16. Соединения на нагелях.

Нагелем в соединении деревянных конструкций называется связь, препятствующая сдвигу соприкасаемых элементов и работающая на изгиб.

В качестве нагелей используются (стальные, алюминиевые,стеклопластиковые стержни , скальные винты, шурупы, гвозди.)В зависимости от способа загружения соединения их разделяют на *симметричные и *несимметричные.

Несущая способность нагеля рассчитывается по формуле Т наг=Тmin*nf

n f- nсреза- количество срезов нагеля, число швов, которые онпересекает.

Т min-наименьшая несущая способность расчетная способность одного среза..

Нагели должны расставляться параллельными рядами, число которых должно быть четное.

Древесина для нагеля подбирается из твердых пород, а ее влажность должна быть на 3-5% ниже, чем влажность основной древесины. В этом случае при достижении баланса влажности нагель плотно заклинивается в гнезде, создавая прочное соединение. Если влажность нагеля и основной древесины будет одинаковой, то при высыхании древесины плотность посадки нагеля уменьшается и соединение можетразрушиться. Выбор того или иного диаметра нагеля целиком и полностью зависит от толщины соединяемых деталей и от требований к прочности соединения. Расчетную несущую способность на один срез нагеля определяют исходя из трех условий:изгиба металлического нагеля; смятия древесины крайнего соединяемого, а также более тонкого элемента толщиной а;

смятия древесины среднего соединяемого, а также более толстого элемента толщиной с.

17. Клеевые соединения.

Соединения на клеях — наиболее прогрессивный способ соединения древесины, отвечающий индустриальным методам изготовления. Этому во многом способствует наличие водостойких и биостойких строительных клеев (на основе синтетических смол), открывших широкие возможности использования клееных конструкций в индустриальном и гражданском строительстве. К достоинствам клееных конструкций относятся возможность компоновки крупноразмерных конструкций из мелкоразмерного сортамента, использование древесины низких сортов в менее напряженных зонах конструкций, отсутствие ослаблений врезками и врубками, надежная работа на сдвиг в швах и т.д. Недостатком клееных конструкций считается необходимость тщательного контроля в заводских условиях и сложность изготовления соединений при монтаже.

Технологический процесс склеивания состоит из нескольких операций, поэтому правильная подготовка поверхностей и подбор склеиваемых деталей по годичным слоям древесины играют не последнюю роль в прочности соединения. Если древесина неверно подобрана, то в процессе эксплуатации (при изменении температурно-влажностного режима} детали могут неравномерно разбухать, в результате клеевое соединение разрушится. Прочное и надежное соединение получится тогда, когда соблюдаются следующие условия:влажность древесины при склеивании должна быть такой, как в и процессе эксплуатации. При этом обе склеиваемые детали должны иметь одинаковую влажность;

склеиваемые поверхности должны располагаться таким образом, чтобы годичные слои были направлены в противоположные стороны или под углом друг к другу;

сопрягаемые поверхности должны быть очищены от пыли, жировых включений и подогнаны друг к другу без зазоров;соединяемые кромки лучше склеиваются, если они относятся к одной и той же части ствола (заболони или ядра);тонкие заготовки лучше склеиваются, чем толстые.

Рис. 24. Клеевые соединения:

А — склеивание продольное; Б — склеивание впритык; В — склеивание "на ус"; Г — склеивание зубчатым шипом; Д — склеивание под углом

В настоящее время для создания клееных конструкций используют доски и брусья хвойных пород влажностью не более 12% и толщиной не более 42 мм в прямолинейных элементах и 33 мм в криволинейных. Применяют дощатые клееные конструкции в сочетании со строительной фанерой, а также с фанерой и сталью. Склеивание производят под давлением 0,3—0,5 МПа при длительности запрессовки 4—24 часа. Основные виды клеевого соединения конструкций приведены на рис. 24. Для склеивания шипы и все сопрягаемые поверхности деталей смазывают клеем, собирают и проверяют прямоугольность соединения. После этого склеенные элементы сжимают струбцинами или другими приспособлениями и оставляют до полного засыхания клея. Надежность соединения будет зависеть от того, как правильно будет зафиксированы склеиваемые детали до полного высыхания клея.

Рис. 25. Сечения дощатоклееных и клеенофанерных элементов:

1 — доски; 2 — фанера

Поперечные сечения клееных конструкций бывают прямоугольными, двутавровыми, коробчатыми и пр. (рис. 25). Клееные соединения применяют при изготовлении несущих и ограждающих конструкций, выполненных из досок или строительной фанеры. К числу таких конструкций относятся составные из досок балки, дощато-фанерные балки, гнутые арки, рамы, щиты ограждающих частей зданий, стропильные фермы и др.

