Файл: Ветрюк И.М. Конструкции из дерева и пластмасс учеб. пособие.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.04.2024

Просмотров: 126

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

диаметром менее б мм забиваются в древесину без предваритель­ ного рассверливания отверстий.

В зависимости от способа приложения внешних сил и числа швов, пересекаемых одним нагелем, различают два вида соеди-

3

6пп

Рис. 35. Виды нагелей:

а — болт; б — цилиндрический стальной нагель (штырь); в — гвоздь проволочный; г — шуруп; д — глухарь; е — ду­

бовый

цилиндрический

нагель; ж — стальной трубчатый

нагель;

з — дубовый или березовый пластинчатый

нагель

для сквозного гнезда;

и — глухой пластинчатый

нагель;

к— стальной пластинчатый нагель.

аЪ

Y \н у у у у

у \гм \

 

\2М

\глг

 

 

ZH

\

 

Рис. 36.

Симметричные

нагельные

соединения:

а — двухсрезное;

б двухсрезное

на гвоздях;

в — двухсрезное с бо­

ковыми стальными накладками; г

— многосрезное

(четырехсрезное).

нений:

с и м м е т р и ч н ы е — двухсрезные

и

многосрезные

(рис. 36)

и н е с и м м е т р и ч н ы е — односрезные,

двухсрезные

и многосрезные (рис. 37).

82


Работают нагели в основном на изгиб, и их можно рассмат­ ривать как стержни с различными схемами нагружения, находя­ щиеся в сплошной упругопластической среде, каковой является древесина. Точный расчет нагельных соединений с учетом всего сложного комплекса взаимосвязанных деформаций и напряжений смятия и изгиба довольно громоздкий. Проведенные исследова-

а5

л/

а; а,

я

К

| у

\гм

'/V

Рис. 37. Несимметричные нагельные соединения:

а и б — односрезные

при равных и разных толщинах элементов;

в — односрезное на

гвоздях; г — односрезное со стальными на­

кладками на гвоздях или глухарях; д — многосрезное (двухсрез-

ное).

ния по упрощению расчета нагельных соединений и учету дей­ ствительной упругопластической работы материалов самого на­ геля на изгиб и древесины на смятие в нагельном гнезде в пре­ дельном состоянии привели к простому (при спрямленных эпюрах смятия) методу расчета, пригодному для любых схем нагельных соединений.

Расчетная несущая способность цилиндрического нагеля Т в соединениях из сосны и ели при направлении усилий, переда­ ваемых стальными и дубовыми нагелями вдоль волокон элемен­ тов и гвоздями под любым углом, определяется по формулам, приведенным в табл. 16.

83

Табл. 16. Расчетная несущая способность цилиндрических нагелей при расчете защищенных от увлажнения и нагрева конструкций

 

 

 

 

 

Расчетная несущая способность

Т кГ)

Схема работы

 

 

 

 

 

 

на один

«срез»

 

 

Расчетное

условие

 

 

 

 

 

 

соединения

 

 

стального ци­

дубового'ци-

 

 

 

гвоздя

 

 

 

 

 

 

 

линдрическо­

линдрнческого

 

 

 

 

 

 

 

 

го нагеля

 

нагеля

1.

Симметрич­

Смятие в

средних

 

 

 

 

 

 

ные

соединения

элементах

 

5

 

50cd

 

зсы

 

 

Смятие в крайних

 

 

 

 

 

 

 

 

элементах

 

80ad

 

8( Ы

 

5СЫ

2.

Несимме­

Смятие во всех эле­

 

 

 

 

 

 

тричные соеди­

ментах

равной

тол­

 

 

 

 

 

 

нения

щины, а также в бо­

 

 

 

 

 

 

 

 

лее толстых

эле­

 

 

 

 

 

 

 

 

ментах

односрезных

 

 

 

 

 

 

 

 

соединений

 

35crf

 

35cd

 

2(Ы

 

 

Смятие

в более

 

 

 

 

 

 

 

 

тонких крайних

эле­

 

 

 

 

 

 

 

 

ментах

 

 

80ad

 

80ad

 

50ad

3. Симметрич­

Изгиб

нагеля

250d2

+

a 2 ,

180rf2 +

2a2 ,

45d2 + 2a2 ,

ные и несимме­

 

 

 

но не более

но не более

но не более

тричные соеди­

 

 

 

4 ( Ш 2

 

25(W2

 

65d2

нения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

П р и м е ч а н и я : 1. Обозначения: с — толщина

средних

элементов, а

также равных

и более толстых

элементов

односрезных соединений;

а — толщина

крайних

элементов,

а также более тонких элементов

односрезных соединений; d — диаметр нагелей-

Величины

с, а и d принимаются в сантиметрах.

 

 

 

 

 

 

 

2.Термин «срез» принят условно, поскольку соединения на нагелях разрушаются от смятия древесины или изгиба нагелей.

3.При расчете несущей способности наизгиб нагеля толщину крайнего элемента а,

подставляемую в п. 3 данной таблицы, принимают не более 0,6 с.

В тех случаях,

когда передаваемое нагелем

усилие направ­

лено под углом

а к волокнам соединяемого элемента,

расчетная

несущая способность нагеля при расчете на смятие

древесины

в нагельном

гнезде

умножается на коэффициент

ka

(табл. 17),

а при расчете на изгиб нагеля — на коэффициент У ka.

 

Табл.

17.

Коэффициент ka для расчета стальных и дубовых

цилиндрических нагелей при направлении

усилия под углом к волокнам

 

 

 

 

Коэффициент ka

 

 

Угол а, град

 

 

для

стальных нагелей

диаметром, см

 

 

 

 

 

 

 

 

ДЛЯ

 

 

1,2

 

1,6

2,0

2,4

дубовых

 

 

 

нагелей

30

 

0,95

 

0,9

.0,9

0,9

1,0

60

 

0,75

 

0,7

0,65

0,6

0,8

90

 

0,7

 

' 0,6

0,55

0,5

0,7

П р и м е ч а н и е .

Значения

коэффициента fta

для промежуточных

углов опреде­

ляются по интерполяции.

84


В соединениях элементов из древесины других пород, а так­ же в конструкциях, находящихся в условиях повышенных влаж­ ности, температуры, монтажных нагрузок и т. д., несущая спо­ собность нагеля при расчете из условия смятия древесины в на­ гельном гнезде определяется умножением данных табл. 16 на коэффициенты, учитывающие действие указанных факторов (см. табл. 10, 12, 13), а при расчете на изгиб нагеля — умноже­ нием на корень квадратный из этих коэффициентов.

а

Рис. 38. Размещение цилиндрических нагелей:

а — болтов, штырей и дубовых нагелей; б и в — соответственно гвоздей прямыми

и косыми

рядами.

 

 

Расстановка цилиндрических

нагелей

и гвоздей

дана на

рис. 38.

 

 

 

В односрезных соединениях со стальными накладками ис­

пользуются, как правило, глухари и шурупы

(см. рис. 37).

Нагельные соединения при стальных накладках или проклад­

ках могут применяться в том случае, если

обеспечена

плотность

постановки нагелей в отверстие. Это достигается лишь при сквоз­ ном сверлении пакета (через металл в древесину).

Расстояние между осями цилиндрических металлических на­

гелей, шурупов и глухарей

вдоль волокон Si, поперек волокон s2

и от кромки s3 должно быть не менее:

 

Si—7d;

S2 =3,5U!;

s 3 = 3 d

При толщине пакета b^.\0d разрешается принимать:

Si = 6d;

s2 =3flf;

s3 —2,5d

Для дубовых нагелей: при 6 > 1 Ой?

s4 =5a!; s2Ы; s3 =2,5d;

при bs^.I0d

si=4«i; s 2 =s 3 =2,5< i

85


Нагели следует располагать, как правило, в два продольных ряда. В соединениях растянутых элементов на стальных и дубо­ вых цилиндрических нагелях должно быть поставлено не менее трех стяжных болтов с каждой стороны стыка. При этом края соединения должны быть обязательно обжаты болтами.

Расстояние между осями гвоздей вдоль волокон древесины

должно быть не менее si^=\5d и Si =

25d соответственно при тол­

щине пробиваемого элемента c^lOd

и c =

Ad.

a

drS

5

dr?>

Рис. 39. Определение

расчетной

длины а2

конца гвоздя:

а — при глухой забивке а2 •» / г в

(flj + c + 2-0,2 + 1,5 drB); б — при свободном

выходе конца гвоздя аг

= h — 1,5

drB.

Для промежуточных значений толщины с наименьшее рас­ стояние s4 вычисляется интерполяцией, для элементов, не про­ биваемых гвоздями насквозь, независимо от их толщины — рас­ стояние между осями гвоздей si=15d. Расстояние вдоль волокон древесины от гвоздя до торца элемента во всех случаях должно быть не менее Si=\5d.

Расстояние между осями гвоздей поперек волокон: при пря­ мой расстановке должно быть не менее S2=4d; при шахматной или расстановке косыми рядами под углом а^45°—3d. Расстоя­ ние S3 от крайнего ряда гвоздей до продольной кромки элемен­ та — не менее \d. Расстояние между гвоздями вдоль волокон дре­ весины в элементах, выполняемых из древесины ольхи и осины, следует увеличивать на 25%.

При определении расчетной длины защемления конца гвоздя заостренную его часть длиной l,5d не учитывают. Кроме того, из длины гвоздя отнимают по 2 мм на каждый шов между соеди­ няемыми элементами. Если расчетная длина защемления мень­ ше id, то работу конца гвоздя не учитывают. При свободном выходе гвоздя из пакета расчетную толщину последнего элемента уменьшают на l,5d (рис. 39).

Диаметр гвоздей должен быть не более у 4 толщины проби­

ваемых элементов.

 

 

 

П л а с т и н ч а т ы е

д у б о в ы е

н а г е л и

(пластинки

В. С. Деревягина) применяются для

сплачивания

брусьев в со-

86


ставных балках со строительным подъемом, работающих на из­ гиб и на сжатие с изгибом. Допускается использование антисептированных березовых пластинок.

Размеры пластинок

принимаются равными: толщина бП л =

= 1,2

см,

длина

вдоль

волокон /П л = 5,4 см

( / п л

= 4,5 бП л

или

бпл=

1,6 см и /П л =

7,2 см). Глубина гнезда должна

быть на 2

мм

больше длины пластинки. При этом соблюдается условие,

что

пластинки

врезаются в

сплачиваемые брусья

на глубину hBV

не

Рис.

40. Соединения

на

пластинчатых нагелях:

 

а — на сквозных пластинках при

b <

15 см;

б — на глухих пластинках

 

 

при Ь > 15 см ( й в р -

1/2 г п р

+ 0,1

см).

 

более 4 Д высоты сечения брусьев. Расстояние в осях между

плас­

тинками принимается не менее 5 = 2 / П л или 9бПл-

балки

Пластинки

могут

быть

сквозными

при ширине

6 ^ 1 5 см и глухими при

6 > 1 5

см (рис. 40). Последние заглуб­

ляются на величину 6П л =

0,5Ь+0,3/П л и располагаются в Шахмат­

ном порядке.

 

 

 

 

 

 

 

Расчетная несущая способность на смятие дубового пластин­ чатого нагеля в балках из сосны и ели, рассчитываемых на воз­

действие постоянной и временной

нагрузок, определяется по

формуле

 

ТПл=ШпхЬплкГ.

(72)

В случае применения березовых пластинчатых нагелей рас­ четную несущую способность нагеля, вычисленную по формуле (72), снижают умножением на коэффициент 0,8.

87