Виды соединений в деревянных конструкциях, их классификация. Требования, предъявляемые к соединениям. Основные положения расчета соединений

Достоинства: 1.Склеивание дает возможность из досок изготавливать конструкции любых размеров и форм. Они м/б прямолинейными, гнутоклееными, постоянного и переменного сечения, большой длиной и высотой до 2-2,5м. 2.Обеспечивает жесткое сплачивание элементов и образует монолитное сечение. 3.Склеивание повышает механические св-ва, за счет рассредоточения пороков при наборе клееного пакета. 4. Являются стойкими к воздействию агрессивной среды, что обеспечивает долговечность конструкции.

Соединения по пласти. Основные этапы подготовки к склеиванию заключаются в сушке древесины до требуемой влажности (9-15) и фрезировании материала. Для гнутоклееных конструкций толщина пиломатериала регламентируется радиусом кривизны гнутья и не должна превышать 1/150 этого радиуса. Рациональное использование пиломатериалов различных сортов заключается в компоновке поперечных сечений для изгибаемых и сжатоизгибаемых элементов. В крайних зонах сечения используют древесину 1 или 2 сорта, а в средней зоне древесину 2 сорта.

Соединения на зубчатый шип. Для сращивания досок по длине и при вырезке местных пороков. Нарезка шипа возможна как к параллельном, так и в перпендикулярном направлении.

Соединения на вклеенных стержнях используются: для соединения в растянутых изгибаемых элементах, сжатоизгибаемых из склеенной древесины массивных сечений; в жестких узловых соединениях дк, и для соединения жб и дк.

Ориентирование вклеенных стержней относительно волокон древесинным/б различно и определяется конструктивными требованиями и величиной действующих усилий. Для растянутых элементов с небольшими усилиями используют вклеивание вдоль волокон. В узлах, где усилия прикладывается поперек волокон, а площадь смятия мала вклеивания происходит поперек волокон.. Для стыков большепролетных клееных конструкций, где имеет значение растягивающие усилия и изгибающие моменты, склеивание под углами 30,40 к волокнам древесины.

Основные требования:

а) Действующее на соединение усилие не должно превышать нес способности соединения (условие прочности)

б) для устранения возможности хрупкого разрушения связей соединение должно иметь вязкость, способствующую выравниванию усилий между связями которые соединяют элемент.

в) Постановка связей должна обеспечить плотность соединения, способствующую более равномерной работе связей

В контактных соединениях передача усилий осуществляется непосредственно (торец-торец, торец-пласть, пересекаясь под углом). Фиксация этих соединений осуществляется конструктивно с помощью накладок, хомутов, скоб. Контактные соединения за счет значительной податливости вызванной неплотностью при торцовке, местной деформацией и т.д. рассматриваются как шарнирные соединения, а в инженерных расчетах проводится только проверка контактных поверхностей на смятие.

Глубину врубки следует принимать не более ¹/₄ h в промежуточных узлах сквозных конструкций и не более ¹/₃ h в остальных случаях, при этом глубина врубок h ₁ в брусьях должна быть не менее 2 см, а в круглых лесоматериалах – не менее 3 см. Длина площадки скалывания принимается не менее 1,5Н и не более 10Н. При конструировании все усилия необходимо центрировать с опорной реакцией, что достигается постановкой опорной подушки. Для того чтобы вертикальная составляющая усилия надежно прижимала сжатый элемент в месте контакта к нижнему поясу между ними устанавливают зазор 2-3 см. Для предотвращения взаимного смещения сопрягаемых элементов и повышения надежности от возможного скалывания устанавливают аварийный болт. Расчет зоны лобовой врубки производят из условия прочности на смятие и скалывание.

Соединения на цилиндрических нагелях. Такие нагели выполняют из цилиндрической стали, стеклопластиков, твердых пород древесины (гвозди и болты). Гвозди- стальные нагели d=6мм и менее с заостренным концом. Болты устанавливают в заранее просверленные отверстия. Рекомендуется сверлить отверстия одним проходом через соединяемые элементы. В нагельных соединениях деревянных элементов нагель рассматривается как гибкий стержень, работающий на изгиб и неравномерно сминающий древесину в нагельном гнезде, поэтому нес способность нагеля на 1 условный шов сплачивания элементов определяется из условия смятия древесины и изгиба нагеля. Нагельные соединения бывают6 симметричные – двухсрезные и многосрезные и несимметричные - ождносрезные и многосрезные.

Соединения на металлических зубчатых пластинах -мпз. Для соединения элементов толщиной до 70мм. Мпз изготавливаются из листовой стали толщиной 1-2мм методом холодной штамповки. В результате штамповки образуется система зубьев, отогнутых относительно поверхности под прямым углом. Зубья в пластинах имеют небольшую изгибнйю прочность и располагаются так часто, что древесина работает на смятие. Основной недостаток мпз- различная прочность и деформативность в зависимости от угла между осью пластины и осью действия усилий, а также угла направления волокон к оси действия усилия. Эти недостатки сведены к минимуму в спец конструкциях мпз, где зубья направлены в разные стороны.

Соединения на нагельных пластинах прим для соединения элементов толщиной более 70мм. Платины включают в себя основу из материалов различной жесткости и конструктивной формы, к которым прикрепляется цилиндрические нагели различной длины и d. Закрепление нагелей на пластине осуществляется либо плотной посадкой в отверстие пластины, либо контактной сваркой.

Бывают: 1.М (мягкие) из материалов с малым модулем упругости (фанера, двп). 2. Т (твердые0 из мат с высоким модулем упругости (сталь, конструкционные пластмассы). 3. С (гибкие) из стержней к которым придается изогнутая форма в плоскости соединения элементов. 4.А (армированные0 из материалов армированных сеткой с закрепленными на ней цилиндрическими нагелями.