ВОПРОС 25.Нагельные и гвоздевые соединения деревянных конструкций. Применение и расчет.

Нагель – гибкий стержень, который соединяет элементы деревянных конструкций препятствуя их взаимному сдвигу, а сам при этом работает на изгиб. Его основное назначение – препятствовать взаимному сдвигу элементов. Нагели не работают на срез, а только на изгиб, потому что: 1)как правило нагель обладает большей изгибной прочностью; 2) соотношение его размеров d/lочень мало, поэтому при применении нагрузки несущая способность нагеля будет потеряна от изгиба. Древесина может разрушиться от: 1) смятия древесины по поверхности нагеля и 2) скалывания вдоль волокн. Нагели конструктивно устраиваются в предварительно просверленные отверстия Ø на 0, 5 мм меньше, чем сам Ø нагеля. Конструктивно количество нагелей должно быть четным. Чтобы они не попадали на нейтральную ось элемента (т. к. это зона наиболее скалываемых и сдвигаемых усилий, т. е. зона растрескивания). Хотя распора не возникает (равновесие нагеля обеспечивается только продольными силами), по длине не меньше 25 % нагелей должны выполняться в виде стяжных болтов, для обеспечения плотного контакта сплачиваемых элементов, неравномерное распределение усилий самая большая проблема. Неравномерность зависит от соотношения размеров элемента и Ø болта.

Подбор количества нагелей в соединении: , где N – действующая нагрузка; n_ср – число плоскостей срезов; Т_min – минимальная несущая способность одного нагеля.

Расчет смятия скалывания и изгиба: Скалывание в нагельных соединениях не допускают, путем рациональной расстановки нагелей, если S₁≥ 7d, S₂≥ 3, 5d, S₃≥ 3d, то скалывание не наступает раньше, чем смятие или изгиб нагеля. Все нагельные соединения могут быть симметричными и несимметричными, одно-, 2-х (самое распространенное) или 3-х срезными. Обычно толщины накладок и соединяемых элементов различны и работают в различных условиях.

Гвоздевые соединения

Рис. 19. Гвоздевые соединения каркасных секций

Соединения на механических связях обладают достаточно высокой прочностью и надежностью. Передача сил в таких соединениях происходит от одного элемента к другому через отдельные точки и компенсируется силами трения между металлом и волокнами древесины (гвоздевое соединение) или упорами винтовой нарезки и прорезаемыми в древесине винтовыми желобками (соединение на шурупах). Количество гвоздей определяют расчетным путем, а в некоторых случаях назначают конструктивно, например, при настилке полов, установке встроенного оборудования, обшивке потолков и перегородок и т.п. В гвоздевых соединениях конструкций, изготовляемых из древесины лиственницы и твердых лиственных пород, гвозди диаметром более 6 мм следует забивать в заранее просверленные отверстия (рис. 19). Причем, диаметр отверстий должен составлять 0, 9 диаметра забиваемого гвоздя. В соединениях из досок мягких пород гвозди независимо от диаметра забивают без предварительного сверления. При забивке гвоздей следует придерживаться нескольких правил, которые повышают эффективность соединения и избавляют от нежелательных последствий:

• чтобы древесина не раскололась во время забивания гвоздя, нужно притупить его кончик (или откусить его кусачками). Такой гвоздь будет сминать волокна древесины, а не раскалывать ее;
• нужно помнить, что гвоздь, забитый вдоль волокон, держится намного слабее, чем гвоздь, забитый поперек волокон;
• несколько забитых гвоздей, расположенных близко друг к другу вдоль одного слоя древесины, могут ее расколоть. Древесина расколется и в том случае, когда толстый гвоздь забить близко от кромки. Чтобы избежать этого, гвозди лучше брать меньшего диаметра, увеличивая их количество. Забивать их лучше в шахматном порядке.

Рис. 20. Виды гвоздевых соединений:
А — забивание под углом; Б — под углом во встречных направлениях; В — скрытность соединения подрубанием кромок; Г — два способа расположения режущих кромок на окончании гвоздя: в положении 1 режущие кромки расположены поперек волокон и не раскалывают заготовку; в положении 2 режущие кромик расположены вдоль и древесина может расколоться; Д — скрытность соединения при помощи пробки

 

⇐ Предыдущая123456789

Поделиться: