Узлы соединения деревянных конструкций: Узлы, соединения и крепеж при строительстве деревянных конструкций

Соединения элементов деревянных конструкций | Справочник | Лесоматериалы

Кроме обработки цельных кусков древесины, часто приходится соединять деревянные детали в узлы и конструкции. Соединения элементов деревянных конструкций называют посадками. Соединения в конструкциях деревянных деталей определяются пятью видами посадок: напряженная, плотная, скользящая, свободная и очень свободная посадка.

Узлы — это части конструкций в местах соединения деталей. Соединения деревянных конструкций подразделяются на виды: торцевые, боковые, угловые Т-образные, крестовидные, угловые L-образные и ящичные угловые соединения.

Столярные соединения имеют более 200 вариантов. Здесь рассмотрены только соединения, которыми пользуются на практике столяры и плотники.

Торцевое соединение (наращивание) — соединение деталей по длине, когда один элемент является продолжением другого. Такие соединения бывают гладкие, зубчатые с шипами. Дополнительно их закрепляют клеем, шурупами, накладками.

Горизонтальные торцевые соединения выдерживают нагрузки на сжатие, растяжение и на изгиб (рис. 1 — 5). Пиломатериалы наращивают в длину, образуя на концах вертикальные и горизонтальные зубчатые соединения (клиновой замок) (рис. 6). Таким соединениям не нужно быть под давлением в течение всего процесса склеивания, так как здесь действуют значительные силы трения. Зубчатые соединения пиломатериалов, выполненные фрезерованием, отвечают первому классу точности.

Соединения деревянных конструкций должны быть изготовлены тщательно, в соответствии с тремя классами точности. Первый класс предназначен для измерительного инструмента высокого качества, второй класс — для изделий мебельного производства, а третий — для стройдеталей, сельскохозяйственного инвентаря и тары. Боковое соединение кромкой нескольких досок или реек называют сплачиванием (рис. 7). Такие соединения применяют в конструкциях полов, ворот, плотничных дверей и т. д. Дощатые, реечные щиты дополнительно укрепляют поперечинами и наконечниками.

При обшивке потолков, стен верхние доски перекрывают нижние на 1/5 — 1/4 ширины. Наружные стены обшивают горизонтально уложенными досками внахлёст (рис. 7, ж). Верхняя доска перекрывает нижнюю на 1/5 — 1/4 ширины, что обеспечивает отвод атмосферных осадков. Соединение конца детали со средней частью другой образует Т-образное соединение деталей. Такие соединения имеют большое число вариантов, два из которых показаны на рис. 8. Эти соединения (вязки) применяют при сопряжении лаг перекрытий и перегородок с обвязкой дома. Соединение деталей под прямым или косым углом называют крестовидным соединением. Такое соединение имеет один или два паза (рис. 3.9). Крестообразные соединения применяют в конструкциях крыш и ферм.

Соединения двух деталей концами под прямым углом называют угловыми. Они имеют сквозные и несквозные шипы, открытые и впотёмок, вполупотёмок внакладку, вполдерева и т. п. (рис. 10). Угловые соединения (вязки) применяют в оконных неверных блоках, в соединениях парниковых рам и др.

Шиповое соединение впотемок имеет длину шипа не менее половины ширины соединяемой детали, а глубина паза на 2 — 3 мм больше длины шипа. Это необходимо чтобы соединяемые детали легко сопрягались друг с другом, и в гнезде шипа после склеивания оставалось место для излишков клея. Для дверных рам применяют угловое шиповое соединение впотемок, а для увеличения размеров соединяемой поверхности— вполупотемок. Двойной или тройной шип повышает прочность углового соединения. Однако прочность соединения определяется качеством его выполнения. В мебельном производстве широко применяют разнообразные угловые ящичные соединения (рис. 11). Из них наиболее простое — открытое сквозное шиповое соединение. До изготовления такого соединения на одном конце доски шилом размечают по чертежу шипы. По разметке боковых частей шипа пилкой с мелкими зубьями делают пропил. Каждый второй пропил шипа выдалбливают стамеской. Для точности соединения сначала пропиливают и выдалбливают гнезда для шипов в одной детали. Ее накладывают на конец другой детали и размельчают.
Затем пропиливают, выдалбливают и соединяют детали, зачищая соединение рубанком, как показано на рис. 11.

