14) соединение элементов без механических связей(врубки и упоры)

14) СОЕДИНЕНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ БЕЗ МЕХАНИЧЕСКИХ СВЯЗЕЙ(ВРУБКИ И УПОРЫ)

контактных соединениях усилие с элемента на элемент

передаётся непосредственно через площадки смятия.

Соединения работают только на сжатие. В соединениях возможны рыхлые деформации.

Разрушение врубок хрупкое.

Болты применяют только в качестве конструктивных связей.

Применяют при изготовлении конструкций на строительной

площадке— построечное изготовление.

Усилия с элемента на элемент передаются через площадки смятия.

-в соединениях возможны рыхлые деформации

-соединения работают на сжатие

-разрушение врубок хрупкое

-болты применяют только в качестве конструк связей.

-применяют дл изготовления конструкций на строй площадке.

Упоры работают на смятие, врукби на смятие и скалывание.Расчетная несущая способность соединения работающего на смятие и скалывание.

А) из условия смятия древесины Nсм=<Тсм

Nсм-действующ усилие, Тсм несущая способность. Тсм=Rcм*альфа*Асм

15)нагельные соединения. Пластинчатые.

Нагели-связи препятствующие взаимному сдвигу элемента. Работают на изгиб и смятие, а дерево на смятие.-рыхлые деформации незначительны

-вязкое разрушение

Нагели пластинчатые-вкладыши препятствующие взаимному сдвигу элеимента. Расстояние между нагелями из условия скалывания.

Расчетная несущая способность Т=0,75*Впл 1 нагеля. Впл-ширина схвачивания элемента для сквозной.

Впл-для глухих=0.5В.

Количество нагелей n=1,5(Мв-Ма)*Sбр/Т*Iбр (Ма и Мв-изгибающме мометы) соединение элементов деревянных конструкций на пластинчатых нагелях

Нагельные соединения

В нагельных соединениях связи(болты, стержни, гвозди,

винты и пластинки) работают на изгиб.

Древесины соединяемых элементов работает на смятие.

Рыхлые деформации незначительны.

Перед разрушением развиваются значительные

пластические деформации.

Нагельные пластинки изготавливают из дубовых или

березовых досок, из металла или стеклопластиков. Применяют

для сплачивания брусьев или бревен при изготовлении балок

на строительной площадке.

Рис.4.6. Соединение на пластинчатых нагелях

Стандартные дубовые или березовые пластинки имеют

толщину δ = 1,2 см, длину l= 5,8 см и ширину b, равную

ширине сечений соединяемых брусьев.

16)Нагели цилиндрические– разнообразны по конструктивному

решению:

- стержни из металла, прочной древесины или

стеклопластика тугой посадкой вставляют в заранее

просверленные отверстия;

- гвозди диаметром до6 мм в соединение забивают;

- шурупы, глухари завинчивают

использованием цилиндрических нагелей выполняют

стыки растянутых элементов, узловые сопряжения,

прикрепление связей. Это основной вид соединений при

монтаже и создании конструкций построечного изготовления.

Цилиндрические нагели– это гибкие стержни,

препятствующие сдвигу сплачиваемых элементов и работающие

в основном на изгиб.

Глухари(винты большого диаметра с шестигранной или

квадратной головкой) и шурупы завинчиваются в

предварительно рассверленные отверстия меньшего диаметра.

Гвозди диаметром до6 мм забиваются в древесину без гнезд.

Болты и цилиндрические стержни ставят в просверленные

гнезда равного с ними диаметра. Чтобы получить плотное

соединение, необходимо сверлить отверстия в предварительно

собранном и обжатом пакете элементов, для чего25% от общего

количества нагелей ставят в виде стяжных болтов.

Рис. 4.22. Виды цилиндрических нагелей

а– болт; б– круглый стальной нагель; в– проволочный гвоздь; г– шуруп;

д– глухарь; е– дубовый цилиндрический нагель; ж– стальной

трубчатый нагель

В отличие от шпонок нагель в соединениях не дает распора.

Сдвигаясь, сплачиваемые элементы стремятся повернуть

нагель, который вначале упирается в древесину по краям

элемента с последующим его изгибом.

Рис. 4.23. Работа нагеля в соединении

Напряжения смятия с изменением знака неравномерны по

длине нагеля. Две пары равнодействующих продольных усилий

определяют равновесие нагеля – T1·e1=T2·e2. Поперечные силы,

образующие распор, отсутствуют

Несущая способность нагельного соединения будет зависеть

от скалывания и раскалывания древесины, что определяется

расстоянием от краев сплачиваемых элементов до нагелей, а

также расстоянием между ними.

Изгиб нагеля зависит от его жесткости и жесткости

сминаемой древесины. В необходимых случаях к несущей способности нагеля T1 из

условия смятия древесины в нагельном гнезде вводятся

поправочные коэффициенты: mп, mв, mт, mд, mн и при смятии

под углом коэффициентkα. К несущей способности нагеля из

условия изгиба нагеля– корень квадратный из этих

коэффициентов. Несущая способность всего соединения T = T1·nш·nн.

Расстояния между осями цилиндрических нагелей вдоль

волокон древесины S1 поперек волокон S2 и от кромки элемента

S3 следует принимать не менее:

для стальных нагелей S1= 7d; S2= 3,5d; S3= 3d;

для дубовых S1= 5d; S2= 3d; S3= 2,5d.

17) соединение элементов на растянутых связях

олты, тяжи, хомуты, накладки и скобы, воспринимающие

растяжение, а также гвозди, шурупы и глухари, работающие на

выдергивание, относятся к растянутым связям, которые могут

быть натяжными и ненатяжными, разъемными и

неразъемными, постоянными и временными.

абочие тяжи и болты применяются в распорных

соединениях, подвесках, растянутых элементах

металлодеревянных конструкций, в затяжках арочных и

пространственных конструкций.

оединения с хомутами относятся к классу соединений с

растянутыми связями. Они соединяют элементы, в которых

действуют поперечные растягивающие силы N. Хомуты могут

иметь прямоугольную, полукруглую и круглую форму.

-гвозди и винты работающие на выдергивание

-болты и тяжи работающие на растяжение

-хомуты, скрутки, скобы работающие на растяжениею

Соединения на выдергивание гвоздя: Тв.г.=Rв.г.*ПdL

На выдергивание шурупов(винтов) Тв.ш.=Rв.ш.*ПdL1 (Пdl-площадь поверхности сцепления)

Rгвоздя=0,3мПА-воздушно-сухая древесина, 0,1мПа – сырая.

Rшурупов 1 МПА – для сухой древесины

Длина защипленной части гвоздя(рабочей)

-Не должна быть менее 2х тодщин пробиваемого элемента

-не менее 10d гвоздя

При d>5мм в расчет вводят d=5мм. Расстановку гвоздей и длину защипляемой части принимают как для нагелей(как)

При наклонной разбивки расстояние до наружной кромки должно быть не менее 10d

Скобы

Принимают в качестве вспомогательной или фиксирцющей связи.

При длине скобы 6..7dск несущая способоность примерно равна несущей способности нагеля диаметром 15мм.

При забивки скоб следует соблюдать конструктивные требования. Предотвращающие раскалывание древесины. Забивают под углом.

18)соединение на вклеенных стержнях

Стержни из арматуры периодического профиля классов А300

и А400 диаметром12…25 мм вклеиваются в прямоугольные

или круглые пазы.

Применяют в растянутых или сжатых стыках.

а) продольно вклеенные б) наклонно

Область применения: в узловых соединениях для сплачивания, наращения, ремонта и усиления.

Используют стальную арматуру периодического профиля. В клеивают в прямоугольные и круглые пазы эпоксидным клеем с молотым песком.(под углом)

Расчетные случаи:

-моединения на стержнях вклеенных вдоль волокон

-под углом

-на вклеенных стальных нагелях.

Указание по расстоновке, конструированию и расстоянию в своде правил.

Соединения на продольно вклеенных стержнях работают на

скалывание древесины вдоль волокон. Разрушаются они почти

мгновенно без заметных деформаций, в основном от

скалывания древесины по площади внутренней поверхности

бывших отверстий. асчет соединения на продольно вклеенных стержнях

производится на действие максимальных сжимающих или

растягивающих сил N от расчетных нагрузок.

Расчетная несущая способность продольно вклеенного

стержня T(МН) на выдергивание или продавливание:

T=Rскπ(d + 0,005)/lkск.

L— глубина вклеивания, м; d— диаметр

стержня, м; Rск= 2,1 МПа— расчетное максимальное

сопротивление древесины местному скалыванию вдоль волокон

в соединениях; kск— коэффициент, учитывающий

неравномерности распределения напряжений скалывания по

длине вклеиваемой части; kск =(1,2—0,02)l/d.

Требуемое число продольно вклеенных стержней n = N/T. Соединения работают

– на сдвиг и смятие поперек волокон древесины

близ поверхности отверстия, но более надежно, чем на

продольно вклеенных. Разрушаются вязко, после развития

больших пластических деформаций, как при местном смятии

древесины.

