5.3. В деревянных конструкциях клеевые соединения используются прежде всего для склеивания древесины с древесиной в целях увеличения поперечных и продольных размеров элементов из сушеных пиломатериалов с влажностью не выше 15 %, а также древесины с фанерой. При этом различают клеевые соединения:
а) с помощью зубчатого шипа и «на ус» при сращивании по длине пиломатериалов и листов фанеры;
б) с помощью зубчатого шипа вдоль волокон и под углом к волокнам по всему сечению стыкуемых элементов из клееной древесины;
в) всей кромки и пласти фрезерованных заготовок из пиломатериалов при их сплачивании по ширине и по высоте сечения многослойного пакета укрупненных размеров.
5.4. Для стыкования заготовок по длине рекомендуется зубчатый шип с длиной зубьев 32 мм, а при стыковании клееных элементов по всему сечению - с длиной зубьев 50 мм. Стыкование фанерных листов осуществляется «на ус» и допускается только вдоль волокон наружных слоев с уклоном усового соединения 1:8 - 1:10 или с помощью накладок.
5.5. Соединение клееных элементов несущих конструкций с помощью зубчатого шипа по всему сечению допускается использовать в сопряжениях вдоль и под углом к волокнам (рис. 12) в пределах 0 ≤ α ≥ 38° при действии момента, вызывающего сжимающие напряжения по внутренней кромке, или момента того же знака в сочетании со сжимающей силой. Проверку максимальных напряжений в таких соединениях следует производить в биссектрисном сечении:
для сжатой зоны вдоль оси под углом к волокнам α
σ xc = M д/(K 1 W б) + N / F б ≤ R смα;
для растянутой зоны вдоль оси X под углом к волокнам
σ x р = M д/(K 2 W б) - N / F б ≤ R и m α;
для сжатия вдоль оси Y под углом к волокнам β = 90° - α
σ y с = M д/(K 3 W б) ≤ R смβ,
где F б и W б - площадь и момент сопротивления биссектрисного сечения;
R смα, R смβ, R и - соответственно расчетные сопротивления древесины смятию под углом α и β к волокнам и изгибу, определяемые по СНиП II-25-80, п. 3.1 без введения коэффициентов m б и m сл (СНиП II-25-80, п. 3.2);
K 1, K 2, K 3 - коэффициенты, принимаемые по графикам рис. 13;
m α - коэффициент, принимаемый по графику рис. 14.
5.6. В конструкциях клеевые соединения работают на сложное сопротивление сдвига и отрыва поперек волокон. Чем выше различие склеиваемых материалов по температурно-влажностным деформациям, тем выше собственные внутренние напряжения, возникающие в клеевых соединениях.
Влажностные напряжения в клеевом соединении древесины зависят от согласования слоев. На рис. 15 приведены эпюры нормальных и касательных напряжений поперек волокон для трех схем сочетания годовых слоев в склеиваемых пиломатериалах.
Рис. 12. Соединение клееных элементов на зубчатый шип под углом по всему сечению
Рис. 13. Графики зависимости коэффициентов K 1, K 2, K 3 от угла наклона волокон для зубчатого соединения по всему сечению
Рис. 14. График зависимости коэффициента m α от угла наклона волокон (к определению расчетного сопротивления изгиба R и при проверке прочности внешне растянутой кромки узлового соединения на зубчатый шип)
5.7. Достижение требуемого уровня прочности всех видов клеевых соединений зависит от правильного конструирования и расчета, от качества изготовления и строгого соблюдения правил и регламента технологии производства, от регулярного проведения контрольных заводских испытаний соединений на долговечность, послойное скалывание, растяжение поперек волокон, согласно действующим ГОСТам.
Рис. 15. Характер распределения собственных внутренних нормальных и касательных напряжений поперек волокон, возникающих при высыхании клееной древесины в случае трех типичных сочетаний досок с различным расположением годовых слоев в сечении
а) тангентальное-тангентальное (согласованное); б) тангентальное-тангентальное (несогласованное); в) радиальное смешанное