Соединение элементов на растянутых связях (болтах) и скобах.

Растянутые связи – гвозди, винты (шурупы и глухари), работающие на выдергивание, скобы, хомуты, стяжные болты и тяжи. Бывают натяжные и ненатяжные, временные (монтажные) и постоянные. Все должны быть защищены от коррозии (оцинковка, водостойкие лаки). Расчет на растяжение – в соответствие с нормами металл конструкций.

Скобы – из круглой (квадратной) стали толщ 10-18мм – в качестве вспомогательных растянутых или фиксирующих связей (кругляк, брусья; в досках не применяют!!! – раскол). Забивают без сверления. Несущая способность – неопределенна. Хомуты – как и скобы. Особенность – их охватывающее положение по отношению к соединяемым деревянным элементам.

Рабочие болты и тяжи – в качестве анкеров, подвесок, растянутых элементов металлодерев конструкций, затяжек арочных и сводчатых конструкций. Диаметр – не менее 12мм, проверяются по нормам для стальных К (учитыв площадь нетто, ослабленная нарезкой; два и более болта – коэфф 0,85 – неравномерность распред усилий). Применяются только когда требуется монтажное или эксплуатационное регулирование длины, располаг в доступных местах. 

Стяжные болты – в основном монтажное назначение почти во всех видах соединений для обеспечения плотного прилегания сплачиваемых досок, брусьев, бревен; не рассчитываются на определенные усилия; сечения – по монтажным соображениям. При разбухании древесины – большие растягивающие усилия, чтобы не порвало – шайбы малой площади (вминаются в дерево).

Сборно-разборный стык с двойным обжимом – усилия от растягиваемых деревянных элементов (с накладками со скошенными торцами для упора уголков) передаются на стальные накладки с таким расчетом, чтобы плоскость скалывания, начинающаяся от уголка не совпадала с клеевым швом.

Соединения на вклеенных стальных стержнях, работающих на выдергивание или продавливание – из арматуры период профиля 12-25мм – при температуре до 35°С; составы на основе эпоксидных смол в просверленные отверстия или профрезерованные пазы. Диаматр отверстия на 5мм больше диаметров вклеиваемых стержней. Расстояние между осями; вдоль волокон – не менее 3d, до наружных граней – не менее 2d. Расчетная несущая способность одного стержня: Т =R ск*π*(d+0,005)*l*kск; где d – диаметр стержня; l – длина задел части (10d≤l≤30d); k – коэфф неравномерн распредел напряжен сдвига; Rск – расчетное сопротивление Д скалыванию.

 

37. Соединение элементов на вклеенных стальных стержнях. Вклеенные металлические стержни могут использоваться:

— для упрочнения криволинейных участков клеедощатых балок с нормальными напряжениями, растягивающими Д поперек волокон, при соотв.обосновании;

— для стыковых соединений и сплачивания элементов;

— для повышения сопротивления Д смятию поперек волокон в опорных частях и местах приложения сосредоточенных нагрузок клееных деревянных элементов;

— для локализации главных растяг. напряж. в приопорных зонах клееных ДК и в окрестностях больших сосред. поперечных сил при соотв. обоснов. и h / b > 4;

— в виде наклонных соединительных связей составных балок, растянутых стыков и анкерных креплений к фундаментам.

В качестве вклеенных в Д стержней следует использовать стальную арматуру S400 д. 12- 25 мм. Не доп. исп. стержни, вклеенные в пазы на боковой поверхности элемента конструкции. Д. отв. для установки стержней на 4–6 мм больше номинальн. д. вклеиваемого стержня. Отверстия для вклеенных стержней - глухие. Слои клееного пакета не должны иметь компенсационных прорезей. При расчете соединений с передачей усилий на вклеенные вдавливаемые в Д стержни, несущую способность Д на смятие под опорными пластинами не учитывают.

Расчетная несущую способность вклеенного вдоль волокон стержня на вдавливание или выдергивание: R _d = f_{s v , d} ∙ p d _о ∙ l _d ∙ k_{n 3},  

f_{s v , d} — расчетное сопротивление сдвигу вдоль волокон, для сосны и ели = 2,1 МПа;

d _о — диаметр отверстия под вклеенный стержень; l _d — расчетная длина заделываемой части стержня; k_{n 3}— коэф. неравномерности напряжений сдвига , d — номинальный диаметр стержня.

Длина заделываемой части l _d стержня должна быть >= 10 d и <= 30 d.   S ₂=3 d, S ₃ = 2 d.

Не доп. исп. соединения на вклеенных вдоль волокон стержнях, если кроме осевой силы N действует сдвигающее усилие V, вызывающее касательные напряж. свыше 0,3 МПа.

Расчет. несущая способность соединения на вклеенных поперек волокон стержнях, раб. на вдавливание или выдергивание:  R _d = f_{s v ,90, d} ∙ k _s ∙ k_nF ∙ p d _о ∙ l _d ∙ nk_{n 4} ∙ k_{n 5} ∙ k_{n 6},

f_{s v ,90, d} — расчетное сопротивление срезу поперек волокон в соединении с круглыми арматурными стержнями периодического профиля, для сосны и ели = 4,5 МПа;

k _s — коэф. снижения несущей способности от вида напряженного состояния;

k_nF — коэф. направления приложения усилия к стержню (сжатие или растяжение);

k_{n 4} — коэф. неравномерности напряжений сдвига (зависит от l _{d )};

k_{n 5} — коэф. изменения расчетного сопр. срезу поперек волокон (зависит от d);

k_{n 6} — коэффициент, учитывающий неравномерность нагружения стержней

k _s = 1 – 0,01s _{t max,0, d} , k_{n 4} = 1 – 0,01 l_d / d, k_{n 5} = 1,12 – 10 d

При работе в сжатой зоне и для стержней, работающих на вдавливание, k _s = 1. При вдавливании стержней значение коэф. k_nF =1, а при выдергивании — 0,9.

Длина заделываемой части стержня >= 100 мм.

  S _{1 =} 3,5 d, S _{2 =} 2 d, S _{3 =} 1,5 d

 

50. Прогоны покрытий: брусчатые однопролетные и консольно-балочные многопролетные. Доска на ребро, брусья, бревна. Стыки устраиваются в пролете. Многопролетная статически неопределимая система. Применяют когда временная нагрузка неподвижна и равномерно распределена по всем пролетам прогона. Если шарниры расположить на расстоянии от опор х=0,15 l (l —пролет консольно-балочного прогона), то моменты на опорах будут равны по абсолютному значению максимальным моментам в пролетах, и получается так называемое равномоментное решение прогона. Для выравнивания моментов в первом и последнем пролетах значение этих пролетов надо уменьшить до 0,85 l. Если шарниры расположить на расстоянии от опор х =0,21 l, то получится равнопрогибное решение, при котором максимальные прогибы во всех пролетах, кроме крайних, будут одинаковыми. При уменьшении крайних пролетов до 0,79 l прогибы в этих пролетах будут равны прогибам в остальных пролетах.

Если крайние пролеты равны остальным, то изгибающий момент на первой промежуточной опоре будет: Моп=ql2/10, а прогиб прогона в. крайнем пролете: f1=2.5qнl4/384EJ

При этом сечение прогона в крайних пролетах должно быть усилено, а опорная реакция первой промежуточной опоры будет больше остальных на 13 %, что потребует проверки и возможного усиления опорной конструкции.

Консольно-балочные прогоны выполняют из брусьев. По длине они соединяются в местах расположения шарниров косым прирубом. Во избежание смещений под действием случайных усилий в середине косого прируба ставят болты. В случае равномоментного решения болты не должны быть затянуты, чтобы обеспечить перелом упругой линии прогона, образующийся в шарнире, между консолью и подвесной частью прогона. При равнопрогибном решении прогона в местах расположения шарниров упругая линия проходит плавно и перелома не имеет, что позволяет плотно затягивать болты.

К недостаткам консольно-балочных прогонов можно отнести то, что при обычной длине лесоматериала, равной 6,5 м, перекрываемый пролет невелик и не превышает 4,5 м. Кроме того, необходимо либо уменьшить крайние пролеты, либо увеличить поперечное сечение прогонов в этих пролетах. При этом следует иметь в виду, что давление на первую и последнюю промежуточные опоры при равных пролетах больше, чем на остальные опоры. Поэтому при пролетах более 4,5 м целесообразно применять спаренные неразрезные прогоны.

