загрузка...
загрузка...
На головну

Основні види з'єднань і вимоги до них

Дивіться також:
  1. I основні типи механістичних структур
  2. I. Загальні вимоги охорони праці
  3. I. Основні напрямки зовнішньої політики.
  4. I. Основні початку функціонування політичної систем.
  5. I. Основні положення Земської реформи (1864 р).
  6. I. Основні поняття і закони хімії. Атомні і молекулярні маси. Моль.
  7. I. Основні права громадян
  8. I. Основні структурні елементи формування особистості як вихідна позиція навчального плану.
  9. I. Поняття політичної системи та її основні концепції.
  10. I. Функції і основні напрямки діяльності ПРФ
  11. II. Виникнення і основні риси народництва.
  12. II. Документи, що подаються при огляді транспортних засобів

ГЛАВА 1. ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ

РОЗДІЛ IV. З'ЄДНАННЯ ЕЛЕМЕНТІВ дерев'яних КОНСТРУКЦІЙ

Поява нових видів і методів виготовлення з'єднань дерев'яних елементів зумовило значний прогрес в розвитку дерев'яних конструкцій в останні десятиліття. У сучасних дерев'яних конструкціях поряд з традиційними, вручну виготовленими сполуками, застосовують нові сполуки вдосконаленого типу.

Застосовуваний для потреб будівництва лісоматеріал у вигляді колод і пиломатеріалу має максимальні розміри поперечного перерізу 25-28 см і граничну довжину 6,5 м. У результаті обмеженості розмірів дерева створення з нього будівельних конструкцій великих прольотів або висоти неможливо без з'єднання окремих елементів.

З'єднання дерев'яних елементів для збільшення поперечного перерізу конструкції називають об'єднанням, а для збільшення їх поздовжньої довжини - зрощенням. Поряд зі об'єднанням і зрощенням дерев'яні елементи можуть з'єднуватися в вузлах конструкцій під різними кутами.

Необхідність правильного рішення з'єднань окремих дерев'яних елементів для роботи конструкції в цілому пояснюється ще й тим, що анізотропне будова деревини проявляє свої негативні якості більшою мірою в місцях з'єднань.

Розвиток з'єднань дерев'яних конструкцій веде свою історію ще від древніх дерев'яних споруд. Одними з перших стали застосовуватися з'єднання, в яких зусилля передавалися від одного елемента іншому безпосередньо через контактні поверхні і викликали в основному напруги зминання (лобові врубки, упор і ін.). Використання таких з'єднань вело до великого перевитрати деревини. Пізніше, завдяки застосуванню в з'єднаннях робочих зв'язків, вдалося пе редавать великі розтягують зусилля. Нарешті, важливою сходинкою розвитку окремих елементів і дерев'яних конструкцій в цілому стало виникнення клейових з'єднань. Цьому сприяло створення нових галузей хімічної промисловості з виробництва синтетичних полімерних матеріалів і будівельних клеїв на їх основі.

Застосування того чи іншого виду з'єднань визначається видом всієї конструкції, в деяких випадках можна використовувати різні види з'єднань в одній конструкції.

Перевага цільної деревини за вартістю в порівнянні з клеєної робить доцільним її застосування практично у всіх випадках, де дозволяють запаси природного деревини або можливо її використання на звичайних (неклеених) з'єднаннях. Застосування дощато-клеєних конструкцій раціонально в тих випадках, коли потрібна велика поперечний переріз елементів, коли необхідно звести до мінімуму кількість металевих вкладишів, для збільшення вогнестійкості, зменшення впливу хімічно агресивних середовищ або в разі, коли пред'являються особливі вимоги до архітектурної виразності споруди. Фанера, деревно-стружкові і деревно-волокнисті плити і інші листові матеріали застосовують в якості обшивок і приєднують до дерев'яного каркасу клеєм або різними робочими зв'язками.

З'єднання елементів дерев'яних конструкцій за способом передачі зусиль поділяються на такі види: 1) з'єднання, в яких зусилля передаються безпосереднім упором контактних поверхонь, що з'єднуються, наприклад примиканням в опорних частинах елементів, врубкой і т. Д .; 2) з'єднання на механічних зв'язках; 3) з'єднання на клеях.

Механічними в з'єднаннях дерев'яних конструкцій називають робочі зв'язку різних видів. з твердих порід деревини, сталі, різних сплавів або пластмас, які можуть вставлятися, врізатися, угвинчуватися або запресовують в тіло деревини з'єднуються. До механічних зв'язків, найбільш широко застосовуваним в сучасних дерев'яних конструкціях, відносяться шпонки, нагелі, болти, глухарі, цвяхи, шурупи, шайби шпоночного типу, нагельних пластинки і металеві зубчасті пластинки. Викорис тання механічних зв'язків вдосконаленого типу розширює можливість застосування конструкцій з цільної деревини, а також спрощує збірку клеєних конструкцій на будівельному майданчику.

Передача сил в з'єднаннях з механічними зв'язками походить від одного елемента іншому через окремі точки (дискретно). Розподіл сили по поверхні контакту і в глибину елемента залежить від виду механічних зв'язків.

Несуча здатність і деформативність дерев'яних конструкцій в цілому залежить в більшій мірі від способу з'єднання їх окремих елементів. З'єднання розтягнутих дерев'яних елементів як правило пов'язане з їх місцевим ослабленням. В ослабленому перетині розтягнутих дерев'яних елементів спостерігається концентрація небезпечних, що не враховуються розрахунком місцевих напружень. Найбільшу небезпеку в стикових і вузлових з'єднаннях розтягнутих дерев'яних елементів представляють зрушують і розколюють напруги. Вона посилюється в разі накладення цих напруг на напруги, які виникають в деревині внаслідок її усушки.

Сколювання і розрив уздовж і поперек волокон відносяться до крихким видам роботи деревини. На відміну від роботи будівельної стали в деревині не відбувається в цих випадках пластичного вирівнювання напружень. Для того щоб зменшити небезпеку послідовного, по частинах, крихкого руйнування від сколювання або розриву в розтягнутих елементах дерев'яних конструкцій, доводиться знешкоджувати природну крихкість деревини в'язкою піддатливість роботи їх з'єднань. До найбільш вузькому видам роботи деревини, яка характеризується найбільшою кількістю роботи міцного опору, відноситься смятие. Іншими словами, вимога в'язкості, що пред'являється до з'єднань всіх видів елементів дерев'яних конструкцій, зводиться до вимоги забезпечення вирівнювання напружень в паралельно працюючих брусах або дошках, використанням вузький податливості роботи деревини на зминання, перш ніж могло б статися крихке руйнування від розриву або сколювання.

Для додання в'язкості з'єднанням розтягнутих дерев'яних елементів як правило використовують принцип роздрібненості, що дозволяє уникнути небезпеки скалива-


деревини збільшенням площі сколювання. Наприклад, застосування замість однієї зосереджено прикладеної зв'язку (надмірно жорсткою для дощок товщиною 5 см) кілька розосереджено (дрібно) прикладених вязкоподатлівих зв'язків при однаковій витраті стали набагато збільшує несучу здатність (рис. IV.1). В'язкість з'єднань стислих дерев'яних елементів забезпечується вузький роботою деревини на зминання. У стислих стиках, що вирішуються простим лобовим упором, не доводиться побоюватися крихкого руйнування деревини, якщо вжиті заходи, що запобігають розколювання деревини поперек волокон.

§ 1.2. Вказівки з розрахунку з'єднань

Розрахункове зусилля, що діє на з'єднання, не повинно перевищувати несучої здатності з'єднання. Складний напружений стан в з'єднаннях через накладення різних напруг обумовлює визначення несучої здатності з'єднання виходячи з декількох умов. Несуча здатність з'єднання визначається розрахунком з'єднуються на зминання і сколювання з урахуванням кута між силою і напрямком волокон в деревині. Крім клейових, з'єднання елементів дерев'яних конструкцій практично неможливо зробити жорсткішими, тому при розрахунку дерев'яних конструкцій необхідно враховувати податливість їх з'єднань.

З досвіду експлуатації дерев'яних будівель і споруд граничний відносний зсув між сполучаються елементами обмежується 1,5 - 2 мм. Зусилля, яке викликає граничний зрушення, приймають за несучу здатність з'єднання, якщо воно менше несучої здатності з'єднання, визначеного з умов того, що зім'яло і сколювання. Клейові з'єднання при розрахунку конструкцій належить рассмартівать як непіддатливі.

Передача сил від одного з'єднується елемента іншого здійснюється безпосередньо через поверхню їх контакту або через робочі зв'язку. Численні дослідження показали неефективність застосування в одному з'єднанні різних типів робочих зв'язків, наприклад болтів і цвяхів. Збільшення несучої здатності з'єднання, не змінюючи площі контакту з'єднувальних елементів, може бути досягнуто установкою накладок і прокладок на нагелях, клейовими з'єднаннями і ін. Порівняння різних з'єднань на прикладі (рис. IV.32) розтягнутого симетричного стику (табл. IV Л) показує, що найбільшою несучою здатністю, наведеної до одиниці контактної поверхні, володіє клейовий шов. Найбільшу несучу здатність серед усіх інших з'єднань мають нагелі невеликого діаметра (до 5 мм), що встановлюються в попередньо розсвердлений отвори з кроком, прийнятим як і для циліндричних нагелів.

Розрахунок з'єднань зводиться до визначення діючих на них зусиль і порівняно їх з несучою здатністю сполук Т.

Розрахункову несучу здатність з'єднань, що працюють на зминання і сколювання, слід визначати за формулами:


тут rck - Розрахунковий опір деревини сколювання вздовж волокон (при розрахунку за максимального напруження), наведене в нормах; 1СК - Розрахункова довжина площині сколювання; е - Плече сил сколювання; ? - коефіцієнт враховує нерівномірність розподілу напружень сколювання і залежить від виду сколювання. Якщо майданчик сколювання розташовується по одну сторону від місця докладання зусиль, то має місце одностороннє сколювання, при якому сколювальні напруги концентруються на початку майданчика сколювання. Епюра ? має несиметричне обрис, що наближається до трикутного. У цьому випадку коефіцієнт ? = 0,25.

При проміжному сколюванні майданчик сколювання розташовується між місцями докладання зусиль (рис. IV.2). У цьому випадку спостерігається менша концентрація сколюють. Для проміжного сколювання ? = 0,1 25.


Мал. IV.2. Залежність середнього розрахункового опору сколювання в з'єднаннях

а - при врубке з одного боку; б - те ж, з обох сторін

Збільшення довжини майданчика сколювання за межами десяти глибин врізки в розрахунку на сколювання не враховується, оскільки при дозволяється нормами Косослой сколювання може статися на довжині lСк= = 10hвр і при більшій довжині запроектованої майданчика сколювання. Для того щоб зменшити небезпечний вплив напруг, що розтягують поперек волокон і торцевих тріщин від усихання на несучу здатність з'єднання довжина площадки сколювання повинна бути не менше lск?3е. У всіх випадках потрібне забезпечення притиску сколюватися частини.

У проміжних вузлах наскрізних дерев'яних конструкцій глибина врубувань не повинна перевищувати 1/4 повної висоти або товщини елемента. В опорних вузлах глибина врубки не повинна перевищувати 1/3 повної висоти бруса. Мінімальна глибина врубки повинна бути не менше: для брусів 2 см; для колод 3 см.

Сили тертя між сполучаються елементами, які надають розвантажувати дію, в розрахунку з'єднань елементів дерев'яних конструкцій як правило не повинні враховуватися, за винятком випадків одноразового, короткочасного (на підводному човні і монтажі) дії прижимающих сил.

Основні закономірності тривалої міцності деревини та пластмас «-- попередня | наступна --» Контактні з'єднання дерев'яних елементів
загрузка...
© om.net.ua