книги из ГПНТБ / Широков, А. П. Теория и практика применения деревянной анкерной крепи
.pdfВели торцевая част;» глина имеет форму квадрата, то иноо-
ту клана Ии можно определить из выражения:
|
^ |
=J B 3 F *19.1*го«* |
is6) |
|
где |
- внутренний диаметр цилиндрической чаотп втулки, |
|||
|
имитирующей. скважину, |
ш . |
|
|
|
Внутренний наибольший диаметр |
копуоа Дк у его |
основания |
|
определяем,исходя аз максимально допустимого сжатия заика ан кера при высоте клина 20 мм при условии применения березовых
авваров по формуле |
(23): |
|
Нк + d |
- h - Ю* * (d+h/£<jon , |
откуда |
Т)п и Нк + d - h~ ( d - h ) £ доп в |
|
|
*20+ 28 -2 - ( 28 - 2) 0,25 = Щ 5 з? 4 0 т
Для дададдричесяеЭ чаогг втулки высота клина определя
лась из тех же условий по формуле (24): |
||||
для пихты к адг |
_ |
|
|
|
М с = Ъ + (d-h)(£Son-1) *29 + (2 8 -2 )(0 ,3 7 -1) -1 2 ,6 г 15 мм; |
||||
д л я кедра |
. |
Н к я 29 |
* Ш -2)(0,Ъ6 - 1) - 12,4 * 12 мм |
|
д л я с о с н ы |
|
U k -2 9 * (2 8 - 2) 10,35 - 1) - 12т |
||
для лиственницы |
Mr «2 |
9 + (2 8 - 2) ( 0,27- 1) - Ю т |
||
для б е р е з ы |
|
M r |
* 2 9 + (2 $ -2) ( %25- 1) S 9,5 мм |
|
Принимаем наибольшую высоту клина Не, равную 13 мм. |
||||
Шлриву клана . |
Y |
такие определяем из условия свободно- |
||
гс ирохоздевия его через цилиндрическую чаоть при извеотной |
||
|
с |
|
яасогв Н к » |
»о есть: |
__________ |
Ч> |
- / ('Ф ~ 2) * - н 7 |
- {(2 9 - 2) * - 13* = £ ч т (96) |
ICO
Вышеупомянутыми опытами было установлено: если исходить
из допустимой величины сжатия замка анкера как в цилиндричес
кой, так и в конической частях Етулки, то при расположении зам
ка анкера в ноничесной части втулки последний выдерживает в
1,3-2,5 раз большую нагрузку, чем при расположении его в ци
линдрической части, а в отдельных случаях анкер разрывался.
Далее опыты были продолжены при диаметре анкеров 27 мм
применением тех же клиньев длиной НО мм, высотой и шириной
20 мм, с последующей заменой обычных клиньев конусообразными
диаметром основания 20 и 26 мм.
В отличие от ранее приведенных опытов клин забивался в за мок анкера при расположении его в коничеояой частг так, что на
границе между конической и цилиндрической частями втулки анкер
соприкасался своей боковой поверхностью. |
|
Для выполнения этого условия клин на длину 20 мм |
заходил |
в щель замка анкера, расположенную в цилиндрической части. |
|
При данных параметрах клине анкеры вытягивались из |
коничес |
кой и цилиндрической частей втулки. Всего, было испытано' 100 ан
керов. , .
В результате испытаний установлено» что rjjjn. использовании конусообразных клиньев с диаметром основание 20 мм усилия при вытягивании замков анкеров, расположенных в цилиндрической час та втулки, были, в 3,1-6,6 раза больше, чем при расположена]! ан керов в конической части. Эго объясняется тем, что в конической части замок анкера работает в пределах пластической деформации,
а в цилиндрической части происходит переуплотнение древесины,
При применении конусообразных клиньев о диаметромоснова -
вия 26 мм по мере вхождения замка анкера в цилиндрическую ,част*>
усилие на вытягивание анкера достигало I50O-3B0Q кГ.'е.й
разрывался у основания щели, то есть в наиболее ослайа-ьансы
мэсте.
114
>-• опыты свидетельствуют о том, что параметры деревянной апизреой крепи прп установке ее в скважинах с коническим' нон -
цом могут быть подобраны таким образом, что полного вытягивания анкера ,.э енвы.киш на произойдет, если даже усилие превысит про- .
оность на разрыв самой древесины анкера. По последнему фактору в этом случае может быть рассчитана и надежность шшерной1кре пи,
§ 8. Р а с ■! е т |
п р о ч н о с т и |
з а к» р- В' п■л> з - |
|
а к н ;? е м к а |
а н к е р а |
в с к э> a к и н е |
|
си и н к. ч q с к и V. к о н ц о м
Мпосечпсхепчьми о outамп было установлено, что по меревы-
1ягид.:.нк,1 анкера >з конической части ск-пзюны нагрузив растет
поп сриблпцепгя замка анкера к цилиндрической части екяажяш , /. ч и возникает наибольшая величина сжатия замка. Нс пере при-
Рлпленил '.емка анкере, к цилиндрической части скважины относи -
•тельное сжатие превышает допустимые величины пластических де -
о; агн1й, подчиняясь криволинейному закону. Прочность закрепления
к*а а,,кера возрастает и, когда замок анкера полностью войдет в'цалу.ндркчсскую часть окважшш, достигает максимального значе-
мл.
Когда относительное сжатие древесина замка деревянного ан
кера выходит за пределы пластической деформации, тогда изменение
от |
относительного |
сжатия |
£ |
о учетом влажности древе |
|
сины |
для различных пород дерева |
выражается следующими . |
|||
урчянег-иями: |
|
|
|
|
|
|
для березы |
|
|
|
|
|
|
|
(при £ -0,25-0.35} |
(9?) |
|
|
для листвевк5шы |
|
|
||
1~л _______ (_____ |
(при |
£ = |
0,27-0,55) |
(98) |
|
ie*~ 0.82W*0,(M
для сосан
|
d с ж |
0,lW+a,ia5 |
[при £ = 0 ,3 5 -О,о) |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
для кедра |
|
|
|
^ с м |
С 2 |
(при £ = Р,ЗВ-0,б) |
(100) |
|
|
f,4 £ ^+o,fOS |
||||
|
|
|
для ели |
|
|
|
|
г* |
|
|
|
& с ж |
~0f75£w+0,/S5 ^пР и £=0,37-0,1 |
(ШП |
|||
|
|
|
для лихи* |
|
|
|
|
|
-г |
|
(102) |
|
с ж |
|
(при £ -0,37-0,6 ) |
||
|
|
0,31W+ 0,21 |
|
|
|
хде б£к ( |
6^* |
и т.д. |
- напряжение древеоиаы акмка |
|
|
|
|
при сжатии соответственно для береsh, |
лист |
||
|
|
венницы и т .д ., |
когда древесина йсаятывас' |
||
|
|
переуплотаение, кг/ым^. |
|
||
Уравдеаия (97-102) |
были полудевы.также как уравнения |
||||
(10-15), |
во только для криволинейного участка графина(см,сио-18). |
||||
Уравнения (97-102) |
имеют достаточную для практических рас |
||||
четов точность. Наибольший разброс опытных данных на враволи г
яейных участках графика ряс. 18 |
при определении зависимости |
|||
от 6 |
так же, как на участках прямолинейного графика, |
был: по |
||
лучав для древесины ели- |
|
|
|
|
|
Однако теснота связи между |
пт . fi< |
п зим |
слу |
чае была достаточно высокой, так как корреляционное! ■о*кьвяаьв
7о “ 0,85 |
ори |
кодебанда |
но&дфациэнта варяададе опытных дак&лк |
в предсгах |
11,3 |
е - 2-*,8.1 |
%, |
Путем сравнения расчетных данных, полученных для переход ных точен по уравнениям прямых и кривых линий, -устанавливаем также, что отклонение между нами не превышало 0,28-22,47 %
(таСд. 37).
В этом случае прочность закрепления замка анкера при со ответствующих величинах относительного -сжатия определится по формулам:
|
|
для березы |
|
|
||
|
|
г 9Л |
, |
|
„2 • - дП |
|
■)> _ |
■' ТО |
S ' |
, |
W & £ £ гр |
(ЮЗ) |
|
Ь = |
f8w + a,tsT ~ |
o,22SW~ 0,007 |
|
|||
|
|
для лиственницы |
|
|||
|
|
. |
f r p S Z |
1 |
1-104) |
|
|
л |
- |
0 .82W +0,041 |
|||
|
|
|||||
|
|
для |
сосны |
|
|
|
|
|
|
.3» |
|
|
|
|
К |
|
J Гр О &_____ |
(ЮЬ) |
||
|
Q,7 W + 0,105 |
|||||
|
|
|||||
|
|
для кедра |
|
|
||
|
O' |
_ |
|
|
---- |
(IQ6) |
|
« |
~ i,4 2 W ^ O ,ld T |
||||
|
|
для ели |
|
|
||
у . |
f Z |
s s 1 |
(107) |
|||
- |
е |
0 , 7 5 6 W + 0 , 1 5 5 |
||||
IL4
|
душ пихты |
O' |
(-Ш8) |
|
0 ,9 / W+ 0 ,2 / |
Колебание значений, |
.полученных по формулам (103тЮ8), . |
от средних значений опытных данных составило 1,6-6,1 %. |
|
В этом случав, когда замок анкера работает’ ь пределах |
|
пластической деформации, |
то есть относительное сжатие зам |
ка анкера в зависимости ст порода древесины не превышает
0,25-0,37, прочность |
закрепления замкэ |
определяется по фор |
|||
мулам (10-Т.5) или (80-85). |
|
|
|
||
%и определении прочности закрепления штанги в коничес |
|||||
кой части скважины учитываем угол |
ее конусности |
.тогда |
|||
формулы (IQ-I5) |
или (80-85) в общем виде запишутся следугавдм |
||||
образом; |
|
|
|
|
|
s ' |
|
|
|
|
|
a W * B |
1 c w - 6 |
|
|
|
|
где а ,в ,с,б |
- постоянные коэффициент. |
|
|||
-Чтобы оудить о несущей способности замка анкера/неo&*w~. |
|||||
*1 |
’ 1 |
.! |
• Г |
’’ |
*I |
димо определить прочностьего закрепления в начальный момент/ ■'" ’ : Ц-: ,
когда замок анкера находится;в конической частя сввшшщ( и |
||||
I |
| |
! |
■■ > j 1 i * i • | •! ■i " |
i. |
в тот цемент, |
когда замок анкера находится в цидиНдрячеокоЙ |
|||
части. |
|
|
|
|
Дррораторныр врслэдовданя,доказал^,’/Что нагрузка'у,врд|г |
||||
чивартоя по моде вытягивания анкер'1’ • прдьдоа .ллкifа1, |
являясь |
|||
линейной функцией, |
то есть; |
|
||
Р а £ ( ? з к \ ,
длина о«..ка адаод?., .расаолр{Мирр»о'}$ части, {цгьадянн)
*ум-
■гпосительыое сжатие гэмка анкера, расположенного в ко-
■кчйокой части скважины, с достаточной точность» можно опре
делить но формула (86) при условии, что скатив замка анкера происходит *, .пределах ксhr ческ ой часто и в то же spawn, но
ппоискодйт в цилиндрической.
Для этого необходимо подобрать такие параметры замка
анкера, при которых клин свободно проходит через шшндрйчес
ну» часть скважины, |
а длина клина обеспечивает |
соприкосновение |
||||
замка анкера т;ш,к,-, |
с конической ее |
часть». |
|
|||
При задун-'ой высоте усеченного |
конуса |
диаметр ос |
||||
новании его |
си.»д>’-”.чвм кэ уснояня максимально доиус- |
|||||
гимсго ;удч'н,ч замка анкера по формуле i'c3), то |
есть: |
|||||
М; -t d - к |
- |
[ d -. ft / |
0,7, ° Г1кУР « |
|||
*-У'у - |
d % y L cl ~A/ 1 l ~ At/r./7 / |
|
•JIO) |
|||
линч клина должка бить такой, |
чтобы замок анчара оппрк- |
|||||
K91.VB Д ТОЛЬКО |
H КОВИЧвСКОЙ ЧЯСТН СКВЙШШП. |
|
||||
Требуемую длину клина определяем из |
подобия двух треу - |
|||||
•Чк_ |
_ _ |
_ . л _ |
Л - |
А у- Ю~ d у |
|
|
|
|
|
|
|||
к'к . А -к .О - d |
/< _■ |
_ |
( Ш . ) |
|||
L*~ |
’ L*~ £y I |
|
|
|
||
|
d + H K- А. - |
|||||
■)цре-дяляем площадь соприисеноэепия замка анкере «, ноки- > ‘л часть» екяажяны:
T lr t |
С^агс s £ n J * - + iC* - 4 * / |
|
~~г |
||
|
'«гг jLn |
d C * |
|
(112'
где Ск определяется из подобия треугольников:
п |
|
р |
с . |
£> |
|
/С |
С* *>*-£>« *- |
V.6T > |
|||
|
СУАГ |
|
|
|
|
|
|
е и я к - п ) * * ) ^ * - |
|
( т ’ |
|
Относительное сжатие замка анкера определяется как половина максимального сжатия по формуле:
с- _ |
(Етах _ |
Ик + d - И - Юк |
|
t |
- |
- g |
. 2 (cl-h) |
Звая S ,£ и / |
<?п |
по формулам (10-15) или (80-К5)|оп |
|
гр |
|||
ределяем прочность закрепления замка деревянного анкет о до-
нической части скважины.
Найдем прочность закрепления аам*а деревянного анкера в цилиндрической части скважины, для чего предварительно Опре делим относительное сжатие замка анкера и площадь его оопри->
косновения qo скважиной на двух участках. На первом участке происходит переуплотнение': древесины, на в*ороыдезваоиаа сад мается. в пределах, плдсгидескей' дефЬрма1даИ.
При использолануд .оквакиды с, крвпчеаким кондом для уо-,
тавовки деревянных анкеров доатагается, переуш10ти,е|121е1древе
сины замка Ре цилиндрической части д момент извлечикэд
т
Это увеличивает прочяс-огА закрепления замков анкеров но орав-
нэйцю о установкой ид в оРнчных цилиндрических скважинах.
Для определения прочности закрепления замкэ анкера в ци-
лав,.ркчвокоХ части скважин, когда происходит переуплотнение дрепзоаиы, суммируем сила трения, действующе как в района переуплотнение ее, тан и в районе сжатия в пределах пластичес кой деформации, то есть:
|
|
|
|
Рэбщ* F,+Fe = р '+ р |
|
|
( и д ) |
|||
где |
Р -■t, |
- |
прочисчш. ьанрсажепнв замка анкера |
иа участке, |
||||||
|
|
|
где происходит переуплотнение дрозеог.ны, кГ; |
|
||||||
|
i,r-b^ |
- |
прочность закрепления |
замка анкера |
на участке, |
|||||
|
|
|
'.■да древесина снимается в предела;' пластач.-снпй |
|||||||
|
|
двфор-длсди, кГ, |
|
|
|
|
|
|
||
|
■л.ч определения |
Р'и Р |
предьадегедьно найдем ядонпдь |
|||||||
„«прикеснотоиил ;к;:«кч анкера со окнашпоЗ |
д п |
на участка, |
||||||||
еда |
прсис^одн* пере^плотн эна? |
древееднн, |
и площадь сонридоо- |
|||||||
нчкенчя замка |
анкера |
ос снеяжнной 5 |
в том мечта, |
где древе |
||||||
сина сжкмй-ется в пределах властичеткой дсЛ осмации. |
|
|
||||||||
|
Одновременно находим относительные '.катил |
Сп |
Я |
на |
||||||
■jy-..-аа*;;пу>’нч участках замка анкера. |
|
|
|
|
||||||
|
Нелов.-;-iy площади соприкосновения замка анкера сп скважн |
|||||||||
ый! |
на участке, где |
происходит переучхотаенио древесини, |
на |
|||||||
ходям о учетом |
опктйкх дапнмх. |
Ояы*ал® установлено, |
что як |
|
||||||
денном участке анкер раскаливается по диагоналям двэдвата или прямоугольника (в зависимости от сечения кая:‘$, тогда
1Г8
|
Mi£ gag |
а г с S in |
|
|
Иц |
|
|
Ш а г с s in v r ' b 7кi zдоп/) |
l 4 1 ' ^ |
||
агс Sen |
V |
: У |
|
s/'ipt+H* |
|||
|
|||
|
H port |
||
¥ |
■t |
|
\Гч>г +и% |
|
|
|
(агс s u |
’ |
|
|
'.115) |
2ИагсЛп__^
ц ?
2%а\с\г1п Г \1ч>Кн!.
длина части замка анкера, на которой про исходит переуплотнение 'древесины,мм;
“длина дуги окружности, по которой ооприкасается замок анкера со стенками сквавины у основания клина, мы;
.— |
длина дуги окружности, |
по которой сопри- |
|
я |
касается замов анкера со стенками скважи |
||
|
ны при выооте клина |
Нк.дол |
, мы; |
Нк.доп “ допустимая высота клина, начиная с кото рой сжатие древесины замка анкера проис ходит в пределах пластической деформа - ции, мм.
Длину чаоти Клина, на протяжении которой происходит ив-
рауплотнение замка анкера находим из подобия двух треуголь -
ников.
"*•9°*- с • ■ |
Ц К ) |
’>т<э,пЫпр\$ $*,>. Лфг ,Д ■' |
где Н*. доп - определяеТся в .зависимости ;;от материала :
клина и анкера по формулам (67), (68),(89)"
и- часть дДинн клина, на которой ряатие.заыкк ^гётанги пр‘оисхРдат:Ь^рвделах !шш‘стичвО||'о0
дефо^апии, мм.