Решение прогона

51. Прогоны покрытий: дощато-гвоздевые спаренные многопролетные неразрезные прогоны; балки, усиленные подбалками. Спаренные неразрезные прогоны состоят из двух рядов досок, поставленных на ребро и соединенных гвоздями, забиваемыми конструктивно с шагом 50 см. Каждый ряд досок выполнен по схеме консольно-балочного прогона с последовательным расположением стыков, но первый ряд не имеет стыка в первом пролете, а второй ряд досок — в последнем пролете. Доски одного ряда соединяют по длине без косого прируба. Концы досок одного ряда прибивают гвоздями к доске другого ряда, не имеющего в данном месте стыка. Гвоздевой забой стыка должен быть рассчитан на восприятие поперечной силы. Количество гвоздей с каждой стороны стыка определяют исходя из того, что поперечная сила, приходящаяся на один ряд досок: Q=Моп/2хгв, в то же время равна: Q=nгвTгв, откуда:

nгв=Моп/2хгвТгв, где хгв — расстояние от опоры до центра гвоздевого забоя, учитывая, что каждый гвоздь восп. одинаковое усилие, равное Тгв.

Стыки досок устраивают в точках, где изгиб. момент в неразрезных балках, загруж. равномерно распред. нагрузкой по всей их длине, меняет знак, т. е. на расстояниях от опор, = 0,21l.

Спаренный неразрезной прогон в расчетном отношении аналогичен  равнопрогибному консольно-балочному прогону.

Ммах = ql2/12; f =qHl4/384EJ≤fпр

При этом крайние пролеты должны быть меньше и равны 0,8l.

 

Дощатоклееные балки сплошного сечения (ДКБ).

В РБ пролет до 18м. За рубе­жом - до 30 м.  Форма ДКБ по длине: прямоуг. односкатной, сегментной и двускатной, постоянной и переменной высоты. Прямоугольные и сегментные балки имеют постоянную по длине высоту. Двускатные трапецие­видные балкиимеют переменную высоту, получаемую при склеива­нии досок уменьшающейся кверху длины. Двускатные ломаные бал­ки собирают из двух прямых элементов, соединенных в коньке зуб­чатым соединением. Двускатные гнутые балки имеют выгиб в зоне конька и двускатную коньковую наклейку. Они могут быть пост. и переменного сечения. Высота балок переменного сечения на опорах должна быть не менее 0,4 высоты сечения в середине длины. Балки склеивают из досок толщиной не более 50 мм. Примене­ние более тонких досок - повышение трудоемкости и расхода клея. Доски перед склеиванием фрезеруются по пластям на 2,5—3,5 мм, а после склеивания кромки балок фрезеруются в среднем на 5 мм.

Макс.высоту сечения постоянной высоты, двускатных и гнутоклееных пролетом от 6 до 24 м включительно следует назначать в пределах 1/8–1/12 пролета; ширину — мин. из условий опирания плит покрытия, прогонов или других вышележащих конструкций и отношения b / h = 1/4 – 1/8. Уклон верхней грани прямолин. двускатных балок -  в пределах от 2,5 % до 10 %.

Расчет на прочность и жесткость. Значения прогибов по СНиП 2.01.07. Клееным балкам с шарнирным опиранием следует придавать строительный подъем, равный 1/200 пролета.

Двускатные гнутоклееные балки с постоянной и переменной высотой поперечного сечения и криволин. участком в середине пролета используются при уклонах от 10 % до 20 %. Одна из опор в таких балках, независимо от пролета, должна быть подвижной во избежание возникновения распора.

При расчете гнутоклееных балок на прочность, кроме проверки краевых тангенциальных норм. напряж., необходима проверка макс. радиальных растяг. напряжений s _{r ,max}, действ. поперек волокон.

В односкатных и двускатных балках переменного сечения следует учитывать влияние ската на напряжения изгиба параллельно поверхности.

Если волокна парал.одной из поверхностей балки и угол ската a £ 10°, напряжения изгиба в крайних волокнах, парал. поверхности, следует определять:  на скатной поверхности:

При необходимости в балках допускается выполнение подрезки на опоре со стороны растянутой зоны при соблюдении  требований: h_a £ 0,5 h, а длина опорной площадки подрезки с < 120 мм.