Как определить прочность на растяжение элемента, ослабленного отверстиями под нагели?

Растянутые элементы постоянного сечения с несимметричным ослаблением следует центрировать по сечению нетто с его проверкой на центральное растяжение по F_нт с введением коэффициента условий работы m₀ = 0,8, учитывающим концентрацию напряжений, а сечение брутто должно быть проверено на внецентренное растяжение по формуле

N_р/F_бр + N_рeR_р/(W_брR_и) ≤ R_р. [4.6 Пособие к СНиП ДК]

Расчет нагельных соединений на скалывание производить не следует, если выполняются условия расстановки нагелей в соответствии с пп.5.18 и 5.22 СНиП ДК.

10. Определите расстояние между осями цилиндрических нагелей (болтов) вдоль волокон, если d_отв⁼16мм.

Принимаем d_наг =d_отв⁼16мм (Диаметр отверстий для нагеля делают равным диаметру самого нагеля, чем обеспечивается плотность соединения и уменьшается опасность раскалывания)

Расстояние между осями цилиндрических нагелей вдоль волокон древесины S₁, следует принимать не менее:

- для стальных нагелей S₁ = 7d=7*16=112 мм;

- для алюминиевых и стеклопластиковых нагелей S₁ = 6d = 6*16=96 мм;

- для дубовых нагелей S₁ = 5d= 5*16=80 мм;

При толщине пакета b меньше 10d допускается принимать:

для стальных, алюминиевых и стеклопластиковых нагелей S₁ = 6d=96мм ;

- для дубовых нагелей S₁ = 4d=4*16=64 мм; [5.18 СНиП, 7,18 СП]

11. Определите расстояние между осями цилиндрических нагелей (болтов) поперек волокон, если d_oтв ⁼20мм.

Принимаем d_наг =d_отв⁼20 мм (Диаметр отверстий для нагеля делают равным диаметру самого нагеля, чем обеспечивается плотность соединения и уменьшается опасность раскалывания)

Расстояние между осями цилиндрических нагелей поперек волокон S₂ следует принимать не менее:

- для стальных нагелей S₂ = 3,5d=3,5*20=70 мм;

- для алюминиевых и стеклопластиковых нагелей S₂ = 3,5d=3,5*20=70 мм;

- для дубовых нагелей S₂ = 3d=3*20=60 мм;

При толщине пакета b меньше 10d допускается принимать:

для стальных, алюминиевых и стеклопластиковых нагелей S₂ = 3d=60 мм;

- для дубовых нагелей S₂ = 2,5d = 50мм. [5.18 СНиП , 7,18 СП]

12. Во сколько продольных рядов располагают нагели в растянутых стыках?

Нагели в растянутых стыках следует располагать в два или четыре продольных ряда; в конструкциях из круглых лесоматериалов допускается шахматное расположение нагелей в два ряда с расстоянием между осями нагелей вдоль волокон 2S₁, а поперек волокон S₂ = 2,5d. [5.19 СНиП ДК, 7,19 СП]

13. Из каких материалов изготовляют цилиндрические нагеля?

Стальные цилиндрические нагели

Дубовые цилиндрические нагели

Алюминиевые цилиндрические нагели

Стеклопластиковые цилиндрические нагели [4.6 СНиП ДК]

14. Какие нагели устанавливают в предварительно просверленные отверстия, а какие запрессовывают (забивают)?

В предварительно просверленные отверстия - шурупы и глухари, запрессовывают (забивают) – гвозди. [Оля Ко]

Выходной контроль

1. Расчетную несущую способность стального цилиндрического нагеля из условий его изгиба определят по формуле...

T=1,8 d²+0.01a² кН , но не более 4d², где а – толщина крайних элементов, см., d – диаметр нагеля, см. (таблица 17 СНиП, 20 СП)

2. Расчетную несущую способность нагеля из алюминиевого сплава из условия смятия древесины среднего элемента симметричных соединениях определяют по формуле...

T=0,5cd кН, где с – толщина средних элементов, см., d – диаметр нагеля, см. (таблица 17 СНиП, 20 СП)

3. Почему несущую способность нагеля из условии скалывания и раскалывания не рассчитывают?

[примечание к т.17 СНиП] Прочность сплачиваемых элементов на скалывание производить не следует, если выполняется условие расстановки нагелей.

4. Чему равно min количество стяжных болтов от общего количества нагелей в соединении?

В соединениях на цилиндрических нагелях должно быть поставлено не менее трех стяжных болтов с каждой стороны стыка.

