рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Соединения на механических связях

Соединения на механических связях - раздел Строительство, Дерево как материал инженерных сооружений. Расчет элементов конструкции цельного сечения. Соединения элементов деревянных конструкций. Простейшие стропильные конструкции. Пространственное крепление плоскостных деревянных конструкций Общие Сведения. Механическими Всоединениях Деревянных Констр...

Общие сведения. Механическими всоединениях деревянных конструкций называют рабочие связи различных видов из твердых пород древесины, стали, различных сплавов или пластмасс, которые могут вставляться, врезаться, ввинчиваться или запрессовываться в тело древесины соединяемых элементов. К механическим связям, наиболее широко применяемым в современных деревянных конструкциях, относятся шпонки, нагели, болты, глухари, гвозди, шурупы, шайбы шпоночного типа, нагельные пластины и металлические зубчатые пластинки.

Передача сил в соединениях с механическими связями происходит от одного элемента другому через отдельные точки (дискретно). Распределение силы по поверхности контакта и в глубину элемента зависит от вида механических связей.

Нагельные соединения.Нагелями в деревянных конструкциях называют плотно защемленные в толще соединяемых элементов цилиндрические или пластинчатые вкладыши, которые, работая сами на изгиб, препятствуют взаимному сдвигу сплачиваемых элементов.

Под влиянием действующих на соединение сил, нагель, кроме изгиба, работает еще на срез, а между телом нагеля и древесиной сплачиваемых элементов появляются напряжения смятия.

Опыты показывают, что разрушение нагельных соединений в отличие от заклепочных соединений в стальных конструкциях происходит не от среза нагелей, а от их изгиба, сопровождаемого сильным местным смятием древесины. Поэтому в применении к деревянным конструкциям выражение «срез» является условным. Под срезом подразумевается каждое рабочее пересечение нагеля с плоскостью сплачивания.

Цилиндрические нагели изготовляют в виде гладких стержней круглого сечения из стали, металлических сплавов, твердых пород древесины и из пластмасс. По характеру своей работы в соединениях сдвигаемых элементов к цилиндрическим нагелям относятся также болты, гвозди, глухари (винты большого диаметра с шестигранной или четырехгранной головкой) и шурупы. Цилиндрические нагели устанавливают в предварительно рассверленные гнезда. Диаметр отверстия для нагеля обычно принимают равным диаметру нагеля. Однако иногда с целью увеличения плотности соединений, особенно при переменной влажности и усушке древесины, предусматривается диаметр отверстия на 0,2¸0,5мм меньше диаметра нагеля. Для шурупов и глухарей необходимо предварительное просверливание отверстия сверлом, диаметром меньше диаметра нарезной части шурупов и глухарей. Обычные гвозди изготовляют из гладкой проволоки диаметром до 6мм и чаще забивают в древесину без предварительного сверления гнезд.

В зависимости от количества плоскостей по которым может произойти смещение (сдвиг) соединяемых элементов, различают односрезное (рис.3.5.а), двухсрезное (рис.3.5.б) и многосрезные.

Рис. 3.5. Соединения на цилиндрических нагелях деревянных

растянутых элементов: а – несимметричное односрезное,

б – симметричное двухсрезное

 

 

В зависимости от характера приложения внешних сил различают соединения симметричные (рис.3.5б) и несимметричные (рис.3.5а).

В нагельных соединениях передача общего усилия происходит рассредоточено, распределяясь между большим числом мелких податливых нагелей, что делает эти соединения мало чувствительными к местным дефектам древесины и повышает их надежность. Нагели в сопряжениях доступны для осмотра, что упрощает контроль над качеством производства работ.

Расчет нагельных соединений основан на том положении, что действующее на соединение усилие не должно превышать расчетной несущей способности соединения Т. Расчетное количество нагелей принимают не менее двух с диаметром 12¸24 мм и определяют по формуле:

 

 

,

 

где N – расчетное усилие, действующее в растянутом стыке,

ncp– количество срезов нагеля,

TH – наименьшая расчетная несущая способность одного среза нагеля.

 

Несущую способность одного среза нагеля рекомендуется принимать на основе табл.17 СНиП II-25-80. Так для симметричных соединений:

а) смятие в средних элементах ТН=50cd

б) смятие в крайних элементах Тн=80ad

в) изгиб нагеля из стали С38/23 Тн=180d2+2а2, не более 250d2

г) изгиб гвоздя из стали С38/23 Тн=250d2+а, не более 400d2,

где: с – ширина среднего деревянного элемента в см (рис.3.5б),

а – ширина крайних элементов в см (рис.3.5б),

d – диаметр нагеля в см.

