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 .