При соединении деталей на «ус» (под углом 45°) угловую вязку закрепляют стальными вставками, как показано на рис. 12. При этом следят, чтобы одна половина вставки или скрепа входила в одну деталь, а другая половина — в другую. Клиновидную стальную пластинку или кольцо помещают в выфрезерованные пазы соединяемых деталей.

Углы рам и ящиков соединяют прямым открытым сквозным шиповым соединением (рис. 3.13, а, б, в). При повышенных требованиях к качеству (с наружной стороны шипы не видны) угловую вязку выполняют косым соединением впотёмок, паз и гребень или косым соединением на рейку, как показано на рис. 13, г, д, е, ж и на рис. 14.

Коробчатую конструкцию с горизонтальными или вертикальными поперечными элементами (полки, перегородки) соединяют с помощью угловых Т-образных соединений, показанных на рис. 15.

В соединении элементов верхнего пояса деревянных ферм с нижним используют угловые врубки. При сопряжении элементов фермы под углом 45° или менее в нижнем элементе (затяжке) делают одну врубку (рис. 16,а), при угле более 45° — две врубки (рис. 16,6). В обоих случаях торцевой пропил (врубка) перпендикулярен направлению действующих сил.

Дополнительно узлы закрепляют болтом с шайбой и гайкой, реже скобами. Бревенчатые стены дома (сруба) из горизонтально уложенных бревен в углах соединяют врубкой «в лапу». Она может быть простой или с дополнительным шипом (лапа с приямком). Разметку врубки выполняют так: конец бревна обтесывают в квадрат, на длину стороны квадрата (вдоль бревна), чтобы после обработки получился куб. Стороны куба делят на 8 равных частей. Затем с одной стороны снизу и сверху удаляют 4/8 часть, а остальные стороны выполняют, как показано на рис. 17. Для ускорения разметки и точности изготовления врубок используют шаблоны.

Узловое соединение деревянных элементов

Изобретение относится к строительству и может быть использовано в конструкциях сооружений из дерева и пластмасс.

В настоящее время известны соединения деревянных элементов RU: 1654482, 2092661, 2182625, 2255188, 2397296.

Однако в известных соединениях деревянных элементов общим недостатком является сложность конструкции, связанных с коническими пирамидальными участками и недостаточная жесткость конструкции, особенно в местах болтовых соединений, а также зубчатых накладок и других пластин; высокая трудоемкость сборки и разборки, отсутствует возможность типового изготовления на месте строительства, т.е. не технологичность в целом изготовления.

Известно узловое соединение деревянных элементов пространственного каркаса, включающее соединительные элементы, каждый из которых снабжен упорным элементом и в которых закреплены нагелями концевые участки деревянных элементов, и проволочные скрутки, при этом каждый соединительный элемент выполнен в виде металлической трубы, вставленный в цилиндрический пропил в торце деревянного элемента, на примыкающей к деревянному элементу части, которой расположен упорный элемент, при этом в качестве нагелей используют гвозди-дюбели, равномерно распределенные по периметру деревянного элемента, а проволочные скрутки расположены на концах деревянного элемента (ПМ RU №48552, Е02В 1/38, Е04С 3/11 от 27.

10.2005).

Недостатком известного узлового соединения является недостаточная долговечность усилия поперечного обжатия, создаваемого в соединении металлической трубы в деревянном элементе с упорной шайбой и необходимость дополнительно крепление проволочных скруток, препятствующие растрескиванию концов. Кроме того, с увеличением рабочих нагрузок увеличивается возможность скалывания в местах установки металлической трубы и крепления гвозди-дюбеля, а также самой упорной шайбы, при этом отсутствует технологичность монтажа элементов, трудность сборки при строительстве.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому изобретению по совокупности признаков является конструктивное решение соединения элементов деревянных конструкций под различными углами, когда в узлах ставят круглые цилиндрические шпонки. Характерная особенность таких цилиндрических шпонок — наличие в центре отверстия для стяжного болта, которая и воспринимает в основном предельные усилия (В.М. Вдовин.

«Конструкции из дерева и пластмасс». Ростов-на-Дону: Феникс, с. 55-56, рис. 2.5, 2007).

Недостатком наиболее близкого аналога является то, что перед тем, как установить шпонку, выполняют кольцевую борозду и заполняют ее клеящим веществом, а затем устанавливают шпонку. Однако при изменении температурно-влажного режима и увеличении нагрузки, возникает внутреннее сильное напряжение в клеевой композиции, что приводит к деформации самой шпонки вставленной в древесину. Кроме того, происходят перераспределение самих усилий между болтом и шпонкой, ее смещение, соответственно, происходит образование трещин и разрыв волокон древесины. В результате чего клеевая композиция теряет свое назначение, а шпонка самостоятельно передает усилия трения-скольжения по контактной дуге кольцевой поверхности шпонки на древесину. Другим недостатком является не технологичность вставки, в целом дает перекос соединяющих элементов, трудность сборки при строительстве, при этом металлическое разрезное кольцо, вставленное на клею и в топленное в отверстие (гнездо) под шпонку при больших действующих усилиях на оба элемента конструкции, само кольцо начинает расширяться в диаметре, что ослабляет поперечное сечение гнезда (прорези), приводит к образованию трещин и разрыву волокон.

Таким образом, кольцевые шпонки, вставленные в прорезь соединяющихся элементов не достаточно надежны в работе и, у них отсутствуют запас в этом соединении на растяжение (или сжатие). Кроме того, затрудняется сборка и разборка, в частности, для типовых изготовленных деревянных или пластмассовых конструкций на месте их строительства, т.е. отсутствует унификация соединительных элементов для узла соединения в практике строительства.

Задача, на решение которой направлено предлагаемое изобретение — увеличение надежности в опорном узле за счет шарнирного соединения элементов между собой с использованием кольцевых металлических элементов с бортиками, и тем самым исключение возникающих отрицательных моментов усилий за счет перераспределения нагрузок, а значит, повышение надежности узла на скалывание.

Для решения этой задачи на узловом соединение деревянных элементов, включающее соединение деревянных элементов, соединенные через соединительную цилиндрическую шпонку в виде металлического кольца со стяжным болтом, отличающееся тем, что цилиндрическая шпонка состоит из двух частей, каждая из которых вставлена в цилиндрический пропил деревянного элемента, в которые вставлена металлическая цилиндрическая вставка, внешний диаметр которой несколько меньше внутреннего диаметра каждой из частей шпонки, причем каждая часть шпонки имеет торцевые выступы, и помещена на глубину высоты шпонки, при этом каждая из частей шпонки создает боковые усилия обжатия в вертикальной плоскости в цилиндрическом пропиле деревянного элемента, причем выступы перекрывают цилиндрическими плоскими дисками с отверстиями под стяжной болт, соосно установленными с центральным отверстием каждой из частей шпонки.

Кроме того, кольцевые плоские диски закреплены к внутренней стороне соединительного элемента, винтами-саморезами или зубчатыми шинами.

Кроме того, соединительные элементы из частей шпонки имеет большой и малый диаметры для соединения частей шпонок между собой и выполнены в виде отдельных разъемных металлических обойм, входящих соосно одна в другую части.

Кроме того, металлическая вставка может иметь с внутренней стороны дополнительную трубчатую вставку с отверстием под стяжной болт, которая посредством радиальных пластин соединена с внутренней стороной металлической цилиндрической вставки.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил аналог, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленного изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа как наиболее близких по совокупности существенных признаков аналога позволил выявить совокупность существенных по отношению, усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном устройстве, изложенных в формуле изобретения.

Компактное, рациональное конструирование нового устройства имеет практическое применение в узловом соединении деревянных элементов и технологичность сборки, характеризуются высокой несущей способностью также и для многорядовых соединений.

Следует обратить особое внимание на форму шпонок с кольцевыми выступами в целом, соприкасающиеся к плоскости устройства деревянных прорезей (гнезд) под шпонку, ее расширенных возможностей для шарнирного поворота соединяемых элементов, т.е. в виде шарнира, исключающем возникновение различных моментных усилий. Соединение позволяет усилие распределять по периметру передаточного цилиндра цельной шпонки, а также усилие стяжного винта передается в основном на их стыки, и немаловажно то, что устройство приобретает технологичность сборки и разборки при типовом изготовлении и на месте устроительства.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «новизна».

Для проверки соответствия изобретения условию «изобретательский уровень» заявитель провел дополнительный поиск известных решений, чтобы выявить признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявленного устройства. Результаты поиска показали, что заявленное изобретение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявляемого изобретения преобразований на достижение технического результата, следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «изобретательский уровень».

Сущность изобретения поясняется чертежами:

на фиг. 1 представлен вариант выполнения соединения двух частей шпонок в виде дополнительной металлической цилиндрической вставки, общий вид;

на фиг. 2 — цилиндрический выступ перекрыт плоским диском с отверстием под стяжной болт с креплением винтами-саморезами;

на фиг. 3 — цилиндрический выступ перекрыт плоским диском с отверстием под стяжной болт с скреплением в виде зубчатых шин, плоскости которых ориентированы перпендикулярно направлению главного вектора усилий в деревянных элементах;

на фиг. 4 представлено узловое соединение деревянных элементов, общий вид;

на фиг. 5 представлен вариант выполнения внутренней стороны металлической цилиндрической вставки с дополнительной трубчатой втулкой под стяжной болт, которая посредством радиальных пластин соединена с внутренней стороной металлической цилиндрической вставки

Узловое соединение деревянных элементов состоит из соединенных деревянных элементов 1, имеющих на участках сочленения устройства цилиндрические пропилы (гнезда) 2 и 3 под цилиндрическую шпонку состоящую из двух частей 4 и 5, каждая из которых вставлена в цилиндрический пропил деревянного элемента 1, в которые вставлена металлическая цилиндрическая вставка 16, внешний диаметр которой несколько меньше внутреннего диаметра каждой из частей 4 и 5 шпонки, причем каждая часть шпонки имеет торцевые выступы 6 и 7, и помещена на глубину высоты шпонки, при этом каждая из частей шпонки создает боковые усилия обжатия в вертикальной плоскости в цилиндрическом пропиле 2 и 3 деревянного элемента 1, причем выступы 6 и 7 перекрывают цилиндрическими плоскими дисками 8 и 9 с отверстиями 10 под стяжной болт 11, соосно установленными с центральным отверстием каждой из частей шпонки. Крепление шпонки из частей 4 и 5 с кольцевыми плоскими дисками 8 и 9 для соединения с деревянными элементами 1 предложены винты — саморезы 12 или зубчатые шины 13. В целом все узлы соединительных элементов являются наиболее технологичными и надежными для сборных узловых соединений деревянных конструкций.

По варианту выполнения (фиг. 4) соединительные элементы из частей шпонки 14 и 15 имеет большой и меньший диаметры для соединения частей шпонок между собой и выполнены в виде отдельных разъемных металлических обойм, входящих соосно одна в другую части.

По варианту выполнения (фиг. 5) металлическая вставка 16 может иметь с внутренней стороны дополнительную трубчатую вставку 17 с отверстием под стяжной болт 11, которая посредством радиальных пластин 18 соединена с внутренней стороной металлической цилиндрической вставки 16.

Узловое соединение работает следующим образом.

Перераспределение напряжений шпонки с частями 4 и 5 с прикрепленными к ним выступами 6 и 7, которые перекрываются кольцевыми плоскими дисками 8 и 9 с креплением винтами-саморезами 12 или зубчатыми шинами 13, ориентированными перпендикулярно направлению главного вектора усилий в деревянных элементах, позволяет обеспечить надежность соединения и равномерность обжатия участков стенок частей шпонки. Металлическая цилиндрическая вставка 16 вставлена вовнутрь обеих одинаковых по размерам частей 4 и 5 шпонки, сама цилиндрическая вставка 16 выбрана по длине таким образом, чтобы части 4 и 5 располагались заподлицо с плоскостью соединения элементов деревянных конструкций 1. Причем для обеспечения жесткости (фиг. 4) металлическая вставка 16 может иметь с внутренней стороны дополнительную трубчатую вставку 17 с отверстием под стяжной болт 11, которая посредством радиальных пластин 18 соединена с внутренней стороной металлической цилиндрической вставки 16, тем самым посредством радиальных пластин передаются усилия от металлической вставки к втулке.

По варианту выполнения (фиг. 4) цилиндрическая шпонка, состоящая из двух частей 14 и 15, когда одна из частей 14 имеет меньший диаметр сечения, а другая 15 — больший диаметр сечения, которые вставлены на глубину равной высоте части 14 шпонки меньшего диаметра, имеют центральное отверстие, равное отверстию кольцевых плоских дисков 8 и 9, у которых все стороны гладкие, диаметр которых повторяет форму сечения цилиндрических пропилов (гнезд) 2 и 3 и, у которых один общий стяжной болт 11, и которые прикреплены винтами-саморезами 12 или зубчатыми шинами 13, обеспечивает простоту и надежность узлового соединения деревянных конструкций. Сам узел является шарнирным, что немаловажно для предложенного изобретения, а это исключает в целом возникающие отрицательные моменты от усилий извне. Усилие распространяется по периметру частей 14 и 15 цилиндрической шпонки, состоящей из различных частей, а также совместного усилия со стяжным болтом 11, которое передается с выступами 6 и 7 на стенки частей цилиндрических частей 14 и15 шпонки. Таким образом, вышеизложенное свидетельствует (модель образца была изготовлена и испытана в нескольких вариантах) о том, что средство, воплощающее заявленное устройство при его осуществлении, предназначено для широкого использования и внедрения в промышленности, а именно в области узловых соединений деревянных конструкций. Кроме того, к достоинствам относится то, что за счет придания соединительным деталям простейшей цельной конфигурации, упрощается и удешевляется пресс-форма для их изготовления, узел при строительстве становится шарнирным, что позволяет крепить деревянные элементы конструкций под различными углами и обеспечивает технологичность сборки и разборки при типовом изготовлении, и на месте строительства.






Монтажные работы. Соединения конструкций.: fraukorps — LiveJournal


Постоянное закрепление конструкций в большей степени предназначено для защиты мест соединений от неблагоприятных воздействий окружающей среды (коррозии, механических повреждений). Соединения элементов имеют три разновидности: швы, стыки и узлы.

Фото 2. Горизонтальные швы между железобетонными изделиями.

Шов – самое частое соединение элементов. Швы – это все горизонтальные и вертикальные плоскости, полости между рядом расположенными элементами. Примерами являются полости между рядом лежащими плитами перекрытий, панелью перекрытия и установленной на ней стеновой панелью.

Стык – это место соединения, а в большей степени зона передачи нагрузки от одного элемента каркаса другому. Соединение является более ответственным чем шов. Примеры стыка: соединение двух колонн по высоте, место опирания фермы на колонну. Фото в начале статьи иллюстрирует стыки железобетонных конструкций (колонн с балками и балок между собой).

Фото 3. Узел несущих деревянных конструкций крыши.

Узел – место конструктивного соединения двух или нескольких элементов между собой. Примеры узла: соединение колонны и фундамента, соединение двух наружных и внутренней стеновой панелей жилого здания.

Фото 4. Несущий узел колонны и фундамента на болтовом соединении.

Стыки и узлы конструкций могут быть несущими и ненесущими. Если стык воспринимает нагрузку, то является несущим и поэтому должен обеспечить соединению жёсткость, прочность и неизменяемость. Несущие стыки это все соединения каркаса здания, ненесущие – стыки между соседними стеновыми панелями или перегородками и сантехкабиной, расположенными на одном этаже.

Фото 5. Ненесущий стык между соседними стеновыми панелями, предназначенный для жёсткой связи их между собой.

Стыки конструкций подразделяют на сухие, замоноличенные и смешанные. Сухие выполняются на сварке, заклёпках, болтах, а также их сочетании, так соединяют между собой металлические конструкции, например колонны при соединении в высоту. Деревянные конструкции соединяются на болтах, пластинах и винтах, в частности закрепление стропильных ферм к подстропильному брусу. После выполнения сухих стыков исключаются мокрые процессы по дополнительной защите.

Фото 6. Сварка в соединении колонны и железобетонного фундамента на стройплощадке при монтаже металлоконструкций.

Для железобетонных конструкций характерны замоноличенные стыки, когда соединение заделывают раствором или бетонной смесью. Ненесущие стыки довольно просты для устройства, между соседними панелями перекрытия, фундаментными блоками. Несущие стыки требуют контроля за набором прочности, иногда опалубки.

Фото 7. Замоноличенные стыки между блоками подвала.

Смешанные стыки самые ответственные и сложные. Сначала примыкающие изделия соединяют на сварке или болтах, а затем стык замоноличивают раствором или бетоном. Металлические детали покрывают антикоррозионным покрытием.

Фото 8. Уплотнительная резина для герметизации (гидроизоляции) шва наклеенная на железобетонное изделие до монтажа.

В соответствии с конструкцией стыков указывается способ заделки: обетонирование сварных узлов, зачеканивание, заделка швов раствором. Сварочные работы выполняют при температурах до -30º С, нарушенную сваркой защиту металла восстанавливают после изготовления шва. Дальнейшие работы по заделке стыков включают конопатку, гидроизоляцию, утепление, замоноличивание, герметизацию и отделку поверхности. Некоторые из перечисленных процессов могут отсутствовать (тепло- гидроизоляция, герметизация, отделка), в зависимости от расположения стыка в конструкции. Заливка швов и заделка стыков повышают жёсткость каркаса, теплотехнические и изоляционные характеристики.

Обследование деревянных конструкций — ПроектДон

Наиболее распространёнными дефектами деревянных конструкций, допускаемыми при их изготовлении, являются следующие:
– применение сырой древесины;
– отсутствие или недостаточное антисептирование древесины;
– отступления от проектных размеров конструкций;

– неправильное выполнение соединений элементов друг с другом.
Во многих случаях в строительных конструкциях применяется древесина естественной или повышенной влажности. Это приводит к появлению в бревнах и брусьях продольных трещин от неравномерного высыхания древесины, вызывает коробление пиломатериалов и способствует образованию гнили. Применение в строительных конструкциях даже высушенной древесины без соответствующей антисептической обработки грозит поражением её гнилью.

При использовании недостаточно просушенной древесины в замкнутых пространствах без обеспечения соответствующей вентиляции имеющаяся в древесине влага может привести к возникновению и развитию процесса гниения. Поэтому вопросу вентиляции деревянных конструкций, как и антисептической обработке их должно уделяться должное внимание.

При реконструкции старых зданий, когда производится замена стропильных деревянных конструкций и кровли на новые, иногда по архитектурным соображениям нельзя делать слуховые окна, которые бы обеспечили вентиляцию чердачного пространства. В этом случае рекомендуется по периметру здания устраивать щель в 2,5…3 см между обрешёткой и верхом стены, которая обеспечит требуемой вентиляционный режим на чердаке.

Очень часто допускается неправильное выполнение узлов соединения деревянных элементов друг с другом. Глубина врубки должна строго соответствовать проекту. В узлах примыкания элементов друг к другу нельзя оставлять зазоры. Должны быть поставлены все скрепляющие и фиксирующие элементы узлов соединения (стягивающие болты, угловые и прямые скобы).

При обследовании деревянных конструкций проводят:

− определение фактической конструктивной схемы здания;
− выявление участков деревянных конструкций с видимыми дефектами или повреждениями, потерей устойчивости и прогибами, раскрытием трещин в деревянных элементах, биологическим, огневым поражениями;
− выявление участков деревянных конструкций с недопустимыми атмосферными, конденсационными и техническими увлажнениями;
− определение схемы и параметров внешних воздействий на деревянные конструкции зданий, фактически действующие нагрузки с учётом собственной массы и т.п.;
− определение расчётных схем и геометрических размеров пролётов, сечений, условий опирания и закрепления деревянных конструкций;
− определение состояния узлов сопряжения деревянных элементов;
− определение прочностных и физико-механических характеристик древесины;
− определение температурно-влажностного режима эксплуатации конструкций;
− определение наличия и состояния защитной обработки деревянных конструкций объектов и др.