Тн- расчетная несущая способность одного среза нагеля,кгс.

Несущая способность нагеля из условия скалывания и раскалывания древесины главным образом зависит от расстановки нагелей. Минимальные расстояния между нагелями назначают таким образом, чтобы несущая способность нагеля по скалыванию и раскалыванию заведомо превышала несущую способность нагеля по его изгибу и смятию древесины нагельного гнезда. В таблице 3.1. приведены рекомендуемые СНиП II-25-80 минимальные расстояния между цилиндрическими нагелями, выраженные в диаметрах нагеля dн.

 

Таблица 3.1.

Минимальные расстояния между нагелями

Расстановка нагелей и измеряемое расстояние Расстояние для цилиндрических нагелей
стальных дубовых
Вдоль волокон: от торца до оси между осями нагелей Поперек волокон: между осями нагелей от кромки элемента до оси нагеля        

Гвоздевые соединения.Гвозди в соединениях сдвигаемых деревянных элементов работают как нагели. Их обычно забивают в древесину без предварительного просверливания, что обусловливает некоторые особенности их работы. Исследования показали повышенную несущую способность гвоздей, вставленных в предварительно просверленные отверстия. Однако в этом случае гвозди принято называть тонкими нагелями и их расчет полностью совпадает с расчетом нагелей.

Диаметр гвоздей, забиваемых в цельную древесину, не превышает 6мм и поэтому их несущая способность не зависит от угла между направлением действия силы и направлением волокон.

При определение расчетной длины защемления конца гвоздя в последней непробиваемой насквозь доске не следует учитывать часть длиной 1,5d(рис.3.6.).

Рис. 3.6. Определение расчетной длины гвоздя:

а – при глухой забивке, б – при свободном

выходе конца гвоздя

 

Обычно гвозди не пробивают насквозь вторых крайних элементов. В этом случае в формулу для определения несущей способности гвоздя вместо толщины должна быть подставлена рабочая длина конца гвоздя в крайнем элементе .

При определении расчетной длины защемления конца учитывают возможность образования зазоров между соединяемыми досками по 2 мм на каждый шов.

Зазоры могут образовываться вследствие неплотного прилегания досок, вызванного неточностью размеров самих досок и короблением их при усушке.

Расчетная часть конца гвоздя в мм определится из выражения: a2=lгв- а1-с-2×nш-1,5×dгв

где nш – количество швов, пройденных гвоздем.

Найденная длина защемления конца гвоздя должна быть не меньше 4dгв, в противном случае работа конца гвоздя при расчете соединений не учитывается.

При свободном выходе конца гвоздя из пакета (рис.3.6.б),расчетная толщина последнего элемента уменьшается на 1,5dгв.

Кроме работы на срез, гвозди способны работать и на выдергивание. Сопротивление гвоздей выдергиванию допускается учитывать во второстепенных элементах (настилы, подшивка потолков и т.д.) или в конструкциях, где выдергивание гвоздей сопровождается одновременной работой как нагелей.

Не допускается учитывать работу на выдергивание гвоздей, забитых в заранее просверленные отверстия, забитых в торец (вдоль волокон), а также при динамических воздействиях на конструкцию.

Расчетную несущую способность на выдергивание одного гвоздя, забитого в древесину поперек волокон, следует определять по формуле:

где - расчетное сопротивление выдергиванию на единицу поверхности соприкасания гвоздя с древесиной, которое следует принимать для воздушно-сухой древесины 0,3 МПа (3 кгс/), а для сырой, высыхающей в конструкции – 0,1 МПа (1 кгс/),

d – диаметр гвоздя,

- расчетная длина защемленной, сопротивляющейся выдергиванию части гвоздя (см. выше).

Длина защемленной части гвоздя должна быть не менее двух толщин пробиваемого деревянного элемента и не менее 10d.

Расстояние между осями гвоздей вдоль волокон древесины следует принимать, не менее:

при толщине пробиваемого элемента ,

при толщине пробиваемого элемента с=4d.

Для промежуточных значений толщины с наименьшее расстояние следует определять по интерполяции.

Для элементов, не пробиваемых гвоздями насквозь, независимо от их толщины расстояние между осями гвоздей следует принимать .

Расстояние вдоль волокон древесины от гвоздя до торца элемента во всех случаях следует принимать не менее .

Расстояние между осями гвоздей поперек волокон древесины следует принимать:

при прямой расстановке гвоздей не менее

при шахматной расстановке или расстановке их косыми рядами под углом (рис.3.7.) расстояние может быть уменьшено до 3d.

Рис. 3.7. Расстановка гвоздей косыми рядами

 

 

Расстояние от крайнего ряда гвоздей до продольной кромки следует принимать не менее 4d.

Соединения на металлических зубчатых пластинах (МЗП). Для узловых соединений дощатых элементов в последнее время нашли применение металлические зубчатые пластинки (МЗП). Наибольшее распространение в зарубежной практике строительства получили МЗП системы «Ганг-Нейл»(рис. 3.8.)

МЗП представляют собой стальные пластинки толщиной 1-2 мм, на одной стороне которых после штамповки на специальных прессах получаются зубья различной формы и длины. МЗП ставят попарно по обе стороны соединяемых элементов таким образом, чтобы ряды МЗП располагались в направлении волокон присоединяемого деревянного элемента, в котором действуют наибольшие усилия. В ЦНИИСК разработаны « Рекомендации по проектированию и изготовлению дощатых конструкций с соединениями на металлических зубчатых пластинках», согласно которым такие конструкции следует применять в зданиях V степени огнестойкости без подвесного подъемно-транспортного оборудования с температурно-влажностными условиями эксплуатации А1, А2, Б1 и Б2.

Рис. 3.8. Соединения на металлических зубчатых пластинках

а – металлическая зубчатая пластинка (МЗП),

б – узел дощатой фермы на МЗП

 

 

Изготовление конструкций должно производится на специализированных предприятиях, оснащенных оборудованием для сборки конструкций, запрессовки МЗП и контрольных испытаний конструкций.

Несущую способность деревянных конструкций на МЗП определяют по условиям смятия древесины в гнездах и изгиба зубьев пластин, а также по условиям прочности пластин при работе на растяжение, сжатие и срез.

Материалом для изготовления конструкций служит древесина сосны и ели шириной 100-200 мм, толщиной 40-60 мм. Качество древесины должно удовлетворять требованиям СНиП II-25-80, предъявляемым к материалам деревянных конструкций.

МЗП рекомендуется изготовлять из листовой углеродистой стали толщиной 1,2 и 2 мм. Антикоррозионную защиту пластинок выполняют оцинковкой или покрытиями на основе алюминия в соответствии с рекомендациями по антикоррозионной защите стальных закладных деталей и сварных соединений сборных железобетонных и бетонных конструкций.

 

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Дерево как материал инженерных сооружений. Расчет элементов конструкции цельного сечения. Соединения элементов деревянных конструкций. Простейшие стропильные конструкции. Пространственное крепление плоскостных деревянных конструкций

Древесина как строительный материал известна с незапамятных времен В старину древесина применялась в простых конструктивных формах в виде стоек и.. В нашей стране при изобилии лесных богатств древесина всегда являлась.. Страницы летописи повествуют о том что еще в г при Владимире Мономахе в Киеве был построен большой деревянный..

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Соединения на механических связях

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Строение и химический состав
Древесина имеет резко выраженное анизотропное строение, вследствие чего физические и механические ее свойства неодинаковы в различных направлениях. Древесина – соединение растительных клеток или кл

Физические свойства древесины
Влажность. Влажность древесины измеряется в процентах и определяется по формуле: где G1 – вес

Механические свойства древесины
Механические свойства древесины, являющейся природным полимером, изучаются на основе реологии – науки об изменении свойств веществ во времени под действием тех или иных факторов, в данном случае на

Работа древесины на различные виды силовых воздействий
Растяжение. Предел прочности при растяжении вдоль волокон в стандартных чистых образцах высок – для сосны и ели он в среднем 1000 кгс/см2. Наличие сучков и присучкового

Достоинства и недостатки древесины как строительного материала
К положительным свойствам древесины можно отнести: 8 Прочность и легкость. 8 Простота заготовки и обработки. 8 Производственные особенности – строительство из древ

Основы расчета по предельным состояниям
Элементы конструкций рассчитывают по методу предельных состояний. Предельным называют такое напряженное состояние конструкции, за пределами которого эксплуатация ее невозможна. Рассматрива

Центральное растяжение
Деревянные элементы, работающие на центральное растяжение, рассчитывают по наиболее ослабленному сечению. Условие прочности (1-я группа предельных состояний) выглядит так:

Центральное сжатие
Пластические свойства древесины при центральном сжатии проявляются значительно сильнее, чем при растяжении, поэтому при расчете ослабление учитывают только в рассчитываемом сечении. Центрально сжат

Изгибаемые элементы
Изгибаемые элементы рассчитывают по первому и второму предельным состояниям, или иначе на прочность и жесткость. Рис. 2.2. Распред

Сжато-изгибаемые элементы
Сжато-изгибаемыми элементами называют элементы, которые испытывают одновременно воздействие продольных осевых сил и изгибающего момента. Изгибающий момент могут создавать: поперечные нагрузки, внец

Растянуто-изгибаемые элементы
В растянуто-изгибаемых элементах кроме изгибающего момента действует центрально приложенное усилие, которое растягивает стержень, т.е. направлено в обратную сторону по сравнению со сжато-изгибаемым

Соединения на врубках
Общая характеристика. Сопряжения при помощи врубок являются наиболее старым и распространенным способом соединения деревянных элементов. Врубки применяют для соединения массивных э

Настилы
Конструирование настилов.Конструкции деревянных настилов зависят от вида кровли. Настилы могут состоять из отдельных досок, уложенных плашмя вплотную или с зазорами, и из брусков,

Стропильные ноги
Конструктивные особенности. Стропильные ноги в крышах с наслонными стропилами выполняют преимущественно из бревен, реже из пластин или досок, поставленных на ребро. Сечения стропил

Прогоны
Общие требования. Для прогонов, как и для стропильных ног, может быть применим лес хвойных пород 1 и 2-го сортов. Отличительной особенностью прогонов покрытий является их многопрол

Выбор схемы и типа деревянных ферм.
Экономичность ферм определяется прежде всего расходом древесины и металла, а также трудоемкостью изготовления и монтажа конструкции. При оценке типов деревянных ферм в отношении расхода др

Статический расчет ферм. Определение узловых нагрузок.
  Статический расчет ферм начинают с определения нагрузок. При определении усилий в стержнях фермы принимается, что все нагрузки (включая собственный вес фермы) приложены к у

Подбор сечения верхнего пояса.
Поперечные сечения верхних поясов треугольных и полигональных ферм делаются постоянными по всей длине фермы. Расчет ведется по наиболее напряженным стержням: в треугольной ферме – в первой панели о

Расчет растянутых стоек.
Растянутые стойки – тяжи выполняются из стали круглого поперечного сечения диаметром 12-40 мм (рис.5.4.). Рис. 5.4. Детал

Опорный узел на натяжных хомутах.
Если усилия в элементах фермы настолько велики, что врубка с высотой hвр=1/3hнп будет недостаточной для их восприятия, то тогда опорные узлы могут быть решены на стальных хому

Расчет опорного узла на натяжных хомутах.
В опорном узле на хомутах из круглой стали должны быть сделаны следующие проверки: 1) опорного вкладыша на смятие по плоскости примыкания верхнего пояса (или опорного раскоса в случае поли

Промежуточные верхние и нижние узлы.
Сопряжения элементов брусчатых ферм в промежуточных узлах осуществляют на лобовых врубках с одним зубом непосредственным лобовым упором или на врубках с подушками.

Подвесные чердачные перекрытия
  Основные сведения. При устройстве покрытий по фермам на врубках часто применяют подвесные чердачные перекрытия (подвесные потолки). Устройство подвесных чердачных п

Противогнилостные и противопожарные мероприятия.
Для сохранности и обеспечения длительного срока службы деревянных несущих конструкций необходимо при их проектировании и возведении соблюдать следующие основные правила. 1. Все части дерев

Пространственные связи в покрытиях
Нарушение устойчивости ферм может произойти в условиях эксплуатации или монтажа под влиянием внешних сил, действующих перпендикулярно к плоскости системы, например давление и отсос ветра, тормозные

Диагностирование дефектов деревянных конструкций
Наблюдение за условиями эксплуатации и состоянием деревянныхконструкций складывается из элементов: · надзор за нагрузками на деревянные конструкции, · надзор за температурно-влажн

Усиление деревянных конструкций
Основные принципы усиления деревянных конструкций заключаются в следующем: Ø усиленные деревянные конструкции должны либо полностью выполнять свои прежние функции, либо частично. В

Методы усиления без изменения прежней схемы их работы.
Основные методы: u установка дополнительного числа крепежных изделий (болтов, гвоздей, шурупов и т.д.); u установка дополнительного числа самостоятельно работающих конструкций, ра

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги