конструкційні деревина і пластмаси

Розміщення болтів у з'єднанні буває пряме, шахове і виконується за правилами, що виключає небезпеку передчасного руйнування деревини від сколювання і розтягання поперек волокон. Відстані між осями болтів вздовж волокон деревини і до торців елемента повинні бути не менше 7d, а поперек волокон між осями — не більш 3,5d і до країв — 3d.

Болтові з'єднання можуть бути симетричними, коли повздовжні сили діють вздовж осі симетрії з'єднання, і несиметричними, коли осі сил не збігаються з осями елементів. Елементи, що з'єднуються, можуть розташовуватися на одній осі вздовж волокон  деревини чи під кутом один до одного. Швами, чи зрізами, у болтових з'єднаннях називаються площини зсуву між елементами, від числа яких прямо залежить несуча здатність з'єднання. Однак напруги зрізу в перерізах болтів незначні і не визначають їхньої несучої здатності. Найбільш розповсюджений болтовий стик розтягнутих елементів із двосторонніми дерев'яними накладками є симетричним двозрізним з'єднанням, а такий же стик з однобічною накладкою — несиметричним однозрізним з'єднанням (див. рис. 3.4)

Розрахунок з'єднання на болтах, що згинаються, проводиться на дію повздовжніх сил N від розрахункових навантажень:

 

де nн — необхідне число болтів на половині з'єднання; nш — число зрізів (швів); Т (кН) — найменша несуча здатність болта в одному шві, що визначається з урахуванням діаметра болта d (см), товщини середнього елемента с (см), товщини крайніх елементів а (см), симетричності і кута нахилу між елементами, коефіцієнтом Кα з наступних виразів по міцності:

, кН – при згинанні болта для дерев'яних накладок;

, кН - при згинанні болта для сталевих накладок;

Тзм = 0,5cdKα, кН - при зминанні середнього елемента;

Тзм = 0,8adKα, кН - при зминанні крайнього і більш тонкого однозрізного елемента;

Тзм = 0,3adKα, кН - при зминанні крайнього і більш товстого однозрізного елемента. 

Коефіцієнт Кα враховує меншу несучу здатність болтового з'єднання на болтах, що згинаються, під кутом у результаті меншої міцності і більшої піддатливості деревини при зминанні під кутом до волокон. Вони залежать від величини кута α, діаметра болта d і приймаються по нормах. Наприклад, при куті між елементами α== 90° для болтів діаметрами d = 12, 16 і 20 мм відповідно Кα = 0,7, 0,6 і 0,55.

Болтові з'єднання зі металевими накладками застосовуються у вузлах конструкцій. Накладки робляться звичайно двосторонніми з листової чи кутової сталі. Відстань від осей болтів до країв накладок повинна бути не менше двох діаметрів болтів вздовж і півтора — поперек напрямку дії сил. При сталевих накладках болти працюють на згин краще через їхнє часткове защімлення в отворах накладок.

 

 

Рис. 3.4. З'єднання на болтах, що згинаються:а — схеми розміщення; б — розрахункові схеми; в — схема роботи;1 — пряме розміщення; 2 — шахове;

3 — при металевих накладках; 4 — в з'єднаннях під кутом; 5-симетричне ; 6 — несиметричне ; 7 — епюра напруг зминання деревини

 

2. З’єднання цвяхами прості, але трудомісткі і застосовуються в основному при невеликому обсязі виготовлених конструкцій. Вістря цвяха має чотиригранну форму і довжину, рівну півтора діаметра. Головка має діаметр, рівний двом діаметрам цвяха. Найбільше застосування в дерев’яних конструкціях знаходять цвяхи діаметром 3, 4, 5 і 6 мм і довжиною відповідно 80, 100, 150 і 200 мм.

Правила розміщення цвяхів у з’єднаннях виключають небезпеку розколювання деревини елементів, що з’єднуються, і тому діаметр цвяхів повинний бути не більший чверті товщини елементів. Відстань між осями цвяхів діаметром d вздовж волокон деревини елементів, що з’єднуються, повинне бути не меншою: від торців -15d; між осями в елементах товщиною  більшою 10d – 15d; між осями в елементах товщиною 4d – 25d; в елементах проміжної товщини ця відстань приймається по інтерполяції. Відстань між осями цвяхів поперек волокон і до країв елементів повинна бути при прямому розміщенню не меншою 4d, при шаховій і косому розміщенню не меншою 3d (рис. 3.5).

З’єднання з цвяхами, які працюють на висмикування, (рис. 3.6) відносять до класу з’єднань з розтягнутими зв’язками. Вони застосовуються для кріплення дощок підшивок стель, щитів перекриттів і опалубки залізобетону. Від дії навантажень у них виникають сили N, що висмикуютьи цвяхи з деревини елемента, до якого прибиті дошки. Це зусилля сприймають сили тертя між поверхнею цвяхів і навколишньою деревиною.

 

Рис. 3.5. З'єднання на цвяхах, що згинаються: а — схеми розміщення; б — розрахункові схеми; в — схема роботи епюри напруг зминання деревини;

1,2 — пряме і шахове розміщення; 3-в сталевих накладках; 4 — у з’єднаннях під кутом; 5 — симетричне двозрізне; б — несиметричне однозрізе

 

Розрахунок цвяха на висмикування проводиться на дію сили, що розтягує, від розрахункових навантажень по формулі