск = Np = Nccos a;
Fск — площадь скалывания, Fск = blск;
lск — расчетная длина площадки скалывания;
b — ширина растянутого элемента;
Rсскр — среднее по площадке скалывания расчетное
сопротивление древесины скалыванию с учетом всех
необходимых коэффициентов условий работы

46. Расчет лобовой врубки

3. Расчет на растяжение нижнего пояса
Проверка напряжений в нижнем поясе производится в месте
наибольшего ослабления врезкой по формуле
где Nр — расчетное усилие растяжения;
Fнт—площадь сечения нетто растянутого элемента, Fнт=b(h-hвр);
Rр — расчетное сопротивление древесины на растяжение с
учетом ослабления врезкой в расчетном сечении и всех других
необходимых коэффициентов условий работы

47.

48. Для соединений двух сжатых элементов, например в верхних поясах ферм, применяют простой лобовой упор

49.

1. Передача сжимающих усилий в лобовом
упоре происходит непосредственно «торец в
торец»
2. Элементы работают на смятие вдоль волокон

50.

51. Расчет лобового упора

После конструирования узла
выполняются следующие проверки:
1. Проверка опорного вкладыша на смятие
2. Проверка деревянных накладок на
растяжение
3. Проверка стальных тяжей на растяжение
4. Проверка необходимого количества
нагелей для крепления деревянных
накладок к растянутому элементу

52. Возможна передача усилий под углом к волокнам элементов. Для предотвращения смещения элементов с двух сторон стыка ставят

накладки на стяжных болтах
диаметром 12-16 мм.