Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Соединения элементов деревянных конструкций
Общие сведения При проектировании деревянных конструкций появляется необходимость соединения элементов. Соединение элементов по длине называется сращиванием; по ширине — сплачиванием; под различными углами — уз ловыми сопряжениями. Все виды соединений (связей) по характеру работы условно можно разделить на шесть групп — это соединения, работающие преимущественно: - на смятие и скалывание (врубки, шпонки); - изгиб (все виды нагелей); - выдергивание (шурупы, гвозди); - растяжение (тяжи, накладки, хомуты, болты); - сдвиг (клеевые соединения); -предотвращение случайных смещений из плоскости соединяемых Основные виды соединений элементов деревянных конструкций показаны на рис. 4.1. Отличительной особенностью шпоночных соединений (см. рис. 4.1, в) является распор между соединяемыми элементами, который устраняется установкой стяжных болтов. Остальные виды соединений являются безраспорными. В настоящее время, наряду с традиционными видами соединений, применяются новые, например, в узловых соединениях элементов деревянных ферм - нагельные соединения «Грэйм» (рис. 4.2, а): в зоне узла в поясах и решетке прорезают пазы, в которые вводят стальные оцинкованные пластинки толщиной 1...2 мм (от 2 до 6 пластинок в узле), затем узел скрепляют гвоздями. При конструировании узлов дощатых ферм и рам применяются металлические зубчатые пластины (МЗП) типа «Гэнг-Нейл» (рис. 4.2, б) и фанерные накладки с клеегвоздевой запрессовкой. Металлические зубчатые пластины изготавливаются из листовой стали толщиной 1...2 мм методом холодной штамповки. Разработано большое количество типоразмеров МЗП, отличающихся формой зубьев и пластин. В стыках КДК применяются соединения на вклеенных стальных стержнях, работающих на выдергивание или продавливание (рис. 4.2, в, г). Основные правила конструирования соединений: - ослабление сечения элементов связями должно быть минимальным, - в соединениях растянутых элементов необходимо соблюдать принцип дробности, т. е. распределять усилия на большее число связей
- связи размещаются симметрично относительно оси элемента и не должны вызывать в нем появления дополнительных усилий. Значения предельных деформаций соединений при полном использо вании их расчетной несущей способности (мм): в лобовых врубках — 1,5; для нагельных соединений всех видов — 2,0; в примыканиях поперек во локон — 3,0; в клеевых соединениях — 0,0. Лобовые врубки Врубкой называется примыкание сжатого элемента к растянутому под углом не более 45°, при этом усилие от одного элемента другому передается непосредственно без вкладышей. Врубки применяются при конструировании узлов деревянных и металлодеревянных ферм. Основное достоинство врубок: простота изготовления по шаблонам. Недостатки врубок: передают только сжимающие усилия, ослабляют сечение растянутого элемента врезкой, разрушаются от скалывания. Классическим примером лобовой врубки с одним зубом является конструкция опорного узла треугольной брусчатой фермы (рис. 4.3). Применяются также лобовые врубки с двумя (рис. 4.4) или тремя зубьями. Правила конструирования лобовой врубки с одним зубом для ферм из брусьев: - ось сжатого элемента должна проходить через центр площадки смятия перпендикулярно к ней (ортогональные врубки); - ось растянутого элемента центрируется по сечению нетто; -минимальная глубина врезки должна быть не менее 20 мм, максимальная глубина врезки — не более 1/3 высоты сечения растянутого
Рис. 4.3. Лобовая врубка с одним зубом: 1— опорная подушка; 2 — прибоина; 3 — подбалка; 4 — аварийный болт Рис. 4.4. Опорный узел треугольной деревянной фермы, выполненный лобовой врубкой с двумя зубьями
- длина площадки скалывания l ск должна быть не менее 1,5 высоты растянутого элемента (в расчетах учитывается l ск не более 10 h вр); - врубка стягивается аварийным болтом, который ставится перпендикулярно к оси сжатого элемента, диаметр болта 16...24 мм; - размеры подбалки и опорной подушки назначаются конструктивно.
Конструктивные особенности лобовой врубки (см. рис. 4.3): А-В — площадка скалывания; С-В — площадка смятия; В- D — нерабочая площадка, зазор делается для уменьшения опасности раскалывания. Аварийный болт служит для недопущения случайного взаимного смещения элементов при монтаже и эксплуатации, а также предотвращает полное разрушение узла при скалывании по площадке А-В. Подбалка служит для упора аварийного болта и в некоторой степени предохраняет растянутый элемент от загнивания в опорной части. Для обеспечения надежного центрирования элементов в узле в подбалке делается подрезка либо к ней прибивается снизу дополнительный элемент, называемый при бойной. Расчет лобовой врубки. После конструирования узла производится его расчет по несущей способности из условия прочности на смятие, скалывание и растяжение. 1. Расчет на смятие по площадке С-В. Площадка смятия в сжатом элементе расположена перпендикулярно направлению волокон древесины, а в растянутом элементе — под углом α к направлению волокон, поэтому прочность на смятие рассчитывается в растянутом элементе по формуле: α см.α = N с / F см ≤ R см.α (4.1) где: N с — расчетная сжимающая сила; F см — площадь смятия, F см = bh см / cos α; b — ширина растянутого элемента; h вр — глубина врезки; R см.α —расчетное сопротивление древесины смятию под углом а по формуле (3.27) с учетом всех необходимых коэффициентов условий работы. 2. Расчет на скалывание по площадке А-В. Проверка средних скалывающих напряжений по длине площадки скалывания производится по формуле τск = T ск / F ск ≤ R ск (4.2) где T ск — расчетная скалывающая сила, T ск = N р = N с со s α; F ск — площадь скалывания, F ск = bl ск; l ск — расчетная длина площадки скалывания; b — ширина растянутого элемента; R ск - среднее по площадке скалывания расчетное сопротивление древесины скалыванию с учетом всех необходимых коэффициентов условий работы, см. формулу (3.31). 3. Расчет на растяжение нижнего пояса. Проверка напряжений в нижнем поясе производится в месте наибольшего ослабления врезкой по формуле αр = N р / F нт ≤ R р (4.3) где N р — расчетное усилие растяжения; F нт — площадь сечения нетто растянутого элемента, R р — расчетное сопротивление древесины на растяжение с учетом ослабления врезкой в расчетном сечении и всех других необходимых коэффициентов условий работы. Лобовые упоры Лобовые упоры — наиболее простые и надежные соединения деревянных элементов. Классическим примером лобового упора является конструкция опорного узла треугольных ферм из брусьев (рис. 4.5, 4.6). Конструктивные особенности. Усилие, возникающее в сжатом элементе, передается опорному вкладышу всей поверхностью торца элемента. Вертикальная составляющая сжимающего усилия передается на опорную подушку, а горизонтальная составляющая — через стальные тяжи, деревянные накладки и нагели — на растянутый элемент. Толщина деревянных накладок принимается равной половине ширины растянутого элемента. Диаметр нагелей и тяжей определяется расчетом (12...24 мм). Достоинства: по сравнению с лобовой врубкой лобовой упор обладает большей несущей способностью, характеризуется отсутствием площадки скалывания и меньшим ослаблением сечения растянутого элемента. Недостатки: сложность изготовления и повышенный расход металла на тяжи и нагели.
Расчет лобового упора. После конструирования узла выполняются следующие проверки: 1. Проверка опорного вкладыша на смятие [обозначения — см. формулы (4.1), (4.2)]:
α см.α = N с / F см ≤ R см.α (4.4) Где F см — площадь смятия опорного вкладыша, F см = bh, b, h — размеры верхнего пояса фермы. 2. Проверка деревянных накладок на растяжение: αр = N р / F нт ≤ R р (4.5) где F нт — площадь сечения нетто деревянных накладок, F нт = 2а(h — 2 d), а, h — ширина и высота сечения накладок; d — диаметр нагеля.
3. Проверка стальных тяжей на растяжение:
αр = N р / F т ≤ R р 0,8 0,85 (4.6) где F т — площадь ненарезанной части поперечного сечения стальных тяжей; R р - расчетное сопротивление стали на растяжение; 0,8 — коэффициент, учитывающий ослабление сечения тяжей нарезкой резьбы; 0,85 — коэффициент, учитывающий возможность неравномерного натяжения отдельных тяжей. 4. Проверка необходимого количества нагелей для крепления деревянных накладок к растянутому элементу производится по формуле (4.7).
Рис. 4.5. Эскиз опорного узла фермы, выполненного лобовым упором: 1 — опорный вкладыш; 2 — подбалка; 3 — опорная подушка; 4 — прибоина; 5 — нагели; б — болты; 7 — стальные тяжи; 8 — накладки
Рис. 4.6. Опорный узел треугольной деревянной фермы из брусьев, выполненный лобовым упором Нагельные соединения Общие сведения Нагелем называется длинный гибкий стержень (пластинка), который, соединяя элементы деревянных конструкций между собой, препятствует их взаимному сдвигу. Сам нагель при этом работает преимущественно на поперечный изгиб. Основные виды нагельных соединений даны на рис. 4.7. Нагели используются в стыках растянутых элементов, в составных стержнях и балках на податливых связях, в узлах деревянных ферм. Нагельные соединения отличаются податливостью: усилия распределяются между нагелями достаточно равномерно, что способствует повышению надежности таких соединений. Простота изготовления и надежность нагельных соединений обеспечили их распространение и в современном строительстве.
Классификация нагелей: - по материалу: стальные (С 245, С 255); деревянные (из твердых пород древесины: дуба, березы); пластмассовые (из конструкционных - по форме поперечного сечения: цилиндрические (болты, штыри, гвозди, шурупы, глухари — шурупы большого диаметра с головкой - по способу постановки: собственно нагели, устанавливаемые в предварительно просверленные отверстия, при этом диаметр отверстия равен - по способу приложения внешних, сил и числу швов, пересекаемых од Срезом нагеля в соединениях деревянных конструкций условно называется каждое рабочее пересечение нагеля с плоскостью сдвига (по аналогии с заклепками). При изготовлении нагельных соединений отверстия сверлятся перпендикулярно плоскости сплачивания в собранном пакете, соблюдение этого условия обеспечивает плотность соединения. Соединения на нагелях должны быть обжаты стяжными болтами, которые устанавливаются в количестве 25 % от общего числа нагелей, но не менее 3 болтов с каждой стороны стыка. Диаметр болтов d б принимается по расчету. Размер сторон шайбы (диаметр) принимается не менее 3,5 d б, а толщина — не менее 0,25 d б.
|
||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2021-12-15; просмотров: 165; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.15.237.31 (0.037 с.) |