Лобовая врубка: Соединение дерева | Все о ремонте и строительстве – 2.2. Лобовые врубки

Соединения элементов лобовой врубкой — МегаЛекции

Лобовые упоры являются наиболее простыми и надежными соединениями, применяемыми в большинстве видов деревянных конструкций для крепления сжатых стержней. Они работают и рассчитываются на смятие, возникающее в них от действия сжимающих усилий. На растяжение они работать не могут. Лобовые упоры бывают продольными, поперечными и наклонными.

Продольный лобовой упор – это соединение обрезанного под прямым углом конца сжатого стержня с опорой, диафрагмой узла или торца другого такого же стержня в сжатом стыке. В стыке упор перекрывается конструктивно двусторонними накладками толщиной не менее 1/з толщины стержней и длиной не менее трех высот сечений на болтах. В продольном лобовом упоре древесина работает на смятие вдоль волокон и имеет наиболее высокое расчетное сопротивление. В большинстве случаев напряжения смятия достигают значительной величины и требуют проверки по формуле (5.15) только в упорах, где на смятие работает только часть пло­щади торца.

Поперечный лобовой упор – это соединение двух стержней под прямым углом, когда торец сжатого стержня упирается в пласть другого и закрепляется конструктивными накладками на болтах. Так, например, соединяются стойки с верхними и нижними элементами каркаса. В этом соединении древесина торца работает на смятие вдоль волокон, а древесина пласти - поперек волокон. Соединение рассчитывается только по меньшей прочности древесины при местном смятии поперек волокон по формулам (5.13) и (5.15) в порядке.

Наклонный лобовой упор представляет собой соединение двух сжатых стержней под углом меньше прямого. При этом конец одного из них образуется под прямым углом. Так, например, соединяются подкосы с ригелями в подкосных конструкциях. В этом соединении площадь, где смятие происходит под углом к волокнам древесины, имеет меньшее сопротивление смятию и должна быть проверена по прочности при общем смятии под углом по формулам (5.14) и (5.15). Формула (5.14) может быть упрощена путем подстановки значений расчетных сопротивлений смятию вдоль и поперек волокон:



(1)

Лобовая врубка с одним зубом является простым в изготовлении соединением двух стержней углом. Она применяется главным образом для соединения стержней малопролетных дерм и подкосных систем в узлах при их построечном изготовлении, причем один из врубаемый, должен быть обязательно сжат. Примером лобовой врубки является опорный узел треугольной брусчатой малопролетной фермы (рис. 1).

Рисунок 1 - Лобовая врубка:

1 — аварийный болт; 2 — врубаемый элемент; 3 —опорный элемент; 4 — гвозди; 5 — подбалка; 6 —опорная подкладка

 

Врубаемый стержень верхнего пояса фермы час­тью обрезанного под прямым углом и срезанного снизу конца «зубом» вводится во врезку в стержне нижнего пояса и упирается в ее рабочую поверхность. Узкий клиновидный зазор исключает нежелательное сжатие нерабочих поверхностей врубки. Глубина врубки hвр должна быть не более 1/з, а расстояние от ее вершины до конца нижнего пояса lск - не менее 1,5 высоты его сечения h для получения достаточных площадей растяжения и скалывания. Врубка должна быть центрирована по осям опоры, верхнего пояса и ослабленного врубкой сечения нижнего пояса, для того чтобы в этом сечении не возникло кроме растяжения еще и изгиба от эксцентриситета растягивающего усилия. Врубка стягивается дополнительно наклонным болтом, перпендикулярным верхнему поясу и называемым аварийным. Он препятствует расхождению стержней в процессе монтажа фермы в случае возникновения в верхнем поясе растяжения. При разрушении врубки от скалывания аварийный болт включается в работу и предотвращает опасность внезапного обрушения фермы. Опорная подбалка, прибиваемая гвоздями, предохраняет нижний пояс от местного смятия на опоре и необходимости устройства в нем ослабляющей его врезки для шайбы аварийного болта.

Лобовая врубка работает и рассчитывается на смятие от действия сжимающего усилия во врубаемом стержне N и скалывание от действия горизонтальной проекции этого усилия Т, равного растягивающему усилию в нижнем поясе фермы.

Смятие древесины. От действия сжимающего усилия N по площади упора торца сжатого стержня в рабочую поверхность врезки растянутого возникают равномерные напряжения смятия . Площадь смятия F

определяют в зависимости от глубины врубки hвр, угла наклона сжатого стержня а и ширины врубки b, которая в брусьях равна ширине сечения, а в бревнах диаметром d находят из выражения . Соответственно площадь смятия равна во врубках брусьев ; во врубках бревен .

Расчет производят по прочности рабочей площади врезки при местном смятии под углом к волокнам растянутого стержня . Расчетное сопротивление местному смятию под углом к волокнам ввиду малой длины площади смятия и значительного поддерживающего действия соседних участков древесины определяют по формуле (5.14) с учетом повышенного коэффициента условий работы :

(2)

Проверку прочности лобовой врубки при местном смятии производят по формуле (5.15). По этой же формуле, переписанной относительно сжимающего усилия

N, определяют несущую способность врубки по смятию древесины.

Скалывание древесины. От действия скалывающих усилий Т вдоль волокон древесины по площади скалывания F равной "произведению ширины врубки b на длину скалывания lсквозникают скалывающие напряжения . Длина площади скалывания lскравна расстоянию от нижней точки врубки до конца растянутого стержня, но учитывается не более длины, равной 10 глубинам врубки hвр (см. гл. 5).

Напряжения скалывания распределяются по длине площади скалывания особенно неравномерно, так как силы скалывания действуют с одной стороны от площади скалывания и достигают максимума близ врубки. Напряжения же отрыва здесь несколько снижаются в результате прижима, создаваемого вертикальной составляющей усилия сжатия.

Расчет производят по прочности при скалывании по средним значениям скалывающих напряжений. Расчетное среднее сопротивление скалыванию

определяют по формуле (5.17), где принимается коэффициент , а плечо пары сил скалывания . При учете длины площади скалывания, равной не более двойной высоты сечения растянутого стержня, разрешается принимать расчетное среднее сопротивление скалыванию равным Лобовую врубку проверяют по прочности на скалывание по формуле (5.18). По этой же формуле, но относительно скалывающих усилий Т можно определить несущую способность врубки по скалыванию.

Лобовая врубка с двумя зубьями отличается тем, что сжатый стержень врубается в другой двумя зубьями, в результате чего во врубке образуется две площади смятия и скалывания. Эта врубка является более сложной, трудоемкой и требует повышенной точности изготовления для обеспечения совместной работы всех рабочих площадей. Такая врубка применяется в некоторых случаях для соединения стержней под углом 45° и более.

Соединения с деревянными связями являются трудоемкими и устаревшими соединениями построечного изготовления. Связями служат здесь небольшие деревянные вкладыши. Они плотно вставляются в соответствующие отверстия в соединяемых элементах - бревнах или брусьях - и обеспечивают их совместную работу на изгиб, воспринимая сдвигающие усилия. Соединения бывают на шпонках, пластинках и штырях.

Соединения на шпонках выполняют при помощи брусков - шпонок или колодок, которые работают на смятие и скалывание и создают поперечный распор элементов, воспринимаемый болтами. Соединения на пластинках выполняют при помощи дубовых пластинок (пластинчатых нагелей), которые работают на изгиб и смятие древесины и не создают поперечного распора. Соединения на штырях выполняют при помощи дубовых штырей (дубовых нагелей), которые тоже работают на изгиб и смятие без поперечного распора.

Эти соединения применяются в некоторых временных деревянных конструкциях и гидротехническом строительстве.

Соединения на врубках

Лобовая врубка с одним зубом.

Рис. 2

 

hвр ≤ 1/3h

hвр > 2 см

lск ≥ 1,5h

lск < 10hвр

На смятие проверяется растянутый стержень, т.к. у него смятие осуществляется под углом к волокнам.

Nс должно быть:

  1. Из условия смятия:

Nс ≤ Fсм×Rсмα =

  1. Из условия скалывания:

Nc ≤ lск×b×Rск

Соединения на шпонках

Шпонки в деревянных конструкциях – это вкладыши, которые препятствуют взаимному сдвигу соединяемых элементов. Сами шпонки работают на смятие и скалывание. Отличительным признаком шпоночных соединений является распор, для восприятия которого необходимо устанавливать рабочие стяжные связи (наиболее часто - болты). Шпонки могут быть призматическими продольными (прямые и наклонные) и поперечными. Призматические шпонки, как правило, выполняются из твердых пород древесины.

Рис. 3

Рис. 4

 

hвр ≤ 1/5h

hвр > 2 см

lш ≥ 5hвр – такой размер обеспечивает лучшее восприятие усилия шпонкой и экономию стали для стяжных болтов.

Соединения на призматических шпонках применяются для сплачивания брусьев или бревен в составных балках. Для обеспечения совместной работы шпонок требуется плотная их пригонка в гнездах, особенно в случае применения более жестких прямых и наклонных продольных шпонок.

Соединения на шпонках рассчитывают на смятие и на скалывание.

Тсм=Rсм×hвр×b

Tск=Rск×lск×b

где Тсм и Тск – максимальные усилия смятия и скалывания, которые может воспринимать соединение

lск=So – для прямых шпонок,

l=So+0,5lшп – для наклонных.

Поперечные шпонки более податливы, более мягкие чем продольные, что позволяет включать в равномерную работу все шпонки.

Круглые металлические шпонки

1. Гладкокольцевая шпонка представляет собой кольцо из тонкой полосовой стали толщиной 3-4мм, загнутой в холодном состоянии.

Рис. 5

При сборке элементов такие шпонки вставляются в высверленный в каждом элементе кольцевой желобок. В центре кольцевой шпонки ставится стяжной болт.

2. Зубчатокольцевая шпонка представляет собой штампованную стальную полоску с заострёнными кромками, согнутую в холодном состоянии и сваренную концами в кольцо.

Диаметр принимается 10-12см, ширина кольца – 3см.

Рис. 6

И та и другая шпонка рассчитывается по эмпирическим формулам в зависимости от диаметра.

3) Когтевая шайба профессора В.Г. Леннова.

Стальная штампованная круглая пластинка с заострёнными зубьями. Шайба предложена к применению по сортаменту: диаметром 8,10,12,15 см.

Шайбы устанавливаются ударным способом, сила удара:

Соединения на нагелях.

Нагелем называется деревянный, металлический и пластмассовый стержень, применяемый для соединения деревянных элементов и препятствующий их взаимному сдвигу. Нагель работает в основном на изгиб.

Нагели бывают:

- цилиндрические

- пластинчатые

К цилиндрическим нагелям относят болты, гвозди, винты и металлические стержни.

В отличие от шпоночного соединения в нагельных соединениях не возникает распор. Сдвигаясь, сплачиваемые элементы стремятся опрокинуть нагель, который после некоторого поворота обусловленного неплотностью и смятием древесины упирается в неё сначала по краям элемента, а затем начинает изгибаться. Поверхность контакта нагеля с древесиной увеличивается, что вызывает появление в ней напряжение смятия по всей длине нагеля, при этом напряжение смятия древесины по длине нагеля имеет разные знаки и их равнодействующие образуют две пары взаимноуравновешивающихся сил, что и обеспечивает равновесие нагеля.

Следовательно, равновесие нагеля обеспечивается только продольными силами. Для установки нагелей диаметром более 6мм необходимо просверливать отверстия. Гвозди, имеющие меньший диаметр забиваются в древесину без предварительного сверления. Соединения на нагелях должны быть обжаты, для чего ставятся стяжные болты в количестве около 25% общего количества нагелей. Растянутые соединения на цилиндрических нагелях могут быть симметричными и несимметричными.

Расстановка нагелей:

Несущая способность нагелей (нагельных соединений) зависит от расстояния между ними. Минимальные расстояния между нагелями назначют таким образом, чтобы несущая способность нагеля по скалыванию и раскалыванию древесины заведомо превышала несущую способность нагеля по его изгибу и смятию древесины нагельного гнезда.

Расстояние между отверстиями определяется видом нагелей и выражается в его диаметре

Стальные нагели:

S1=7dn

S2=3,5dn

S3=3dn

Дубовые:

S1=5d

S2=2d

S3=3d

Для гвоздей:

S1=15d

S2=4d

S3=4d

При соблюдении минимальных расстояний несущая способность нагеля вычисляется не из условия скалывания, а только из условия изгиба нагеля и смятия древесины.

 

Определение несущей способности нагелей.

Каждое сечение нагеля с рабочим швом называется срезом

Работа нагеля отличается от работы заклепки. Несущая способность заклепки определяется из расчета на срез и на смятие.

А изгибающие моменты в заклепке невелики, они не являются определяющими.

Отношение длины нагеля к его диаметру обычно значительное и несущая способность нагеля определяется из условия изгиба нагеля и смятия древесины нагельного гнезда.

Срезающие усилия в нагеле невелики. Срезать нагель даже деревянный практически невозможно.

Таблица по определению несущей способности каждого вида нагелей позволяет определить следующие параметры:

1. прочность из условий изгибаТu нагеля;

2. прочность из условий смятия

а) крайнего элемента Tс

б) среднего элемента Тd

Количество нагелей в соединении определяется по формуле:

n=N/Tmin

Растянутые связи- это гвозди, винты (шурупы - это винты d<10 мм и глухари), работающие на выдергивание.

 


Рекомендуемые страницы:


Воспользуйтесь поиском по сайту:

3.2.2 Лобовая врубка

Врубкой называют соединение (рис.3.7), в котором усилие элемента, работающего на сжатие, передается другому элементу непосредственно без вкладышей или иных рабочих связей. За этим видом соединения сохранилось старое название «врубка», хотя в настоящее время врезки и гнезда выполняются не топором, а электро- или мотопилой, цепнодолбежником и п.т.

Основной областью применения врубок являются узловые соединения брусчатых и бревенчатых ферм, в том числе в опорных узлах примыкания сжатого верхнего пояса к растянутому нижнему поясу.

Рис. 3.7. Лобовые врубки в опорных узлах брусчатых ферм, несущих узловые

нагрузки

Соединяемые врубкой элементы деревянных конструкций (д.к.) должны быть скреплены вспомогательными связями - болтами, хомутами, скобами и т.п., которые следует рассчитывать в основном на монтажные на­грузки.

Лобовая врубка может утратить несущую способность при достижении одного из трех предельных состояний: 1) по смятию площадки упора 2) по скалыванию площадки3) по разрыву ослабленного врубкойнижнего пояса.

Площадь смятия определяют глубиной врубки вр, которая ограничивается нормамигде- высота растянутого элемента. При этомнесущая способность врубки из условия разрыва растянутого элемента в ослабленном сечении при правильном центрировании узла всегда обеспечивается с избыточным запасом прочности. Решающее значение имеет, как правило, несущая способность врубки, исходя из условий скалывания.

Согласно СНиП П-25-80, лобовую врубку на скалывание рассчитывают определением среднего по длине площадки скалывания напряжения сдвига по формуле:

— расчетное сопротивление древесины скалыванию для максимального напряжения;- расчетная длина плоскости скалывания, принимается не более 10 глубин врезки в элемент; е - плечо сил сдвига, принимаемоепри расчете элементов с несимметричной врезкой в соединениях без зазора между элементами (см. рис.3.7) ипри расчете симметрично загружаемых элементов с симметричной врезкой;- коэффициент,принимаемый 0,25. Отношениедолжно быть не менее 3.

8

Установлено, что с увеличением глубины врубкипри постояннойдлине плоскости скалыванияснижается коэффициент концентрации напряжений сдвига и уменьшаются напряжения сжатия поперек волокон в начале плоскости скалывания (см. рис. 3.8, 3.9).

Рис. 3.8. Распределение касательных (а) и нормальных (б) напряжений по плоскости скалывания для

Рис. 3.9. Распределение

касательных (а) и нормальных

(б) напряжений по плоскости

скалывания для 1СКI е = 10

Таблица 3.2

Коэффициенты концентрации

/о/е

а=0

а =30°

а =45°

1с, - 45°]/ МО0

3

0,500/0,333=1,500

0,505/0,333=1,515

0,563/0,333=1,690

1,114

4

0,375/0,250=1,500

0,401/0,250=1,605

0,503/0,250=2,010

1,250

5

0,312/0,200=1,560

0,357/0,200=1,785

0,460/0,200=2,300

1,290

6

0,287/0,167=1,720

0,356/0,167=2,130

0,427/0,167=2,560

1,200

8

0,271/0,125=2,170

0,322/0,125=2,580

0,374/0,125=2,990

1,160

10

0,266/0,100=2,660

0,303/0,100=3,030

0,330/0,100=3,300

1,088

Выявлена зависимость коэффициента концентрации напряжений сдвигаот отношенияиот угла смятия(табл.3.2). На основе

данных, приведенных в табл.3.2, можно сделать следующие выводы:

  1. чем больше отношениетем больше коэффициент концентрации напряжений сдвига;

  2. чем меньше уголтем меньше коэффициент концентрации напряжений сдвига;

  3. чем больше нормальная к плоскости сдвига составляющая, тем выше значение концентрации напряжений сдвига.

При этом необходимо отметить, что нормальные к плоскости сдвига напряжения сжатия поперек волокон повышают сопротивление скалыва­ию вдоль волокон

16. Контактные соединения деревянных элементов. Лобовая врубка.

При контактных соединениях деревянных элементов подразумевают соединения, в которых усилия от одного элемента к другому передаются через их обработанные и опиленные контактные поверхности. Дополнительно поставленные в таких соединениях рабочие связи несут функцию фиксации отдельных элементов и служат аварийными связями. При контактных соединениях решающим оказывается работа древесины на смятие. Преимуществом соединения простым опиранием является незначительное влияние на их работу деформаций древесины при колебаниях температурно-влажностного режима, особенно если силы сжатия соединенных элементов направлены вдоль волокон. Контактные соединения с сжатием перпендикулярно к волокнам встречаются в соединениях стоек в местах примыкания к горизонтальным ригелям, опираний прогонов, балок, ферм на стены. В этих случаях расчет сводится к определению проверки напряжений смятия по контактным поверхностям и сравнению их с расчетным сопротивлением. Сопротивление древесины поперек волокон мало, то при действии больших усилий приходится увеличивать опорные площади или контактные поверхности соединяемых элементов. Способы показаны на рисунке.

При отсутствии возможности увеличения площади контакта, применяют накладки с боковых сторон из фанеры на нагелях или клею, которые распределяют нагрузку на большую глубину элемента. Ещё один метод усиления клееных балок в опорной части, разработанный в нашей стране, заключается в выпиливании угла опирания под углом 45º, его разворот на 90º и его вклеивания. Этим достигается максимальное сопротивление древесины смятию (вдоль волокон).

Контактные соединения деревянных элементов с действием сил вдоль волокон встречаются при наращивании стоек по длине. В этом случае сопротивление смятию максимально, но возникает опасность взаимопроникновения деревянных элементов из-за того, что более плотные слои одного элемента могут совпасть с менее плотными другого. Чтобы предотвратить смещение концов устанавливают цилиндрические нагели в торцах или боковые накладки. Расчет на смятие в этом случае не проводят, ограничиваясь расчетом на продольный изгиб.

Работа древесины на смятие под углом возникает при соединении наклонных элементов (см рис. верхний пояс ферм). Проверяют на смятие под углом.

Лобовая врубка. Врубка – соединение, в котором усилие элемента, работающего на сжатие, передается другому элементу непосредственно без вкладышей или рабочих связей. Основной областью применения являются узловые соединения в брусчатых и бревенчатых фермах, в том числе в опорных узлах примыкания сжатого верхнего пояса растянутому нижнему. Соединяемые элементы должны быть скреплены вспомогательными связями – болтами, хомутами, скобами, которые рассчитывают на монтажные нагрузки.

Лобовая врубка может утратить несущую способность при достижении одного из 3 предельных состояний:1) по смятию площадки упора,2) по скалыванию площадки упора,3) по разрыву ослабленного врубкой нижнего пояса.

Площадь смятия определяется глубиной врубки, которая может быть не более1/3 высоты растянутого элемента. Решающее значение, как правило, имеет несущая способность врубки из условия скалывания. Согласно СНиП II-25-80,лобовую врубку на скалывание для угла 45º рассчитывают определением среднего по длине площадки скалывания напряжения сдвига по формуле: , где- расчетное сопротивление древесины скалыванию,- расчетная длина площади скалывания, е –плечо сил сдвига,-=0,25 коэффициент. Для угла в 30º:.

Лобовая врубка - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Лобовая врубка

Cтраница 1


Лобовая врубка ( рис. 139 в) применяется при соединении стропильной ноги с затяжкой.  [2]

Расчет лобовых врубок на смятие производят по основной рабочей плоскости смятия, располагаемой перпендикулярно оси примыкающего сжатого элемента, на полное усилие, действующее в этом элементе.  [3]

Расчет лобовых врубок не представляет затруднений.  [5]

В лобовых врубках с одним зубом рекомендуется расчетную площадку смятия ( рис. VI.I O.  [7]

Фермы на лобовых врубках выполняются из бревен или обзоль-ных брусьев с растянутыми элементами ( стойками) из металлических тяжей и относятся к конструкциям построечного изготовления. В панелях, где возникают знакопеременные усилия в решетке, ставятся перекрестные раскосы, поскольку врубки могуу передать только сжимающие усилия.  [8]

Длина плоскости скалывания лобовых врубок / ск должна быть не менее 1 5 h, где h - размер сечения элемента по направлению врубки.  [10]

Опорный узел решен на лобовой врубке с одним зубом.  [11]

При расчете по предельным состояниям лобовых врубок и некоторых других соединений следует учитывать неравномерность распределения касательных напряжений по площадке скалывания.  [12]

Опорные узлы устраивают преимущественно на лобовых врубках с двумя зубьями.  [13]

Длина площадки скалывания / си в лобовых врубках должна быть не менее 1 5 А.  [14]

Примыкание раскосов к поясам устраивают на лобовых врубках и упором торцов. Крепление мало на -, груженных раскосов возможно осуществить болтами.  [15]

Страницы:      1    2    3

Врубка лобовая - это... Что такое Врубка лобовая?

Врубка лобовая – врубка, в которой примыкание одного элемента происходит под углом к другому.

[СТБ 1725-2007]

Рубрика термина: Изделия деревянные

Рубрики энциклопедии: Абразивное оборудование, Абразивы, Автодороги, Автотехника, Автотранспорт, Акустические материалы, Акустические свойства, Арки, Арматура, Арматурное оборудование, Архитектура, Асбест, Аспирация, Асфальт, Балки, Без рубрики, Бетон, Бетонные и железобетонные, Блоки, Блоки оконные и дверные, Бревно, Брус, Ванты, Вентиляция, Весовое оборудование, Виброзащита, Вибротехника, Виды арматуры, Виды бетона, Виды вибрации, Виды испарений, Виды испытаний, Виды камней, Виды кирпича, Виды кладки, Виды контроля, Виды коррозии, Виды нагрузок на материалы, Виды полов, Виды стекла, Виды цемента, Водонапорное оборудование, Водоснабжение, вода, Вяжущие вещества, Герметики, Гидроизоляционное оборудование, Гидроизоляционные материалы, Гипс, Горное оборудование, Горные породы, Горючесть материалов, Гравий, Грузоподъемные механизмы, Грунтовки, ДВП, Деревообрабатывающее оборудование, Деревообработка, ДЕФЕКТЫ, Дефекты керамики, Дефекты краски, Дефекты стекла, Дефекты структуры бетона, Дефекты, деревообработка, Деформации материалов, Добавки, Добавки в бетон, Добавки к цементу, Дозаторы, Древесина, ДСП, ЖД транспорт, Заводы, Заводы, производства, цеха, Замазки, Заполнители для бетона, Защита бетона, Защита древесины, Защита от коррозии, Звукопоглащающий материал, Золы, Известь, Изделия деревянные, Изделия из стекла, Инструменты, Инструменты геодезия, Испытания бетона, Испытательное оборудование, Качество цемента, Качество, контроль, Керамика, Керамика и огнеупоры, Клеи, Клинкер, Колодцы, Колонны, Компрессорное оборудование, Конвеера, Конструкции ЖБИ, Конструкции металлические, Конструкции прочие, Коррозия материалов, Крановое оборудование, Краски, Лаки, Легкие бетоны, Легкие наполнители для бетона, Лестницы, Лотки, Мастики, Мельницы, Минералы, Монтажное оборудование, Мосты, Напыления, Обжиговое оборудование, Обои, Оборудование, Оборудование для производства бетона, Оборудование для производства вяжущие, Оборудование для производства керамики, Оборудование для производства стекла, Оборудование для производства цемента, Общие, Общие термины, Общие термины, бетон, Общие термины, деревообработка, Общие термины, оборудование, Общие, заводы, Общие, заполнители, Общие, качество, Общие, коррозия, Общие, краски, Общие, стекло, Огнезащита материалов, Огнеупоры, Опалубка, Освещение, Отделочные материалы, Отклонения при испытаниях, Отходы, Отходы производства, Панели, Паркет, Перемычки, Песок, Пигменты, Пиломатериал, Питатели, Пластификаторы для бетона, Пластифицирующие добавки, Плиты, Покрытия, Полимерное оборудование, Полимеры, Половое покрытие, Полы, Прессовое оборудование, Приборы, Приспособления, Прогоны, Проектирование, Производства, Противоморозные добавки, Противопожарное оборудование, Прочие, Прочие, бетон, Прочие, замазки, Прочие, краски, Прочие, оборудование, Разновидности древесины, Разрушения материалов, Раствор, Ригеля, Сваи, Сваизабивное оборудование, Сварка, Сварочное оборудование, Свойства, Свойства бетона, Свойства вяжущих веществ, Свойства горной породы, Свойства камней, Свойства материалов, Свойства цемента, Сейсмика, Склады, Скобяные изделия, Смеси сухие, Смолы, Стекло, Строительная химия, Строительные материалы, Суперпластификаторы, Сушильное оборудование, Сушка, Сушка, деревообработка, Сырье, Теория и расчет конструкций, Тепловое оборудование, Тепловые свойства материалов, Теплоизоляционные материалы, Теплоизоляционные свойства материалов, Термовлажносная обработка бетона, Техника безопасности, Технологии, Технологии бетонирования, Технологии керамики, Трубы, Фанера, Фермы, Фибра, Фундаменты, Фурнитура, Цемент, Цеха, Шлаки, Шлифовальное оборудование, Шпаклевки, Шпон, Штукатурное оборудование, Шум, Щебень, Экономика, Эмали, Эмульсии, Энергетическое оборудование

Источник: Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов. - Калининград. Под редакцией Ложкина В.П.. 2015-2016.

19. Лобовая врубка

Врубкой называют соединение, в котором усилие элемента, работающего на сжатие, передается другому элементу непосредственно без вкладышей или иных рабочих связей. За этим видом соединения сохра­нилось старое название «врубка», хотя в настоящее время врезки и гнезда выполняют не топором, а электро- или мотопилой, цепнодолбежником и т. п.

Основной областью применения врубок являются уз­ловые соединения в брусчатых и бревенчатых фермах, в том числе в опорных узлах примыкания сжатого верхне­го пояса к растянутому нижнему поясу.

Соединяемые врубкой элементы деревянных конст­рукций (д.к.) должны быть скреплены вспомогательны­ми связями — болтами, хомутами, скобами и т. п., кото­рые следует рассчитывать в основном на монтажные на­грузки. Лобовая врубка может утратить несущую способ­ность при достижении одного из трех предельных состо­яний: 1) по смятию площадки упора Fсмα ; 2) по скалы­ванию площадки FCK; 3) по разрыву ослабленного вруб­кой нижнего пояса.

Площадь смятия определяют глубиной врубки hBP, которая ограничивается нормами hвр≤hбр/3, где hбр— высота растянутого элемента. При этом несущая способ­ность врубки из условия разрыва растянутого элемента в ослабленном сечении при правильном центрировании узла всегда обеспечивается с избыточным запасом проч­ности. Решающее значение имеет как правило несущая способность врубки, исходя из условий скалывания.

Согласно СНиП П-25-80, лобовую врубку на скалы­вание рассчитывают определением среднего по длине площадки скалывания напряжения сдвига по формуле^

где Rck — расчетное сопротивление древесины скалыванию для мак­симального напряжения; lcк — расчетная длина плоскости скалыва­ния, принимается не более 10 глубин врезки в элемент; е — плечо сил сдвига, принимаемое 0,5h при расчете элементов с несимметрич­ной врезкой в соединениях без зазора между элементами и 0,25h при расчете симметрично загружаемых элементов с симметричной врезкой; β — коэффициент, принимаемый 0,25. Отно­шение lск/е должно быть не менее 3.

Однако выполненный анализ сложного напряженного состояния, возникающего по плоскости скалывания1, по­казал, что вышеприведенная формула СНиП П-25-80 приемлема только для угла а=45°. А для угла а=30°, при котором несущая способность врубки повышается, формула СНиП не верна и должна быть заменена дру­гой:

В результате анализа установлено, что с увеличением глубины врубки hвр при постоянной длине плоскости* скалывания lск снижается коэффициент концентрации напряжений сдвига и уменьшаются напряжения сжатия поперек волокон в начале плоскости скалывания. Выяв­лена зависимость коэффициента концентрации напряжений сдвига tmax/tcpeд от отношения lск/е и от угла смятия α.

1) чем больше отношение длины плоскости скалыва­ния к е, тем больше коэффициент концентрации напря­жений сдвига;

2) чем меньше угол α, тем меньше коэффициент кон­центрации напряжений сдвига;

3) чем больше нормальная к плоскости сдвига со­ставляющая, тем выше значение концентрации напряже­ний сдвига.

При этом необходимо отметить, что нормальные к плоскости сдвига напряжения сжатия поперек волокон повышают сопротивление скалыванию вдоль волокон.

Деревянные фермы. Выбор схемы фермы и её расчет, страница 7

Если усилия в элементах фермы велики, то опорные узлы могут быть решены на стальных хомутах, с тяжами из круглой стали.

        11. ОПОРНЫЙ УЗЕЛ ФЕРМЫ НА ЛОБОВОЙ ВРУБКЕ С ОДНИМ ЗУБОМ

Конструкция узла представлена на рис.6.  Верхний сжатый элемент (ВП или опорный раскос) упирается частью своего торца в вынутое для этой цели гнездо в нижнем растянутом элементе (нижнем поясе фермы). Площадка смятия а-б располагается перпендикулярно к оси верхнего сжатого элемента; центр площадки смятия должен совпадать с осью верхнего элемента. Площадка  в-б в работе врубки участия не принимает. Площадка  б-г работает на cкалывание.

Глубина лобовой врубки hвр в опорных узлах должны быть не более 1/3 высоты бруса нижнего пояса. Наименьшая глубина врубки для бруса – 2 см.

Длина плоскости скалывания должна быть не менее четырех глубин врубки и не менее 20 см.

Для связи верхнего и нижнего элементов должен быть поставлен стяжной болт диаметром 16-25 мм, обеспечивающий необходимую плотность сопряжения. В случае скалывания площадки б-г болт может предотвратить обрушение фермы или замедлить его, вследствие чего эти стяжные болты иногда называют "аварийными". Болты располагают перпендикулярно к оси сжатого элемента; иногда при очень больших углах наклона сжатого элемента к нижнему растянутому элементу возможна постановка болтов перпендикулярно биссектрисе угла  наклона.

Упором для нижней шайбы болта служит скошенная плоскость деревянной опорной подкладки – подбалки, прибиваемой к нижнему элементу гвоздями. Подбалку опирают на опорную подушку, которая распределяет опорное давление на большую площадь стены. В подбалке, в месте примыкания к опорной подушке, обычно делают уступ примерно на 2 см. Постановка подбалок в опорных узлах ферм совершенно обязательна. Помимо создания упора для закрепления стяжного болта, подбалка усиливает ослабленное сечение растянутого пояса и своим выступом фиксирует положение опорной подушки, чем облегчает и ускоряет правильную установку ферм на место. Толщину подбалки принимают не менее глубины врубки hвр.

В фермах  из брусьев для предотвращения появления значительных изгибающих моментов, возникающих вследствие несимметричного ослабления растянутого элемента, рекомендуется центрировать опорные узлы по оси, проходящей через середину ослабленного сечения нижнего пояса (рис.7а).

При разметке врубки с площадкой смятия, расположенной  симметрично относительно оси сжатого элемента, наиболее простое графическое ее построение может  быть получено следующим  образом (рис.7б). На  расстоянии 0,5hвр от верхней кромки нижнего пояса проводят прямую, параллельную этой кромке, до пересечения с осью сжатого элемента в точке n. Через точку n затем проводят прямую а-б, перпендикулярную к оси сжатого элемента.

На рис.7в приведен другой вариант лобовой врубки; он отличается от основного тем, что в нем осевая линия сжатого бруса не совпадает с  серединой площадки смятия,  вследствие чего в сжатом элементе возникает изгибающий момент М = Ne. Такое решение не рекомендуется для основных узлов ферм, но оно иногда допускается в промежуточных узлах подкосных конструкций с обязательным  учетом дополнительных напряжений, возникающих в сжатом элементе от эксцентричного приложения сжимающего усилия.

    В лобовых  врубках  с одним зубом необходимо проверить прочность рабочих поверхностей на смятие и на скалывание. Ослабленный врубкой нижний пояс надо проверить на возможность разрыва. Проверку на смятие производят по формуле:

                                             (6)

где Nсм=Nс – усилие смятия, равное усилию в примыкающем сжатом элементе верхнего пояса (опорного раскоса в случае полигональной фермы) и направленное перпендикулярно к плоскости смятия;

About Author


alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *