Соединения со стальными связями

Болтовые соединения. Болты (рис. 4) представляют собой стандартизованные изделия из строительной стали марки С38/23. Они отличаются значительной длиной, соответствующей крупным сечениям деревянных элементов, и снабжаются большими квадратными шайбами. Наибольшее распространение получили болты диаметром 12, 16 и 20 мм.

Болтовые соединения бывают со стяжными, растянутыми и изгибаемыми болтами.

Соединения со стяжными болтами служат для плотного соединения отдельных элементов при их поперечном сплачивании и в некоторых узлах конструкций. В них могут возникать лишь незначительные усилия, и расчет их не требуется.

Соединения с растянутыми болтами применяются при анкерном креплении деревянных конструкций к опорам, при подвеске к конструкциям перекрытий и оборудования и в узловых соединениях. Они воспринимают действующие в соединениях растягивающие усилия N.

Древесина под шайбами болта работает и рассчитывается на местное смятие.

Шайбы болтов работают и рассчитываются на изгиб от реактивного давления сминаемой древесины как квадратные пластинки шириной b, опертые в центре на гайку болта.

Рисунок 4 - Растянутые болты: а - общий вид; б - схема работы болта и древесины; в - схема работы шайбы; 1 - гайка; 2 - стержень; 3 - головка; 4 - шайба; 5 - соединяемые элементы

Рис. 5. Изгибаемые болты: a - схемы расстановки; б - расчетные схемы; в - схема работы; 1 - прямая расстановка; 2 - шахматная; 3 - в стальных накладках; 4 - в соединениях под углом; 5 - симметричная двухсрезная схема; 6 - несимметричная односрезная; 7 двухсрезная - со стальными накладками; 8 - условные эпюры напряжений смятия

Соединения с изгибаемыми болтами (рис. 5) относятся к классу нагельных, в которых связи, в данном случае болты, работают главным образом на изгиб без распора. В древесине соединяемых элементов возникают напряжения смятия, а также скалывания и растяжения поперек волокон между отверстиями. В результате реактивного давления древесины в болте возникают усилия изгиба и среза.

Болтовые соединения со стальными накладками применяются в узлах конструкций. Накладки обычно делаются двусторонними из листовой стали. Определяют несущую способность одного среза болта по смятию древесины.

Соединения с изгибаемыми стальными стержнями выполняются с применением арматурной стали класса A-I со снятыми фасками. Они тоже относятся к классу нагельных с цилиндрическими нагелями. Эти соединения работают и рассчитываются так же, как соединения с изгибаемыми болтами. Они работают и рассчитываются как односрезные, несимметричные изгибаемые соедине­ния и называются глухими нагелями.

Гвоздевые соединения. Гвозди изготовляют из холод­нотянутой проволоки в соответствии с ГОСТ 4028—63. Гвозди забивают в цельную древесину ударами ручного или пневматического молотка. Гвоздевые соединения являются простыми и общедоступными, но трудоемкими.

Соединения с конструктивными гвоздями применяются для крепления дощатых обшивок и настилов. Гвозди в них не несут существенных усилий и не рассчитываются.

Соединения с выдергиваемыми гвоздями (см. рис. 6) относятся к классу соединений с растянутыми связями. Они применяются для крепления досок подшивок потолков, щитов перекрытий и опалубки. От действия нагрузок в этих соединениях возникают растягивающие усилия N, стремящиеся выдернуть гвозди из древесины элемента, к которому прибиты доски. Этому усилию сопротивляются силы трения между поверхностью гвоздей и окружающей древесиной.

Соединения с изгибаемыми гвоздями (рис. 7) относятся к тому же классу нагельных соединений, что и изгибаемые болтовые соединения. Соединения с изгибаемыми гвоздями работают и рассчитываются аналогично соединениям с изгибаемыми болтами — гвозди работают на изгиб, а окружающая древесина — на смятие с некоторыми особенностями.

Рисунок 6 - Выдергиваемые гвозди: а - общий вид; б - схема работы; 1 - шляпка; 2 - стержень; 3 - острие; 4 - соединяемые элементы; 5 - эпюра напряжений трения Рисунок 8 - Винты и хомуты: а — винты; 1 — схема работы изгибаемого винта;II — схема работы выдергиваемого винта; б — хомуты; 1 — глухарь; 2 — шуруп; 3— прямой хомут; 4 — полугнутый; 5—гнутый

Рисунок 7 - Изгибаемые гвозди: а — схемы расстановки; б — расчетные схемы; в — схема - работы; 1 — прямая расстановка; 2 — шахматная; 3 — в стальных накладках; 4 — в соединениях под углом; 5 — симметричная двухсрез ная схема; 5— несимметричная - односрезная; 7 — несимметричная со стальными накладками; 8 — условные эпюры напряжений смятия

Соединения с винтами (рис. 8). Винты представляют собой стандартизованные стальные изделия и состоят из головки, не нарезанной и нарезанной частей. Винты диаметром меньше 12 мм называют шурупами. Винты диаметром 12 мм и более называют глухарями, которые имеют шестигранные или квадратные головки для завертывания их ключом. Винты применяют для крепления стальных накладок и деталей к деревянным элементам в узлах конструкций. Винты работают на изгиб, а окружающая древесина — на смятие, как в несимметричных болтовых соединениях со стальными накладками.

Соединения с хомутами относятся к классу соединений с растянутыми связями. Они охватывают поверхности соединяемых элементов и применяются главным образом при построечном изготовлении деревянных конструкций. Хомуты бывают проволочными, полосовыми со стяжными болтами и болтовыми с подкладками из листовой или профильной стали. По форме хомуты бывают круговыми в бревенчатых конструкциях и прямоугольными в конструкциях из пиломатериалов. Хомуты работают и рассчитываются на растяжение, а древесина — на местное смятие.

Соединения со скобами относятся к классу конструктивных соединений. Скобы изготовляют из арматурной стали класса A-I диаметром 10—16 мм и имеют с-образную форму с заостренными и зазубренными концами. Они забиваются в цельную древесину и обеспечивают проектное положение соединяемых элементов при построечном изготовлении деревянных конструкций из бревен и брусьев.

Соединения с когтевыми шайбамиотносятся к классу соединений на шайбах шпоночного типа. Они представляют собой стальные пластинки, в которых методом штамповки образованы многочисленные односторонние острия — когти. Шайбы забиваются или впрессовываются с двух сторон в древесину соединяемых элементов. Острия шайб работают на изгиб, а окружающая древесина — на смятие. Несущую способность шайб определяют экспериментально.