Классиф. соед. дер. эл-ов. Констр. врубки и лобов. упоры. Клеевые соединения.

Пиломатериалы, применяемые в строительстве, имеют ограниченные размеры поперечного сечения (250 ÷ 275 мм) и максимальную длину до 6,5 м. Лесоматериалы, имеющие большие размеры, поставляются по особому заказу по повышенной стоимости. В связи с этим для создания конструкций больших пролетов или высоты необходимо соединять отдельные элементы.

Способы соединений: Сращивание(соединение элементов по длине), Сплачивание(соединение элементов для увеличения размеров поперечного сечения),

Анкеровка(соединение элементов под углом или прикрепление к опорам).

Для осуществления соединений используют различные средства (связи). Это различные детали, позволяющие обеспечить заданную форму конструкции, и передавать значительные усилия с одного элемента на другой. Самым распространенным видом соединений деревянных элементов являются нагели– гибкие стержни или пластинки из стали, пластмасс или древесины твердых пород (дуба или антисептированной березы).

По характеру работы соединения могут быть разделены на следующие группы:

• без специальных связей, требующих расчета (лобовые упоры, врубки). Чаще всего это сжатые элементы, в которых усилия передаются от элемента к элементу и не требуют рабочих связей;

• со связями, работающими:

– на сжатие (шпонки, колодки);

– на изгиб (болты, стержни, гвозди, винты, пластинки);

– на растяжение (болты, винты, хомуты);

– на сдвиг, скалывание (клеевые швы);

• податливые (податливость – способность связей давать возможность соединяемым элементам сдвигаться друг относительно друга). Деформации в податливых соединениях возникают в результате:– неплотностей, образующихся при изготовлении, от усушки и

смятия древесины, особенно поперек волокон;– изгиба связей;

• жесткие – соединения, не обладающие податливостью. (клеевые соединения.)

Конструктивные врубки: и лобовые упоры

• врубка в полдерева - соединение концов брусьев, бревен с вырезками до половины их толщины, стянутое болтом.

• косой прируб - продольное сращивание болтами брусьев или бревен, в концах которых сделаны односторонние вырезы. Применение: для соединения прогонов и балок по длине.

• сплачивание в четверть-сплачивание досок кромками по ширине. Механически образуют пазы, в которые входят выступы соседних досок. Применение: обшивки наружных стен.

• сплачивание в шпунт-сплачивание досок или брусьев кромками, в одной из которых вырезан выступ, а в другой – шпунт, равный 1/3 толщины доски, в который входит выступ соседней доски. Применение: настилы из досок.

Лобовые упоры:• продольный,

• поперечный,

• наклонный.

Клеевое соединение

Клеевые стыки по их расположению и особенностям работы могут быть разделены:

1.поперечный:• стык по пластям,

• стык по кромкам,

• стык по пластям и кромкам.

2. продольный:• «на ус»,

• зубчатый шип,

• встык с односторонней накладкой,• встык с двумя накладками.

1.угловой:• зубчатый шип.

89. Классиф. нагельн. соед. Расчет НС, раб. на изгиб. Соед. на вклеен. стальных стержнях.

Классификация нагельных соединений:

1) Соединения на механических связях

2) нагельные на вклеенных стальных стержнях

3) на металлических зубчатых пластинах

Нагели – это стержни или пластины, препятствующие взаимному сдвигу соединяемых элементов и работающие в основном на изгиб.

Нагели:

цилиндрические: металлические, из алюминиевых сплавов, пластмасс., дубовые

пластинчатые: металлические, деревянные

Нагели применяются при сплачивании (в составных стержнях или балках), при наращивании деревянных элементов (в стыках), при узловых соединениях (в узлах ферм).

В зависимости от способа приложения внешних сил и числа швов, пересекаемых одним нагелем, различают два вида соединения: симметричные и несимметричные (рис. 7.1).

Расчет нагельных соединений

Нагель работает как балка в упруго-пластичной среде. Разрушение

нагеля может произойти:

1) от изгиба нагеля (нагель – балка, лежащая на сплошном основании);

2) от смятия древесины нагельного гнезда;

3) от скалывания древесины (от нагеля до торца или между нагелями);

4) от раскалывания (разрыв поперек волокон).

Несущая способность нагеля определяется из условия изгиба и смя-тия древесины нагельного гнезда (в крайних и средних элементах пролета). Несущую способность по скалыванию и раскалыванию обеспечивают соответствующей расстановкой нагелей.

Расстановка нагелей в соединениях бывает нормальная, в шахматном порядке и косыми рядами (рис. 7.2) и производится по правилам, исключающим опасность преждевременного разрушения древесины от скалывания и растяжения поперек волокон.

Промежутки и расстояния между осями не должны быть меньше при-веденных в строительных нормах значений.

(Рис. 7.2. Схемы расстановки нагелей:

а – нормальная; б – в шахматном порядке; в – косыми рядами)

Расчетную несущую способность соединения на цилиндрических на-

гелях из одного материала (сосны или ели) и одинакового диаметра следу-ет определять по формуле

где R _ld.min – минимальное значение несущей способности одного среза нагеля в соединении; n_n – количество нагелей в соединении; n_s – количество швов в соединении для одного нагеля.

