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: 130
Скачиваний: 0
когтевой шайбы № 12 достаточно энергии, развиваемой при па дении бабы весом 50 кг с высоты 2 м. Вдавливаются в древесину только когти шайбы. Для «кольца усиления» фрезеруется гнездо глубиной 3—5 мм (по толщине кольца).
I Г1 |
|
|
л-л |
|
|
|
1 |
' |
|
|
|
-<=гР |
c=Fp- |
||||
|
' ' |
I ' |
|
' I I ' |
|
|||
|
|
11 |
|
y\f у ч |
|
р у у ч |
у ^ у ч |
-\ 11т |
|
|
|
hiji < |
|
л lw |
к л k А |
|
|
|
|
|
|
|
|
у N |
Г |
|
|
XI |
| |
|
| |
|
и |
|
|
|
П* TJ rr |
|
тз г/ |
|
|
|||
240 |
240 |
240 |
480 |
240 |
240 |
240 |
|
|
|
|
|
1-1 |
|
|
|
|
|
|
|
(%Ч, |
| |
|
|
( ф | |
|
|
Рис. 45. Растянутый стык на когтевых шайбах (фасад и разрез).
Кафедрой строительных конструкций Белорусского политехнического ин ститута проведены экспериментальные исследования работы когтевых шайб в стыках растянутых элементов. Испытание проводилось на шести образцах
стыков с шайбами диаметром |
12 см, расположенными по 2, 3 и 4 штуки в ряд |
|
с каждой стороны стыка. |
|
|
При расчетной нагрузке |
(установленной испытанием шайбы В. Г. Лен- |
|
нова) 2200 кГ на одну когтевую шайбу (на один срез |
болта) деформация сое |
|
динения, независимо от количества шайб, составляла |
в среднем 1,4 мм, а при |
|
3-кратной расчетной нагрузке — 5 мм. |
|
|
Разрушение стыков происходило при нагрузках 3,2—3,3-кратной расчет ной. При этом три стыка разрушились от смятия когтей шайб и три — от раз рыва и скалывания досок.
Пример 11. Рассчитать растянутый стык нижнего пояса фермы из брусьев сечением 13X15 см. Расчетное усилие в поясе 11 г. В качестве связей принять когтевые шайбы. Материал — кедр сибирский.
Принимаем диаметр когтевой шайбы dm = 12 см. По табл. 18 определяем: расчетное усилие для одного среза соединения — 2160 кГ, диаметр болта — 2,4 см, минимальные размеры сечения элементов — 7,5X15 см, площадь ослаб ления элемента одной шайбой—18 смг. Поправочный коэффициент на породу древесины — 0,9 (табл. 10).
Решение. Принимаем накладки стыка сечением 7,5X15 см. Определяем требуемое количество срезов соединения
11000 п = 0,9-2160 = 5,7.
Принимаем 6 срезов. Для воспринятая усилия этих срезов ставим по 12 когте вых шайб на обеих сторонах стыка (рис. 45). Расстояние между шайбами (в осях) равно 2rfm = 2-12=24 см.
Длина накладок
/ н а к л = 2 ( 3 + 1 ) 2 й ш = 16-12=192 см.
92
|
Табл. |
18. |
Рекомендуемый |
сортамент штампованных |
когтевых |
шайб |
||||||||
В. Г. Леннова и ориентировочные |
расчетные |
данные |
для одного среза |
|||||||||||
|
|
|
соединений |
сосновых элементов независимо |
от угла а с м |
|
||||||||
Диаметр (№) когтевой шайбы, см |
8 |
10 |
|
12 |
15 |
|||||||||
Диаметр |
болта, см |
|
|
|
|
2 |
2 |
|
2 , 4 |
2 , 4 |
||||
Минимальные |
размеры |
|
болтовых |
0,4 |
0 , 5 |
|
0 , 6 |
0 , 7 - |
||||||
шайб, |
см |
|
|
|
|
|
|
|
5 X 5 |
6 X 6 |
|
8 X 8 |
9 X 9 |
|
Расчетная |
несущая |
|
способность |
|
|
|
|
|
||||||
1 когтевой |
шайбы, |
кГ |
(на |
1 |
срез |
|
|
|
|
|
||||
болта): |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
для |
постоянных |
сооружений |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
960 |
1500 |
|
2160 |
3380 |
для |
временных |
сооружений |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1280 |
2000 |
|
2880 |
4500 |
Площадь ослабления |
сечения |
доски |
|
|
|
|
|
|||||||
одной |
шайбой, |
см2 |
|
|
|
|
|
8 |
12 |
|
18 |
28 |
||
Минимальные |
размеры |
|
сечения |
|
|
|
|
|
||||||
доски, |
см |
|
|
|
|
|
|
|
5 Х Ю |
6 Х 13 |
7 . 5 Х 15 |
9 Х 18 |
||
Минимальное |
расстояние |
от |
центра |
|
|
|
|
|
||||||
шайбы |
до |
торца |
доски |
и |
между |
|
|
|
|
|
||||
центрами |
шайб, |
см |
|
|
|
|
|
16 |
20 |
|
24 |
30 |
||
Площадь сечения пояса в месте стыка с учетом ослабления |
когтевыми |
|||||||||||||
шайбами |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
^нт=^б Р - 7 : 'ос л = 1 3 - 1 5 - 2 - 1 8 = 1 5 9 |
см2. |
|
||||||||
Несущая способность |
стыка |
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
Np |
= |
FHTAр = |
159 • 80 • 0,9 = 11448 > 11000 |
кГ. |
|
|||||
§ 26. СОЕДИНЕНИЯ НА КЛЕЮ
Общие сведения. В отличие от рассмотренных выше средств соединения клей является идеальным средством сопряжения, полностью обеспечивающим монолитность соединения, подобно сварке в стальных конструкциях.
Применение водостойких клеев позволяет из маломерного лесоматериала создавать клееные конструкции индустриального изготовления больших размеров и различных форм сечения. Размеры сечений клееных конструкций практически не ограни чиваются. Применение клееных элементов больших сечений по зволяет рационально размещать пиломатериалы различного ка чества по площади поперечного сечения в соответствии с напря женным состоянием элемента. Этим достигается минимальный расход первосортного лесоматериала и высокая прочность изги-
93
баемых элементов. Многослойные клееные элементы из тонких досок обладают повышенной прочностью еще и потому, что бла годаря дробному распределению пороков древесины (сучков, косослоя и пр.) по сечению элемента влияние их на прочность конструкции в значительной степени понижается. Кроме того, массивные клееные элементы обладают значительной огнестой костью.
Требования, предъявляемые к клеям. К строительным клеям, применяемым в деревянных конструкциях, предъявляются сле дующие основные требования:
прочность клеевого шва на скалывание вдоль волокон и рас тяжение поперек волокон должна быть выше прочности склеи ваемой древесины;
клеевой шов должен быть водоустойчивым,- т. е. сохранять прочность на все время эксплуатации сооружения в условиях возможного переменного тепловлажностного режима;
клеевой шов должен быть грибоустойчивым, т. е. не подвер гаться гниению;
клей должен обладать способностью отверждаться как в го рячем, так и холодном состоянии, иметь достаточную жизнеспо собность, обеспечивающую промазку склеиваемых элементов и их запрессовку до схватывания клея.
Прочность |
клеевого шва на |
скалывание вдоль волокон |
должна быть для сухих образцов |
не ниже 60 кГ/см2 для сосны |
|
и 80 кГ/см2 для дуба. После вымачивания в воде в течение 24 ча |
||
сов — 40 кГ/см2 |
для сосны и 55 кГ'/см2 для дуба. |
|
Виды клеев. Для деревянных элементов, не защищенных от атмосферных воздействий, применяются только водо- и биостой
кие клеи. К первым относятся фенолформальдегидные |
клеи КБ-3 |
и СП-2, а также резорциновые ФР-12. |
|
Клей КБ-3 и СП-2 состоит из фенолформальдегидной смолы |
|
Б и СП-2 (100 вес. ч.) и отвердителя — керосинового |
контакта |
Петрова (15—25 и соответственно 30—40 вес. ч.), |
вводимого |
в смолу перед употреблением. |
|
Клеи приготовляют непосредственно перед склейкой, так как жизнеспособность их не превышает 2—3 часа.
Некоторой разновидностью фенольных клеев является резор циновый клей ФР-12*, состоящий из резорциновой смолы ФР-12 (100 весовых частей) и отвердителя (в порошке) — параформальдегида (13 весовых частей). Клей ФР-12 водостоек и нетоксичен. Поэтому, когда невозможно обеспечить в помещении требуемую вентиляцию, следует применять нетоксичные резорциновые клеи.
Мочевиноформальдегидный |
(карбамидный) клей |
К-17, |
М-60 и М-70 относится к средневодостойким и поэтому |
может |
|
быть рекомендован для конструкций, не подвергающихся |
увлаж |
|
нению в процессе эксплуатации, а также для встроенной |
мебели, |
|
* Резорцин представляет собой двухатомный фенол.
94
внутренних дверей и других деталей. К средневодостойким отно сятся также казеиново-цементный (К-Ц) и казеиновый клеи. Казеиново-цементный клей представляет собой смесь казеинового
порошка (100 вес. ч.) с портландцементом марки^ не |
ниже 400 |
||
(75 вес. ч.), затворенного в |
воде при |
температуре |
10—20° С |
(220—250 вес. ч.). Казеиновый |
порошок |
приготовляется |
из обез |
жиренного молока. |
|
|
|
Большое распространение |
имеют мочевиноформальдегидные |
||
клеи МФ и МФС-1 для горячего и холодного склеивания фанеры
и мебели. |
|
|
|
Для приклейки |
к древесине стальных |
деталей применяются |
|
универсальные клеи |
БФ-2 и БФ-4, которые |
выпускаются |
в виде |
спиртового раствора |
специальных синтетических смол, а |
также |
|
в виде пленки. Приклейка осуществляется в прессах под давле нием 10—15 кГ/см2 при температуре от 130 до 140° С (со ступен чатым повышением температуры: 60, 90, 140°С). Продолжитель ность склейки под давлением 1,5—2 ч для жидких клеев и 1 ч для пленочных клеев при температуре 140°.
