Соединение на лобовой врубке. Конструирование и расчет

Лобовая врубка - соединение деревянных конструкций двух стержней под углом менее 90°. Врубаемый стержень может быть только сжат, так как на растяжение врубка не работает. Эта врубка применяется для соединения стержней подносных систем и простейших ферм в опорных и промежуточных узлах. Делается она в построечных условиях при помощи ручных пил, хотя название ее сохранилось с тех времен, когда основным инструментом строителя был топор. Древесина стержней в зоне врубки не должна иметь недопустимых пороков, особенно опасных трещин и косослоя у гнезда. В этой врубке врубаемый стержень частью подрезанного снизу прямого торца входит в треугольное гнездо основного стержня и упирается в меньшую плоскость гнезда. Опирание во вторую плоскость гнезда предотвращается узкой щелью. Глубина гнезда делается не менее 3 см в бревнах и 2 см в брусьях и не более 1/3 высоты сечения в опорных и 1/4 - в промежуточных узлах, чтобы не слишком ослаблять сечение. Длина свободного конца основного стержня опорного узла должна быть не меньше 1,5 высоты сечения для получения достаточной площади скалывания. Врубка стягивается наклонным стяжным болтом диаметром не менее 16 мм, перпендикулярным врубаемому стержню. Он начинает работать в случае скалывания древесины, предотвращая обрушение, и называется аварийным. В опорных узлах снизу прибивают короткую доску - подбалку с вырезом для опорной подкладки и скосом для шайбы болта. В бревно она врезается. Опорный узел на такого соединения деревянных конструкций должен быть правильно центрирован. Оси бревен должны пересекаться с осью опоры в одной точке. При соединении брусьев ось основного бруса должна проходить через середину ослабленного гнездом сечения для предотвращения возникновения здесь дополнительного изгиба. Лобовая врубка работает и рассчитывается на смятие и скалывание древесины соединяемых стержней. Смятие древесины возникает в плоскости упора торца врубаемого стержня. Напряжение смятия а постоянно по величине и определяется делением сжимающей силы N на площадь смятия F. Площадь смятия находится в зависимости от глубины врубки hвр, ширины сечения b, диаметра d и угла наклона а из выражений: для брусьев для бревен Расчетом проверяется прочность древесины гнезда соединения деревянных конструкций, смятие которой происходит под углом и расчетное сопротивление Rcм а. Скалывание древесины возникает в свободном конце основного стержня в плоскости, начинающейся от вершины гнезда. Напряжения скалывания т распределяются по длине площади скалывания неравномерно и близ гнезда имеют максимальное значение. Их среднее значение определяется делением силы скалывания Т на площадь скалывания F, определяемую выражением F = lCKb. Длина скалывания, учитываемая расчетом, не может быть больше десяти глубин врубки. Величина расчетного среднего сопротивления скалыванию в опорных узлах при длине площади скалывания не более двойной высоты сечения принимается равной Rср/ск = 12 кГ/см2. Более сложные соединения деревянных конструкций, требующие особо точного изготовления, двухлобовые врубки с двумя зубьями в настоящее время почти не применяются.