Расчетную несущую способность одного среза в односрезных и сим-метричных двухсрезных соединениях (рис. 7.1) следует принимать как наименьшее значение из найденных по приведенным ниже формулам:

- расчетные сопротивления смятию древесины для наружных элементов и для средних элементов в глухом нагельном гнезде, которые приведены для сосны и ели для нормальных условий эксплуатации. Для соединения элементов из древесины других пород или для других условий эксплуатации следует учитывать соответствующие коэффициенты k_mod, k_x, k_t; t₁ – толщина крайних элементов в симметричных соединениях или более тонких элементов в односрезных соединениях; t₂ – толщина средних элементов в симметричных соединениях или более толстых или равных по толщине элементов в односрезных соединениях; d – диаметр нагеля; β_n – коэффициент, зависящий от отношения толщины более тонкого элемента к диаметру нагеля, определяемый по формуле

где – коэффициент, зависящий от типа нагеля, – коэффициент, учитывающий угол между силой и направлением волокон.

Соединения на вклеенных стальных стержнях представляют собой клеевые соединения клеедеревянных элементов при помощи коротких стержней из арматуры периодического профиля классов S240, S400 диаметром 15 ÷ 25 мм. Они вклеиваются в прямоугольные пазы с накладками или в круглые отверстия клеем, обеспечивающим надежное соединение древесины со сталью. Диаметр отверстий принимается на 4 ÷ 6 мм больше номинального размера вклеенного стержня

МЕТАЛЛЫ

90. Сварн. соед. эл-ов стальн. констр.: виды сварн. шв. и соед., конструктивные требования. Сварочные материалы.

Процесс сварки состоит в молекулярной диффузии металлов(t 1535˚C) свариваемых изделий и плавящегося электрода, находящихся в жидком или высокопластичном состоянии и в совместной кристаллизации металлов при остывании.

Процесс сварки сопровождается структурными и химическими изменениями металла в зоне сварного соединения и возникновением остаточных напряжений и деформаций.Во время сварки малоуглеролистой стали металл шва и околошовной зоны нагревается и претерпевает различные изменения.

Виды сварки, сварных швов и соединений

В строительстве главным образом применяется электродуговая сварка: ручная, автоматическая под флюсом, полуавтоматическая (осуществляется автоматом с подачей проволоки d=2-5 мм без покрытия. Дуга возбуждается под слоем флюса, флюс расплавляется, легирует расплавленный металл содержащимися в нем примесями и надежно защищает его от соприкосновения с воздухом. Металл получается чистым с ничтожным кол-ом вредных примесей).

Сварные швы классифицируют по конструктивному признаку, назначению, положению, протяженности и внешней форме.

По конструктивному признаку швы разделяют на стыковыеи угловые(наваривают в угол, образованный эл-ми, расположенными в разных плоскостях) . Стыковые швы наиболее рациональны, т.к. имеют меньшую концентрацию напряжений, но они требуют доп.разделки кромок.В соответствии с формой разделки кромок различают U-,V-,X-, K- образные)

Угловые швы, действующие параллельно осевому усилию, называют фланговыми, а перпендикулярно усилию – лобовыми.

Швы могут быть рабочими или конструктивными (связующими); заводскими или монтажными; сплошными или прерывистыми (шпоночными).

По положению в пространстве во время выполнения сварных швов они бывают: нижними, вертикальными, горизонтальными и потолочными.

Различают следующие виды сварных соединений: стыковые(соединяемые эл-ты явл. продолжением дру друга, соединение происходит по кромкам или торцам), внахлестку(пов-ти свариваемых эл-тов частично находят друг на друга), разновидностью соединений внахлестку явл. соединение с накладками (применяют для соединения эл-ов из профильного металла и для усиления стыков) угловые(сварив.эл-ты распол. под углом) и тавровые (торец одного эл-та привар. к торцу другого эл-та) комбинированные.

Сварочные материалы: сталям различной прочности рекомендуются различные марки сварочной проволоки и соответственно типы электродов, имеющих разное сопротивление металла шва.Один тип проволоки или электрода, дающий рочность металла шва, близкую к прочности стали для сварки менее нагруженных швов, и другой тип, дающий прочность металла шва, превышающую прочность свариваемой стали для сильно нагруженных швов.Такой подход к выбору материалов для сварки обеспечивает уменьшение кол-ва наплавляемого металла без снижения прочности соединеия, следовательно, экономию сварочных мат-ов,снижение трудоемкости выполнения соединения и уменьшение термического влияния сварки на соединение.

Конструктивные требования к сварным соединениям

В конструкциях со сварными соединениями следует: предусматривать применение высокопроизводительных механизированных способов сварки; обеспечивать свободный доступ к местам выполнения сварных соединений с учетом выбранного способа и технологии сварки.

Размеры и форму сварных угловых швов следует принимать с учетом следующих условий:

- катеты угловых швов должны быть не более , где - наименьшая толщина соединяемых элементов;

- катеты угловых швов следует принимать по расчету , но не менее указанных в табл. 38 СНиП II-23-81*;

- расчетная длина углового сварного шва ограничивается условием

(за исключением швов, в которых усилие действует на всем протяжении шва), но не менее 40 мм;

- размер нахлестки должен быть не менее , где - минимальная тощина наиболее тонкого из свариваемых элементов;

- соотношения размеров катетов угловых швов следует принимать .