Глубина вклеивания L должна быть не

менее10 и не более30 диаметров d стержня, ширина паза или

диаметр отверстия выполняется на5 мм больше диаметра

стержня. Расстояние между осями стержней принимается не

менее3d, а до краев сечения– не менее2d.

19) клеевые соединения ДК

то основной вид соединений при заводском изготовлении

конструкций.

При обеспечении прочности клеевого шва не менее прочности

древесины— соединение неподатливое, клееные элементы

рассчитываются как элементы цельного сечения.

Клеевые соединения применяют при наращивании,

сплачивании и соединении элементов под углом друг к другу.

Используются:

-для стыкования отдельных слоев клееного пакета по длине на зубчатой шипе.

-для образования сплошного сечения сплачивания и слоев по высоте и ширине сечения

-для стыкования клееных пакетов под углом, на зубчатом шип по высоте.

Толщину клееных слоев следует принимать не более 33..34мм.

ачество клеевого шва и его эксплуатационная

работоспособность зависят: от вида древесины и пластмассы и

их подготовки к склеиванию; от вида и качества клея; от

контроля за технологическим процессом склеивания; от типа

соединения; от условий эксплуатации.

Считается, что материал склеен удовлетворительно, если

прочность соединения при скалывании равна или выше

прочности материала при этом виде работы. Сопротивление

клеевого соединения зависит от плотности материала, его

строения, влажности во время склеивания, чистоты обработки

поверхности.

Синтетические клеи начали применять сравнительно недавно. Фенольные клеи широко применяют в

производстве фанеры хвойных пород, предназначаемой для

эксплуатации в жестких условиях.

Карбомидные клеи используют в производстве фанеры

лиственных пород для мебели и внутренней отделки

помещений. Для пластмассовых соединений используют

фенольные, резорциновые, эпоксидные, полиэфирные,

контактные(растворы натурального и синтетического каучука),

термопластичные(клеи-расплавы) клеи.

Для склеивания клеедеревянных элементов несущих

конструкций применяются клеи на основе термореактивных

синтетических смол(фенолформальдегидной и резорциновой), а

для склеивания древесины со сталью– эпоксидный.

В прямоугольных элементах допускается толщина слоя до 42мм при условии устройства в них пропилов.

Применение соединений на «ус» допускается для фпнер вдоль волокон наружных слоев.

Берем доску, строгаем пластины, из слоев этих собираем пакет

леевые соединения являются водостойкими. Они не

подвержены загниванию и стойки против воздействия ряда

химически агрессивных сред, что обеспечивает долговечность

клеедеревянных элементов. тык по пластям(поперечный) представляет собой клеевое

соединение досок пластями. Применяется для создания

клеедеревянных элементов требуемой высоты сечения и для

обеспечения их изогнутой формы по длине. тык по кромкам– клеевое соединение досок кромками.

Применяется при изготовлении клеедеревянных элементов с

шириной сечений, большей, чем ширина отдельных досок. убчатый шип представляет собой клеевое соединение

концов досок по зубчатой поверхности в виде ряда острых

клиньев, выходящих на пласти или кромки досок.

20) Расчет клееных элементов из древесины с фанерой и

армированных элементов из древесины следует выполнять по

методу приведенного поперечного сечения.

Все геометрические характеристики сечения приводят к одному

материалу умножением на соотношение модулей упругости

материалов:

Геометрические характеристики сечения приводят к тому

материалу, напряжения в котором проверяют:

характеристики древесины и фанеры различаются.

Древесина: Фанера семислойная:

вдоль волокон- вдоль волокон крайних шпонов-

E = 10000 МПа, Eф= 9000 МПа,

Rс= 14…16 МПа, Rф.с= 12 МПа,

Rр= 7…10 МПа; Rф.р= 14 МПа;

поперек волокон- поперек волокон крайних шпонов-

E90= 400 МПа, Eф,90= 6000 МПа,

Rс,90= 1,8 МПа, Rф.с,90= 9 МПа,

Rр,90= 0,35 МПа. Rф.р,90= 8,5 МПа.

Для того чтобы рассчитывать клееное сечение из древесины и

фанеры сечения рассчитывают по методу приведенного сечения.

Один из материалов принимают за основной, а все

составляющие другого материалв умножают на поправочный

коэффициент, равный отношению модулей упругости:

Армирование позволяет снизить высоту сечения.

H=1/8…1/12 L– неармированные балки;

h= 1/12…1/15 L– балки армированные.

В качестве арматуры используют:

- арматурные стержни периодического профиля;

- стержни квадратного сечения;

- полосовую сталь;

- перфорированную стальную ленту;

- высокопрочную проволоку;

- стеклопластиковые стержни.

.

Дата добавления: 2015-08-29