Соединения на гвоздях и шурупах, работающих на выдергивание
Соединения на гвоздях, нагруженных по оси, допускается использовать во второстепенных элементах (настилы, подшивка потолков и др.) и в конструкциях с совместным действием на гвоздь осевого и поперечного усилий.
Гвозди, забитые в торец, в заранее просверленные отверстия, а также при динамических воздействиях считаются неспособными передавать нагрузку.
Расчетную несущую способность одного гладкого гвоздя на выдергивание, забитого в древесину поперек волокон, следует определять по формуле
Rd = fv1,d ∙ dld1, (9.16)
где fv1,d — расчетное сопротивление выдергиванию на единицу поверхности соприкосновения гвоздя с древесиной, принимаемое равным 0,3 МПа для воздушно-сухой древесины и 0,1 МПа — для сырой древесины;
d — диаметр гвоздя;
ld1 — расчетная длина защемленной, сопротивляющейся выдергиванию, части гвоздя.
Длина защемленной части гвоздя ld1 должна быть не менее двух толщин пробиваемого элемента и не менее 10d.
Рисунок8 — Наклонная забивка гвоздей
Расчетную несущую способность на выдергивание одного шурупа или гвоздя с нарезкой (витых гвоздей), установленных поперек волокон древесины, следует определять по формуле
Rd = fv2,d ∙ dld1, (17)
где fv2,d — расчетное сопротивление выдергиванию шурупа или глухаря на единицу поверхности соприкасания нарезанной части шурупа с древесиной, которое следует принимать для воздушно-сухой древесины равным 1 МПа;
d — наружный диаметр нарезанной части шурупа;
ld1 — расчетная длина защемленной части шурупа, равная длине нарезанной части.
Расстояние между осями шурупов должно быть не менее:
— вдоль волокон между осями шурупов и до торца элемента — 10d;
— поперек волокон между осями шурупов и до торца элемента — 5d.
6 Соединения на вклеенных стальных стержнях
Общие требования
Вклеенные металлические стержни могут использоваться:
— для упрочнения криволинейных участков клеедощатых балок с нормальными напряжениями, растягивающими древесину поперек волокон, при соответствующем обосновании;
— для стыковых соединений и сплачивания элементов;
— для повышения сопротивления древесины смятию поперек волокон в опорных частях и местах приложения сосредоточенных нагрузок клееных деревянных элементов;
— для локализации главных растягивающих напряжений в приопорных зонах клееных деревянных конструкций и в окрестностях больших сосредоточенных поперечных сил при соответствующем обосновании и соотношении h/b 4;
— в виде наклонных соединительных связей составных балок, растянутых стыков и анкерных креплений к фундаментам.
В качестве вклеенных в древесину стержней следует использовать стальную арматуру периодического профиля класса S400 диаметром от 12 до 25 мм.
Не допускается использовать стержни, вклеенные в пазы на боковой поверхности элемента конструкции.
Стержни, работающие на вдавливание или выдергивание вдоль волокон древесины
9.6.2.1 Расчетную несущую способность вклеенного вдоль волокон стержня на вдавливание или выдергивание следует определять по формуле
Rd = fsv,d ∙ dо ∙ ld ∙ kn3, (.20)
где fsv,d — расчетное сопротивление древесины сдвигу вдоль волокон в соединении с круглыми арматурными стержнями периодического профиля, принимаемое для древесины сосны и ели равным 2,1 МПа;
dо — диаметр отверстия под вклеенный стержень;
ld — расчетная длина заделываемой части стержня;
kn3 — коэффициент, учитывающий неравномерность напряжений сдвига в зависимости от длины заделываемой части стержня.
Расстояние между осями вклеенных стержней следует принимать не менее S2 = 3d, а до наружных граней — S3 = 2d. Обозначения приведены на рисунке 9.9.
Рисунок 9 — Схема расстановки вклеенных вдоль волокон древесины стержней
Не допускается использовать соединения на вклеенных вдоль волокон стержнях, если кроме осевой силы N действует сдвигающее усилие V, вызывающее касательные напряжения свыше 0,3 МПа.
Стержни, работающие на вдавливание или выдергивание поперек волокон древесины
Расчетную несущую способность соединения на вклеенных поперек волокон стержнях (рисунок 9.10), работающих на вдавливание или выдергивание, следует определять по формуле
Rd = fsv,90,d ∙ k ∙ knF ∙ dо ∙ ld ∙ nkn4 ∙ kn5 ∙ kn6, (.22)
где fsv,90,d — расчетное сопротивление древесины срезу поперек волокон в соединении с круглыми арматурными стержнями периодического профиля, принимаемое для древесины сосны и ели равным 4,5 МПа;
k — коэффициент, учитывающий снижение несущей способности соединения в зависимости от вида напряженного состояния в зоне установки стержней (сжатой или растянутой);
knF — коэффициент, учитывающий направление приложения усилия к стержню (сжатие или растяжение);
dо — диаметр отверстия под вклеенный стержень, м;
ld — расчетная длина заделываемой части стержня, м;
n — количество стержней;
kn4 — коэффициент, учитывающий неравномерность напряжений сдвига в зависимости от длины заделываемой части стержня;
kn5 — коэффициент, учитывающий изменение расчетного сопротивления древесины срезу поперек волокон в зависимости от диаметра стержней;
kn6 — коэффициент, учитывающий неравномерность нагружения стержней.
Рисунок10 — Схема расстановки вклеенных поперек волокон древесины стержней:
а — однорядная расстановка;
б — двухрядная расстановка
Наклонно вклеенные стержни и их соединения
Наклонно вклеенные стержни следует применять для восприятия главных растягивающих напряжений 1 в элементах деревянных конструкций (приопорные участки большепролетных клееных деревянных конструкций с соотношением h/b 4, криволинейные участки изгибаемых и сжато-изгибаемых элементов).
Стержни должны вклеиваться под углом от 30° до 45° к волокнам древесины. Процент армирования принимается от 0,1 % до 1 % сечения деревянного элемента конструкции.
.
1 — дощатоклееная балка; 2 — поперечно вклеенные стержни;
3 — наклонно ввинченные или вклеенные стержни
Рисунок 11 — Схема армирования балки
1 — элементы конструкции;
2 — наклонно вклеенные стержни (V-образные анкеры);
3 — поперечно вклеенные стержни; 4 — стальные пластины
Рисунок 12 — Схема узла сопряжения деревянных элементов конструкций с V-образными анкерами
Рисунок 13 — Соединение на вклеенных стальных нагелях:
а — шахматная расстановка;
б — двухрядная расстановка