Диаметр стяжных болтов d_б следует принимать по расчету, но не менее 12 мм. Шайбы стяжных болтов должны иметь размер сторон или диаметр не менее 3,5d_б и толщину не менее 0,25d_б. [4.6 СНиП ДК]

Для обжатия нагельного соединения, в сопряжение сплачиваемых элементов устанавливают стяжные болты, в количестве примерно равном 25% от общего количества нагелей.

5. Что понимают под выражением срез?

Накладные соединения, как правило, подвергаются нагрузке на растяжение. Появляющиеся при этом усилия могут срезать соединительный элемент, например болт, поперек его длины. Эти усилия называют усилиями среза, а их максимальное значение — прочностью на срез. Напряжения среза могут появляться в гвоздях, шурупах, болтах, нагелях, заклепках и дюбелях.

6. Как определяется расчетная несущая способность цилиндрического нагеля в соединениях элементов из пихты?

Расчетную несущую способность цилиндрического нагеля на один шов сплачивания в соединениях элементов из пихты при направлении усилий, передаваемых нагелями вдоль волокон и гвоздями под любым углом, следует определять по табл. 17. умножением на коэффициент m_п для расчетных сопротивлений, для пихты m_п=0,8. [5.15 СНиП ДК]

7. Определите расчетную несущую способность цилиндрического нагеля из условия смятия крайнего элемента при условии эксплуатации A3.

Расчетная несущая способность Т на один шов сплачивания (условный срез), кН (кгс) для случая: б) смятие в крайних элементах , с учетом условий эксплуатации конструкций вводим коэффициент m_в=0,9 (для А3)

Т = 0,8cd*0,9 (для стально­го, алюмини­е­вого, стеклоплас­тикового нагеля)

Т = 0,5cd*0,9 (для дубового нагеля)

8. Покажите, как учитывается температура эксплуатации (например, t=50°C) при определении расчетной несущей способности цилиндрического нагеля из условия его изгиба.

Расчетную несущую способность нагелей в условиях повышенной температуры, следует определять с умножением на квадратный корень из коэффициент (T * √m_t)

[5.15, 3.2 СНиП ДК]

9. Напишите формулу для определения несущей способности соединения из цилиндрических нагелей.

Формулы из табл 17

Несущую способность соединения на цилиндрических нагелях из одного материала, но разных диаметров следует определять как сумму несущих способностей всех нагелей, за исключением растянутых стыков, для которых вводится снижающий коэффициент 0,9. [5.17 СНиП ДК]

Расчетную несущую способность цилиндрического нагеля на один шов сплачивания в соединениях элементов из сосны и ели (рис. 8) при направлении усилий, передаваемых нагелями вдоль волокон и гвоздями под любым углом, следует определять по табл. 17. В необходимых случаях расчетную несущую способность цилиндрического нагеля, определенную по табл. 17, следует устанавливать с учетом указаний п. 5.15. [5.13 СНиП ДК]

10. Как определяется общее количество цилиндрических нагелей в растянутом стыке?

n_н ≥ N/(Т×N_ср), где n_н — количество нагелей, которое ставится с одной стороны стыка; N — расчетное усилие, действующее на нагельный стык; Nср — количество плоскостей сплачивания; Т — несущая способность одного условного среза нагеля, определяемая в кгс или в кН.

Нагели в растянутых стыках следует располагать в два или четыре продольных ряда; в конструкциях из круглых лесоматериалов допускается шахматное расположение нагелей в два ряда с расстоянием между осями нагелей вдоль волокон 2S1, а поперек волокон S2 = 2,5d. [5.19 СНиП ДК]

Несущую способность соединения на цилиндрических нагелях из одного материала, но разных диаметров следует определять как сумму несущих способностей всех нагелей, за исключением растянутых стыков, для которых вводится снижающий коэффициент 0,9.

11. Как определяется общее количество цилиндрических нагелей в сжатом стыке?

n_н ≥ N/(Т×N_ср), где n_н — количество нагелей, которое ставится с одной стороны стыка; N — расчетное усилие, действующее на нагельный стык; Nср — количество плоскостей сплачивания; Т — несущая способность одного условного среза нагеля, определяемая в кгс или в кН. Несущую способность соединения на цилиндрических нагелях из одного материала, но разных диаметров следует определять как сумму несущих способностей всех нагелей, за исключением растянутых стыков, для которых вводится снижающий коэффициент 0,9.