Дощатоклееные балки в виде многослойного пакета обладают рядом преимуществ перед другими составными балками:они работают как монолитные;

их можно изготовлять с поперечным сечением большой высоты;в балках длиной более 6 м отдельные доски стыкуют по длине с помощью зубчатого шипа и, следовательно, балки не будут иметь стыка, ослабляющего сечение;

в дощатоклееных балках можно рационально размещать доски различного качества по высоте — в наиболее напряженных зонах доски 1-го сорта, в менее напряженных зонах доски 2-го и 3-го сортов.

Рис. 26. Балки дощатоклееные:

А — типы балок; Б — варианты сечений балок; В — распределение составных элементов по сортам (по качеству)

18. Проектирование ограждающих конструкций, настилы.Классификация и хар-ка.Назначение ограждающих конструкций покрытий и стен- предохранять здания от внешних воздействий. В неотапливаемых зданиях применяют неутепленные конструкции, в отапливаемых-утепленные. Гораждающие конструкции покрытий делятся на два вида:*чердачные (при разделении крыши перекрытия чердачным помещением.) и * бесчердачные (если кровля и перекрытиясовмещены)рисунок 1 В покрытиях и стенах отапливаемых зданий утеплитель располагают с наружной (холодной) стороны ограждения. Рекомендуется применять легкие несгораемые или трудносгораемые утеплители в виде жестких или полужестких плит.для предохранения ограждения от конденсационного увлажнения используют пароизоляцию, которую располагают с внутренней (теплой) стороны ограждения. Для пароизляцииприменяют рулонные материаы- толь, пергамин, синтетические пленки и лакокрасочные материалы.Бесчердачные покрытия с относительной влажностью воздуха помещений до 60% устраивают беспустотными, а с боьшей влажностью- пустотными, в которых пердусмотрены сквозные продухи для удаления влаги из толщи покрытия.

В зданиях с покрытиями, выполняемыми из дер констр, допускают только наружный отвод воды. Конструкции ограждений бывают построечного и заводского изготовления. Деревянные настилы покрытий и перекрытий Конструкции настилов зависят от из назначения. В покрытиях с трехслойной рубероидной кровлей, наклеенной по мастике, применяют настил из двух слоев досок, соединяемых гвоздями. Верхний защитный слой из досок толщиной 16-22 мм и шириной не более 100 мм укладывают под углом 45 к нижнему рабочему настилу, который для лучшего проветривания делают разреженным из досок толщиной 19-32мм.

Для кровли из волнистых асбестоцементных листов обыкновенного профиля а также из волнистого стеклопластика, кровельной стали и черепицы применяют настил из брусков сечением не менее 50*50мм, которые расположены друг от друга на расстоянии, зависящем от кровельного материала.

В покрытиях и подвесных перекрытиях отапливаемых зданий утеплитель укладывают на сплошной дощатый настил или накат, толщину которого принимают 19-32мм. Доски между собой соединяют впритык или в четверть, в зависимости от требований эксплуатации помещений. Снизу доски могут быть остроганы.

В некоторых случаях целесообразно выполнять деревянные настилы из заранее заготовленных щитов заводского изготовления. Размеры щитов устанавливаютсяв зависимости от шага прогонов, высоты этажа здания и условий транспортирования и монтажа. Доски щитов с помощью планок сшиваются гвоздями.

Для изготовления настилов и обрешетки как правило применяют древесину хвойных пород третьего сорта. Допускается применение древесины мягколиственных пород: тополя, осины и ольхи, а также одинарных настилов при условии проветривания чердачных помещений.

Схема расчета настилов

1 настилы и обрешетки покрытий рассчитывают как двупролетные балки на следующие сочетания: от постоянной и снеговой на прочность и жесткость и от собственного веса и сосредоточенного монтажного груза только на прочность.

2 обшивки стен рассчитывают на прочность и жесткость от действия ветровой нагрузки.

3 изгибающие моменты и прогибы определяют по формулам:

от эксплуатационных нагрузок. M’=[(g+p)lв квадрате]/8 f’=[2.13(g +p)*l в 4 степени]/384EI

от монтажных нагрузок. M’’=0.07g*l+0.207Pl

При расчете по второму сочетанию сосредоточенный груз принимают с коэффициентом надежности по нагрузке (гамма f=1.2) и распределяют на две доски или бруска при расстоянии между осями равном или менее 150мм и на одну доску или брусок при расстоянии более 150 мм – при одиночном настиле. При двойном дощатом перекрестном настиле сосредоточенный груз распределяют на ширину 500 мм рабочего настила.