Требования, предъявляемые к соединениям

Классификация и виды соединений.

Соединения элементов деревянных конструкций можно классифицировать по виду, назначению, особенностям конструирования, месту изготовления и др. признакам:

1. Сплачиванию материалов по высоте и ширине, сращиванию (наращиванию) элементов по длине, соединения элементов под углом.

2. Заводские соединения, используемые только при изготовлении на заводе. Соединения, применяемые преимущественно в построечных условиях, соединения пригодные как для заводского, так и для построечного изготовления.

3. соединения неразъёмные и разъёмные для сборно-разборных или складывающихся конструкций (для удобства перевозки).

4. Соединения без металлических и соединения на металлических крепёжных деталях. При выполнении этих соединений используют следующие крепления:

- разного рода клинья, работающие преимущественно на сдвиг.

- разнообразные нагели, работающие на изгиб, соединений работающих на сдвиг и использующие усилия распора. Нагели могут быть цилиндрическими, пластинчатыми, нагельные пластики, гвозди, шурупы глухари.

-врубки и различного рода лобовые упоры, работающие на смятие и скалывание.

5. Клеёные стержни, работающие на выдёргивание или продавливание

6. Шпонки, работающие на смятие и скалывание. Работа шпонок отличается от работы нагелей тем, что в шпоночных соединениях возникают усилия распоров при включении их в работу, чего нет в нагельных соединениях.

7. Стяжные болты, тяжи, накладки, хомуты, муфты, работающие как растянутые или аварийные связи.

Соединения элементов конструкции из дерева и пластмассы.

1.Достаточной несущей способности при ограниченной податливости, измеряемой величиной деформаций при действии на соединение расчётных усилий. Податливость – способность связей (элементов соединений) при деформации конструкции давать возможность соединяемым элементам сдвигаться (деформироваться относительно друг друга).

2.Надёжность, которая определяется количеством работы затраченной на разрушение соединений.

3.Долговечность, при заданных условиях эксплуатации (например, долговечность соединений в агрессивных средах).

4.Специфики эксплуатации (если к конструкции предъявляются особые требования, например, немагнитность и радиопрозрачность).

5.Экономичность, которая определяется затратами труда, материалов и энергоёмкость производства.

С учётом этих требований при выборе средств соединения следует отдавать предпочтение таким соединениям, которые позволяют изготавливать конструкции механизированным путём. Просто производить их укрупнительную сборку, обеспечить возможность надёжного контроля за качеством изготовления, поведения в период эксплуатации. Достаточность надёжного контроля за качеством изготовления, поведения в период эксплуатации. Достаточность несущей способности соединения обеспечивается их расчётом в соответствии с указаниями в СНиП при соблюдении правил конструирования.

Величины деформаций для различного рода соединений при действии усилий, соответствующих их расчётной способности оказываются различными и существенно зависит от начальной плотности (наличие зазоров, плотное прикасание рабочих поверхностей). Предпочтение следует отдавать таким креплениям, при постановке которых высокая начальная плотность соединения обеспечивается сама собой. Этого можно добиться, например, забивкой или пристрелкой связи их вдавливанием в древесину. В случаях, когда высокая начальная плотность не может быть обеспечена (в результате усушки древесины, динамического действия нагрузок) их, как правило, снабжают натяжными устройствами (болты, тяжи, клинья) и т.д. что позволяет ликвидировать появившиеся неплотности и зазоры. При необходимости учесть в расчётной конструкции деформации в соединениях, например, при определении прогибов деревянных ферм и прочее.

СНиП предписывает применять следующие деформации:

-на лобовых врубках [f] торец в торец – 1,5 мм.

- на нагелях всех типов 2,0 мм.

-в примыканиях поперёк волокон – 3,0 мм.

В клеевых соединениях – 0,0 мм.

Величины этих деформаций соответствуют максимальной расчётной несущей способности соединений, при неполном её использовании величину деформации следует принимать пропорцианально действующему на соединениях усилию.

В величинах деформации учтены не только деформации, проявляющиеся в момент приложения нагрузок, но так же отражено увеличение деформации под нагрузкой по времени. Так же учтена вероятность недостаточно тщательного выполнения работ.

Как видно из рисунка разрушающие нагрузки для 1 и 2 соединений одинаковы, однако, 2 более вязкое соединение (пластичное) следует оценивать как более надёжное. Вязкость, а следовательно надёжность соединения можно увеличить, воспользовавшись реконструировать приёмом дробной рассредоточенной передачи усилия с одного элемента на другой, например, в соединении можно заменить нагель большого диаметра тонкими нагелями (при одинаковой расчётной несущей способности, что приводит к увеличению вязкости соединения, поскольку при такой замене увеличивается количество плоскостей скалывания и уменьшается опасность хрупкого разрушения от скалывания и раскалывания древесины).

Нагели – крепления, работающие на изгиб в соединениях работающих на срез.

Более вязкий эквивалент – соединения на 3 нагелях. При применении этого приёма увеличения вязкости (принцип дробности) снижается и опасность разрушения соединения от совпадения трещин, слабой сердцевины, и других местных дефектов древесины при сильном напряжёнии жёстко работающих деталей (крепёжных). Существенное достоинство таких соединений заключается ещё и в том, что в результате податливости происходит перераспределение и выравнивание усилий между крепёжными деталями, выравнивание напряжений по сечению сжатых или растянутых составных элементов. Долговечность соединений достигается надёжной защитой их стальных деталей от коррозии, а древесины от гниения. В местах расположения соединений особо тщательно защищают от возможного в процессе эксплуатации увеличения, т.е. предусматривают гидроизоляцию, защитные козырьки, накладки и т.д. При необходимости так же прибегают к её антисептированию, путём пропитки отдельных элементов антисептиком. В случаях, когда конструкции эксплотируются в особо агрессивных средах стальные крепёжные детали заменяют на стеклопластиковые, из древесины твёрдых пород, или из соответствующих коррозиестойких алюминиевых сплавов. Соединения на магнитных радиопрозрачных конструкций выполняют с использованием крепёжных деталей, из материалов, отвечающих этим требованиям, например, стеклопластик.