Лобовая врубка с одним зубом.

(применяется в опорных узлах ферм построечного изготовления)

сжатый наклонный элемент верхним передним концом упирается в гнездо, выпиленном в растянутом нижнем поясе. Рабочая площадка гнезда располагается перпендикулярно направлению сжимающей силы; по нерабочей площадке устраивается клиновидный зазор (до 2-3 см на краю гнезда). Ось сжатого элемента проходит через центр площадка смятия. Ось нижнего растянутого элемента через центр сечение ослабленного врубкой. Середина бруса должна располагаться под центром узла (точкой пересечения осей верхнего пояса и нижнего пояса фермы). Узел должен быть стянут аварийным болтом, ось которого перпендикулярна верхнему поясу. Шайба на другом конце этого болта размещается на торце подбалки (без подбалки пришлось бы ослаблять нижний пояс врубкой).

Лобовая врубка может утратить несущую способность по достижении одного из трех предельных состояний

· по смятию площадки упора

· по скалыванию площадки

· по разрыву ослабленного врубкой нижнего пояса

СНиП требует соблюдения следующих условий при проектировании врубок

· длина площадки скалывания ≥1,5h-полная высота сечения

· глубина врубки  (в промежуточных узлах стальных конструкций);  (в остальных случаях)

Лобовую врубку на скалывание рассчитывают определением среднего по длине площадки скалывания напряжения сдвига по формуле:

≤10

Врубки с подушками: длину подушки принимают не менее 10 ; проверяют на прочность по смятию врубки:

Соединения на механических связях.

· Шпонки и шайбы шпоночного типа

· Нагели

· Гвозди

· Вставки и накладки в узлах

· МЗП

· растянутые связи (гвозди, шурупы, глухари), а также скобы, хомуты, стяжные болты, тяжи.

Шпонки - это вкладыши из твердых пород древесины, стали или пластмасс, которые устанавливаются между сплачиваемыми элементами и препятствуют сдвигу.

Призматические шпонки из твердых пород древесины бывают двух видов:

1. Продольные (направление волокон шпонок и элементов совпадают).

2. Поперечные (волокна шпонок перпендикулярно волокнам древесины соединяемых элементов).

Призматический шпонки, передавая сдвигающие силы, работают на смятие и скалывание. Отличительный признак шпонок - это появление опрокидывающего шпонку момента и появление распора между соединяемыми элементами, который воспринимается стяжными болтами (работают на растяжение).

Брусья ≥2 см; ≤1/5 h бруса

Бревна ≥см; ≤1/4 d бревна

Круглые центровые шпонки - для соединения элементов деревянных конструкций под углом в узлах. Характерная особенность центровых шпонок это наличие в центре отверстие для стяжного болта.

Возможно использование вместо центровых шпонок шайб шпоночного типа:

· Тарельчатых

· Гладкокольцевых

· Зубчатокольцевых

Нагель - это гибкий стержень, который соединяет элементы деревянных конструкций и препятствует их внезапному сдвигу, а сам работает на изгиб.

Нагели бывает цилиндрическими и пластинчатыми.

Цилиндрические нагели - это стержни круглого или зубчатого сечения чаще из арматурной стали класса АI, трубки, болты, гвозди,винты (шурупы и глухари). Также нагели изготавливают из алюминиевых сплавов, пластмасс, дуба. Штыри и болты закладывают в плотные гнезда, просверленные электросверлами через весь пакет сплачиваемых элементов. Гвозди забивают в цельную древесину. Шурупы и глухари завинчивают в предварительно просверленные отверстия меньшего диаметра.

Шуруп- винт d<12 мм.

Глухарь-винт 12≤d≤20 мм, завинчиваемый ключом (имеет головку под ключ).

Пластинчатые нагели - это стальные и деревянные (из дуба или антисептированной березы) применяют для сплачивания двух или трех брусьев, составленных по высоте; устанавливают в сквозные прорези или в глухие. Направление волокон в пластинках должно быть перпендикулярно плоскости сплачивания элементов.

Расчет ведется по прочности нагеля на изгиб и по прочности древесины на смятие в нагельном гнезде. Количество элементов в соединении может быть разным, поэтому принято определять несущую способность нагеля  на один шов сплачивания (на 1 срез).

