2.2. З'єднання на нагелях

Нагелями в дерев'яних конструкціях називають циліндричні стержні або пластинки, що перешкоджають взаємному зсуву елементів, що з'єднуються, і які працюють в основному на вигин.

Нагельні з'єднання надійні, прості, економічні, широко застосовуються в дерев'яних конструкціях. Їх використовують у стиках (при нарощуванні), у вузлах ферм і в складених стержнях і балках при споюванні. За матеріалом вони поділяються на сталеві, дерев'яні і пластмасові.

Усі нагелі, крім цвяхів діаметром менше 6 мм, шурупів і глухарів, вставляються в заздалегідь просвердлені для них отвори.

Залежно від способу прикладання зовнішніх сил і числа швів, які перетинає один нагель, розрізняють два види з'єднань: 1) симетричні -двозрізні і багатозрізні (рис. 2.2.а); 2) несиметричні - одно-, дво- і багатозрізні (рис. 2.2,б).

При роботі нагельного з'єднання, крім вигину нагеля, деревина в нагельному гнізді працює на зім'яття. У зв'язку з великою гнучкістю нагелів і великими деформаціями зім'яття гнізда в нагельному з'єднанні зовнішнє зусилля рівномірно розподіляється між нагелями, а у зв'язку з тим, що вони не чутливі до місцевих дефектів або пороків деревини, то надійні в роботі.


Точний розрахунок нагелів як балок, що знаходяться в суцільному пружному-пластичному середовищі, досить складний, і в результаті маємо формули, незручні для практичного використання. Тому будівельними нормами і правилами рекомендуються емпіричні формули для визначення розрахункової несучої здатності циліндричних нагелів (табл. 9 додатка 1). Наведемо для прикладу формули, за якими визначається несуча здатність сталевих нагелів при симетричних з' єднаннях при напрямі зусилля уздовж волокон:

по зім' яттю деревини сосни середніх елементів

Тзім = 50cd, (2.3)

зім

по зім'яттю деревини сосни крайніх елементів

Пм = 80cd, (2.4)

по вигину нагеля

Тв = 180d2 + 2а 2, (2.5)

де с - товщина середніх елементів, см; а - товщина крайніх елементів, см; d -діаметр нагеля, см.

Розрахункову несучу здатність нагелів у з'єднаннях елементів з деревини інших порід у конструкціях, що знаходяться в умовах підвищеної вологості або температури, при дії на конструкції вітрового або монтажного навантаження визначають за формулами табл. 9 додатка 1 із множенням на відповідні коефіцієнти табл. 2, 3 додатка 1 при розрахунку на зім'яття деревини в нагельному гнізді або на корінь квадратний з цих коефіцієнтів при розрахунку на вигин нагеля.

При забиванні цвяхів у деревину елементів, що з'єднуються, залежно від довжини цвяхів і товщини дерев'яних елементів цвях може не пробити весь пакет, що з' єднується, або пробити його наскрізь (рис. 2.3).

У першому випадку для розрахунків приймають лише фактичну розрахункову довжину защемлення кінця цвяха, що прилягає до розглянутого шва. Цю розрахункову довжину визначають відніманням від загальної довжини цвяха Іцв суми товщин елементів, пробитих цвяхом

наскрізь, довжини загостреної частини цвяха - 1,5 d, а також суми товщин усіх пробитих швів (кожен шов приймається товщиною 0,2 см):

ар = Іцв - (а + Xс) - 0,2пш -1^ , (2.6)

де а, с - товщини дерев'яних елементів; пш - кількість швів; 1,5 d - довжина

загостреної частини цвяха.

Якщо розрахункова довжина защемлення кінця цвяха виявиться менше 4 d, то роботу цвяха враховувати не треба.

В іншому випадку, тобто при вільному виході кінця цвяха з пакета дощок, через можливе відщіплення деревини товщина останнього елемента зменшується на 1,5 d .

Для запобігання сколюванню деревини на ділянці між нагелями останні рекомендується розташовувати в два поздовжніх ряди, а відстань між осями нагелів діаметром d повинна бути не менше: уздовж волокон S1 = 7d,

поперек волокон S2 = 3,5d, відстань від осі нагеля до торця елемента -

S1 = 7 d, а від осі нагеля до поздовжнього ребра S3 = 3d (рис. 2.4,а).


Для запобігання розколюванню деревини при забиванні цвяхів також необхідно дотримуватись мінімальних відстаней між осями цвяхів.

Відстань між осями цвяхів уздовж волокон деревини варто приймати не менше (рис. 2.4,б): S1 = 15d при товщині елементів, що пробиваються, с > 10d і S1 = 25d при товщині елементів, що пробиваються, c = 4d . Для проміжних значень товщини с найменшу відстань S1 необхідно визначати за інтерполяцією.

Відстань уздовж волокон деревини від цвяха до торця елемента треба приймати не менше S1 = 15d.

Відстань між осями цвяхів поперек волокон деревини при прямому розміщенні цвяхів слід приймати не менше S2 = 4d; при шаховому

розміщенні або косими рядами під кутом a£ 450 відстань S1 може бути зменшена до 3d.

Відстань S3 від крайнього ряду цвяхів до поздовжнього ребра елемента необхідно приймати не менше 4d.


Авторы: 239 А Б В Г Д Е З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я

Книги: 268 А Б В Г Д Е З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я