Наибольшая прочность у эпоксидных клеев ЭД-5 и ЭД-6. Они могут быть получены как холодного, так и горячего отверж дения. Эти клеи дороги и дефицитны. Для снижения содержания эпоксидных смол в них вводят различные добавки и наполнители.
Так, например, клеи марок ЭПЦ, кроме |
эпоксидной смолы |
|
(100 вес. ч.) и отвердителя, |
могут иметь наполнитель — цемент |
|
(100—300 вес. ч.). Эти клеи |
рекомендуются |
для склеивания ас |
бестоцемента и алюминия. |
|
|
Технология склеивания. Помещения, в которых производится работа с фенолформальдегидными клеями, должны хорошо вен тилироваться, так как пары фенола токсичны. После отверждения фенолформальдегидные клеи безвредны. Резорциновый клей
(ФР-12) нетоксичен. |
|
Клееные конструкции должны изготовляться |
в помещениях |
с соблюдением постоянной температуры (не ниже |
16° С) и влаж |
ности воздуха, отвечающей равновесной влажности склеиваемой древесины (приложение V I I ) .
Склеивание деревянных конструкций следует производить под давлением 3—5 кГ на 1 см2 клеевого шва. Выдержка под давлением колеблется от 4 до 24 часов в зависимости от темпе ратуры в помещении и формы склеиваемой конструкции — пря молинейной или криволинейной. Запрессовка склеиваемых эле ментов осуществляется прессами, струбцинами и ваймами.
Более простой запрессовкой является способ гвоздевого при жима. Этот способ заключается в том, что каждая доска или брусок запрессовывается сразу после ее промазки клеем прижи мом гвоздями к нижележащему элементу. Длину гвоздей назна чают равной толщине двух соединяемых досок. Расстановка запрессовочных гвоздей показана на рис. 46.
Необходимо отметить, что клееные конструкции более эконо-
95
мичны при запрессовке их элементов в прессах. Гвоздевая за прессовка значительно увеличивает трудоемкость и стоимость изготовления конструкции.
Для клееных конструкций применяется в основном древесина хвойных пород, а в отдельных случаях — лиственных. Влажность склеиваемой древесины должна соответствовать эксплуатацион ной равновесной влажности данной конструкции и не превышать
15%; |
толщина |
пиломатериала |
должна быть не |
более |
50 мм, |
||||||||||||
|
|
|
Ъ<8 |
|
|
|
6=8-/0 |
|
|
|
ъ>ю |
|
|
|
|||
1 г — ~ г ~ * |
|
|
V |
|
|
|
|
88 |
|
Ч$ |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
"V |
' |
|
|
|||||||
i- |
! |
т |
: |
i |
|
|
|
|
|
|
|
|
_1_ |
|
|
|
|
1 |
- |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
г |
, |
I |
2 |
|
|
1Г—2 |
1_ |
1 |
-о |
|
|
|
|
|
|
|
Р |
1 ь4 |
U . |
+ |
^ |
|
> |
|
< |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
-о' |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
—\ |
1 - + |
— |
о |
|
* |
|
1 |
* |
< |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
||||||
|
|
8$ |
/ 6ff |
2 |
|
|
|
1 |
|
^ |
|
|
|
||||
|
/ |
|
2 |
|
|
/ |
|
2 |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
И |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6$ |
^ |
б# _^ |
|
|
|
|
|
|
88 |
|
|
|
|
JL |
Х- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
ушу/л |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
р |
г |
|
|
|
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
68 |
|
бд- |
|
|
|
|
|
|
8ff |
|
L |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Рис. |
46. |
Расстановка |
запрессовочных гвоздей (6 и 6 — ширина |
и толщина |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
досок): |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
а — балки-пакеты, склеиваемые из досок плашмя (# — гвозди, забиваемые при запрес совке склеиваемого шва; н гвозди, забиваемые при запрессовке предыдущего шва); б — двутавровые балки со стенкой из досок на ребро (ф — гвозди, забиваемые в верх
нюю полку; Н гвозди, забиваемые в нижнюю полку).
в многослойных элементах высотой свыше 30 см, а также в не за щищенных от увлажнения конструкциях и в криволинейных эле ментах—30—40*мм. Склеиваемые поверхности древесины должны быть чисто остроганными на станках не ранее чем за 12 часов до склейки (во избежание коробления и запыления после ее обра ботки). Строжка пиломатериалов должна производиться после
96
