Соединения древесины с древесиной

9.4.1.1 Расчетную несущую способность соединения на цилиндрических нагелях из одного материала и одинакового диаметра следует определять по формуле

R_d = R _{1 d,min} ∙ n_n ∙ n_s, (9.9)

где R _{1 d ,min} — минимальное значение несущей способности одного среза нагеля в соединении;

n_n — количество нагелей в соединении;

n_s — количество швов в соединении для одного нагеля,

а для соединений с нагелями разных диаметров несущая способность определяется как сумма несущих способностей всех нагелей, за исключением растянутых стыков, для которых вводится пони­жающий коэффициент 0,9.

9.4.1.2 Расчетную несущую способность одного среза в симметричных и несимметричных соединениях следует принимать как наименьшее из найденных значений по приведенным ниже формулам:

где f_{h ,1, d} и f_{h ,2, d} — расчетное сопротивление древесины смятию в глухом нагельном гнезде соответственно для симметричных и несимметричных соединений;

f_{n , d} — расчетное сопротивление нагеля изгибу;

t ₁ — толщина крайних элементов в симметричных соединениях или более тонких элементов в односрезных соединениях;

t ₂ — толщина средних элементов в симметричных соединениях, или более толстых, или равных по толщине элементов в односрезных соединениях;

d — диаметр нагеля;

b _n — коэффициент, зависящий от отношения толщины более тонкого элемента к диа­метру нагеля;

k _a — коэффициент, учитывающий угол a между силой и направлением волокон.

Угол a следует принимать равным большему из углов смятия нагелем элементов, прилегающих
к рассматриваемому шву.

9.4.1.3 Расчетное значение сопротивления древесины смятию f_{h ,1, d} для наружных элементов симметричных соединений и более тонких элементов несимметричных соединений (см. рисунок 9.4) следует принимать по таблице 9.2.

9.4.1.4 Расчетное значение сопротивления древесины смятию f_{h ,2, d} для средних элементов симметричных соединений и более толстых элементов несимметричных соединений следует принимать по таблице 9.3.

9.4.1.5 В несимметричных соединениях несущую способность необходимо определять с учетом следующего:

— расчетное значение сопротивления среднего элемента смятию f_{h ,2, d} при t ₁ £ 0,5 t ₂ следует принимать равным 2,5 МПа. При t ₁ > 0,5 t ₂ — по интерполяции между 2,5 и 3,5 МПа;

— при t ₁ > t ₂ расчетное значение сопротивления крайнего элемента смятию f_{h ,1, d} следует принимать равным 3,5 МПа. При t ₂ £ t ₁ — по таблице 9.2 как для более тонких элементов несимметричных соединений.

Таблица 9.2 — Расчетные значения сопротивления древесины смятию f_{h ,1, d} в нагельных соединениях

Вид соединения	Расчетное сопротивление древесины смятию в нагельных соединениях fh ,1, d, МПа
для гвоздей, стальных, алюминиевых и стеклопластиковых нагелей	для дубовых цилиндрических нагелей
Симметричные соединения	8,0	2,0
Несимметричные соединения:
а) при t 1 £ 0,35 t 2	8,0	5,0
б) при t 1 > 0,35 t 2 в зависимости от отношения t 1/ t 2:
0,35 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 1,00	8,0 5,8 4,8 4,3 3,9 3,7 3,5	5,0 5,0 4,4 3,8 3,2 2,6 2,0

Таблица 9.3 — Расчетные значения сопротивления древесины смятию f_{h ,2, d} в нагельных соединениях

Вид соединения	Расчетное сопротивление древесины смятиюв нагельных соединениях fh ,2, d, МПа
для гвоздей, стальных, алюминиевых и стеклопластиковых нагелей	для дубовых цилиндрических нагелей
Симметричные соединения	5,0	3,0
Несимметричные соединения:
при t 1 £ 0,5 t 2	2,5	1,4
при t 1 = t 2	3,5	2,0

 

Примечание — В таблицах 9.2 и 9.3 расчетные значения сопротивления древесины сосны и ели смятию приведены для нормальных условий эксплуатации. Для древесины других пород и условий эксплуатации следует учитывать соответствующие коэффициенты k_х, k _mod и k_t (см. раздел 6).

9.4.1.6 Расчетное сопротивление изгибу нагеля f_{n , d} следует принимать по таблице 9.4.

9.4.1.7 Коэффициент b _n определяют по формуле

, (9.13)

где k_n — коэффициент, зависящий от типа нагеля, приведен в таблице 9.4.

Рисунок 9.5 — Соединения древесины с древесиной:

а, б — симметричные соединения;

в, г — несимметричные соединения

Таблица 9.4 — Расчетное сопротивление нагелей изгибу

Вид нагелей	Расчетное сопротивление нагелей изгибу fh , d, МПа	Значения коэффициентов
kn	b n ,max
Гвозди из стальной проволоки	25,0	0,063	0,077
Стальные нагели (болты и штыри) диаметром 8–24 мм	18,0	0,105	0,624

Окончание таблицы 9.4

Вид нагелей	Расчетное сопротивление нагелей изгибу fh , d, МПа	Значения коэффициентов
kn	b n ,max
Алюминиевые нагели диаметром 8–24 мм	16,0	0,112	0,612
Нагели из стеклопластика АГ-4С диаметром 8–24 мм	14,5	0,117	0,491
Дубовые нагели	4,5	0,211	0,667

9.4.1.8 При определении коэффициента b _n для нагеля, работающего в несимметричных соединениях, толщину t ₁ следует принимать не более 0,6 t ₂.

9.4.1.9 Значение коэффициента b _n, определенного по формуле (9.13), не должно превышать значения b _{n ,max}, приведенного в таблице 9.4.

9.4.1.10 При соединении элементов из древесины других пород, отличающихся от сосны и ели, или для условий эксплуатации, отличающихся от нормальных, расчетное значение сопротивления изгибу нагеля следует умножать на квадратный корень соответствующих коэффициентов k_х, k _mod и k_t, приведенных в разделе 6.

9.4.1.11 Коэффициент k _a, учитывающий угол между усилием и направлением волокон древесины, следует принимать по таблице 9.5.

9.4.1.12 При определении несущей способности нагельного соединения из условия смятия более толстых элементов несимметричных соединений по формуле (9.11), коэффициент k _a следует умножать на дополнительный коэффициент 0,9 при t ₂ < 1,5 t ₁ и на 0,75 — при t ₂ ³ 1,5 t ₁.

Таблица 9.5 — Значения коэффициента k _a

Угол, град.	Значения коэффициента k a
для стальных, алюминиевых и стеклопластиковых нагелей диаметром, мм	для дубовых нагелей
до 8
	1,0 1,0 1,0	0,95 0,75 0,70	0,90 0,70 0,60	0,90 0,65 0,55	0,90 0,60 0,50	1,0 0,8 0,7
Примечание — Промежуточные значения определяются интерполяцией. Для гвоздевых соединений при действии усилия под любым углом к волокнам древесины k a = 1.

9.4.1.13 Для нагельных соединений древесины с фанерой следует применять требования как для соединения древесины с древесиной. Расчетные значения сопротивления фанеры смятию следует определять в соответствии с требованиями настоящего раздела путем умножения на коэффициент 1,3.

9.4.1.14 Расчетные значения сопротивления древесины смятию f_{h , d} и изгибу нагеля f_{n , d} следует определять из испытаний, если они не установлены в настоящем разделе.

9.4.2 Соединения древесины со стальными пластинами

9.4.2.1 Расчетную несущую способность одного нагеля на один срез для соединений с одной или двумя внешними пластинами или пластиной посередине (рисунок 9.6) следует принимать равной наименьшему значению из условий смятия древесины в нагельном гнезде по формуле (9.10) или (9.11)
и изгиба нагеля по формуле

, (9.14)

где b _{n ,max} — максимальное значение коэффициента, принимаемое в зависимости от типа нагеля по таблице 9.4.

9.4.2.2 Прочность стальной пластины следует проверить в соответствии с требованиями СНиП II-23.

 

Рисунок 9.6 — Соединения древесины со стальными пластинами:

а, б — симметричные соединения;

в, г — несимметричные соединения

9.4.3 Расстановка нагелей

9.4.3.1 Если количество нагелей в ряду по направлению действия нагрузки более шести, то
несущую способность дополнительных нагелей следует уменьшить на 1/3, т. е. для n_n нагелей их расчетное количество равно

(9.15)

9.4.3.2 Минимальные расстояния между нагелями следует принимать по таблице 9.6 в соответствии с обозначениями, приведенными на рисунке 9.7,а), б).

Рисунок 9.7 — Схемы расстановки нагелей:

а — прямая;

б — в шахматном порядке;