В зависимости от способа приложения внешних сил различают соединения симметричные и несимметричные:

Несущая способность нагеля зависит от:

· способа приложения внешних сил

· числа условных срезов

· диаметра нагеля  

· толщины соединяемых элементов

· угла между волокнами сопрягаемых элементов

Расстановка нагелей имеет важное значение для работы соединений. Чтобы избежать раскалывания древесины между отверстиями надо расстояние между осями стальных нагелей вдоль волокон S1, поперек волокон S2, до продольной кромки S3 поперек волокон  назначать не менее

S1=7d; S2=3,5d; S3=3d

В тонких пакетах при b≤10d разрешается:

S1=6d; S2=3d; S3=2,5d

Гвоздевые соединения просты в изготовлении, но трудоемки и применяются в сооружениях временного типа в условиях построечного изготовления. Гвоздевые соединения обладают повышенной ползучестью. Раскалывающее воздействие гвоздей больше, чем болтов, поэтому S1 между гвоздями больше.

Кроме прямой и шахматной расстановки применяют расстановку косыми рядами.

При определении расчетной длины замещения конца гвоздя не следует учитывать заостренную часть гвоздя длинной 1,5d, кроме того, из длины гвоздя следует вычитать по 2 мм на каждый шов сплачивания.

При свободном выходе гвоздя из пакета расчетную толщину последнего элемента следует уменьшать на 1,5d.

Вставки и накладки в узлах: при больших усилиях в узлах целесообразно использовать узловые пластины, которые увеличивают площадь узла и создают многосрезность рабочих связей. Пластины выполняют из стали или фанеры; они могут располагаться снаружи (накладки) или внутри (прокладки или вставки)  деревянных элементов.

Применяют пластины и тонкие t<2 мм, которые без предварительного просверливания могут быть пробиты насквозь гвоздями.

МЗП: металлические зубчатые пластинки толщиной 1-2 мм, на одной стороне которых после штамповки получают зубья различной формы и длины. МЗП ставят попарно по обе стороны соединяемых элементов. МЗП запрессовывают при помощи специального оборудования (ручная запрессовка запрещена).

2 типа МЗП: МЗП-1,2 и МЗП-2 (толщина соответственно 1,2 и 2 мм)

Несущую способность соединения на МЗП определяют по условиям смятие древесины и изгиба зубьев.

Растянутые связи: гвозди, шурупы, глухари, работающие на выдергивание, скобы, хомуты, стяжные болты и тяжи.

Клеештыревые соединения: (соединения на клеевых стальных стержнях, работающих на выдергивание или продавливание). Стержни из арматуры периодического профиля d=12-25мм предварительно очищенные и обезжиренные стержни вклеиваются в просверленные отверстия или профрезерованные пазы эпоксидными смолами. Диаметры отверстий и размеры пазов на 5 мм больше d стержней.

Длина заделываемой части штыря определяются по расчету (не менее 10d и не более 30d).

Расстояние между осями штырей, работающих на выдергивание или продавливание вдоль волокон принимается не менее S2=3d, до наружных граней- не менее S3=2d.

Клеевые соединения.

Равнопрочность, монолитность и долговечность клеевых соединений в ДК достигается с применением водо- и биостойких конструкционных клеев. Долговечность и надежность клеевого соединения зависят от устойчивости агдезионных связей, вида клея, его качества, технологии склеивания, условия эксплуатации и поверхностной обработки досок.

Клеи обеспечивают прочность шва на скалывание и растяжение поперек волокон. Прочность шва при растяжении вдоль волокон не удается получить, поэтому в растянутых стыках площадь склеиваемых поверхностей приходится увеличивать примерно в 10 раз косой срезкой торца.

 

Преимущества клееных конструкции:

1. Из досок небольших размеров можно склеить элементы любой длины с поперечными сечениями любой формы

2. Нет ослаблений врубками и врезками

3. Автоматизация изготовления ДКК

4. Использование короткомерного лесоматериала

5. Высокая огнестойкость вследствие массивного сечения

6. Незначительная металлоемкость ДКК

Для ДКК используют фанеру и остроганные доски хвойных пород. Склеивание производят под давлением 0,3-0,5 МПа, длительность прессовки 4-24 час. Чтобы конструкция не разрушилась от коробления при высыхании применяют доски δ=33 мм (или 42 мм) и влажностью не более 12 %. При склеивании пакетов доски располагают так, чтобы деформации их происходили в одну сторону.

Склеиванием образуют сечения:

 

-прямоугольные

-двутавровые

-коробчатые

Три типа продольного стыка на клею:

-впритык (торцевым упором)
-«на ус»

 -на зубчатый шип