При обследовании деревянных конструкций объектов особое внимание обращают на следующие участки, являющиеся зонами наиболее вероятного биологического поражения или промерзания конструкций:
– узлы опирания деревянных конструкций на фундаменты, каменные стены, стальные и железобетонные колонны;
– участки покрытия чердачного перекрытия в местах расположения слуховых окон, ендов, парапетов, вентиляционных шахт.
Конструкции деревянных перегородок определяют внешним осмотром, а также простукиванием, высверливанием, пробивкой отверстий и вскрытием в отдельных местах.
Расположение стальных деталей крепления и каркаса перегородок определяют по проекту и уточняют металлоискателем.
При обследовании несущих деревянных перегородок обязательно проводят вскрытие верхней обвязки в местах опирания балок перекрытия на каждом этаже.

При обследовании деревянных перекрытий необходимо:

– разобрать конструкцию пола на площади, обеспечивающей измерение не менее двух балок и заполнений между ними длиной 0,5…1,0 м;
– расчистить засыпку, смазку и пазы наката деревянных перекрытий для тщательного осмотра примыкания наката к несущим конструкциям перекрытия;
– определить качество древесины балок;
– установить границы повреждения древесины;
– определить сечение и шаг несущих конструкций.

На чертежах вскрытий необходимо указывать:
− размеры несущих конструкций и площадь их сечения;
− расстояние между несущими конструкциями;
− вид и толщину слоя смазки по накату;
− вид и толщину слоя засыпки;
− участки перекрытий с деформациями, повреждениями, ослаблением сечений, протечками и т.п.

Характерными причинами разрушения деревянных конструкций являются:
− систематическое замачивание конструкций;
− невыполнение пропитки древесины от разного рода повреждений;
− несвоевременное проведение ремонтно-восстановительных работ;
− отсутствие доступа к осмотру конструкций и своевременному ремонту.

«ПроектДон» является региональной компанией, выполняющей обследование деревянных конструкций Ростова-на-Дону и области. Группа квалифицированных инженеров в кратчайшие сроки выполнит оценку технического состояния объекта и предоставит рекомендации по усилению конструкций. Для уточнения стоимости работ и получения консультаций свяжитесь с нами по телефону 8 (961) 295-28-55.

Деревянные конструкции кровли узлы

Оглавление статьи:

Узлы деревянных крыш: особенности крепления

Термины, используемые при строительстве деревянных ферм

  • Стропила является несущей кровельной частью, в которой задействованы наслонные стропильные ноги, подкосы и вертикальные стойки, опорой которым служит мауэрлат.
  • Стропильная нога – часть стропилины.
  • Мауэрлат представлен в виде опоры для нескольких стропил или, по-другому, горизонтального бруса, укладываемого поверх стен для распределения по ним равномерной нагрузки крыши, важно понимать, зачем нужен мауэрдат.
  • Затяжка – балка, укладываемая горизонтально для соединения стропил и снижающая горизонтальное воздействие на них с целью придания устойчивости крыше, также используется как крепеж для балок.
  • Бабка – укрепляет стропила, кладется: нижняя часть — к затяжке; верхняя – как опора для стропил.
  • Распорка – брус, закрепляемый в качестве соединительного элемента между бревнами.
  • Подкос имеет вид наклонного бруса, используемого для того, чтобы поддержать балки перекрытия из дерева, опирающегося к горизонтальным деталям (стойкам и колоннам).
  • Конек – горизонтально расположенная балка на стыке кровельных скатов.

  1. узел, соединяющий ноги с мауэрлатом;
  2. узел, соединяющий ноги и элементы деревянной фермы для крыши, что делает конструкцию жестче и прочнее;
  3. узел, где стыкуются части стропил, удлиняющиеся за счет него.

Особенности жестких узлов

  1. На стропильной ноге выполняется врубка на глубину до 1/3 части доски. Затем стропило нужно закрепить к мауэрлату при помощи гвоздей так, чтобы два из них был вбит под небольшим углом друг к другу по бокам стропила, а один – в вертикальном направлении.
  2. К стропильной ноге нашивается подпорный брус длиной 1 м в качестве опоры к мауэрлату, по бокам стропильной ноги для фиксации ее в одном положении вкручиваются металлические уголки.

Особенности скользящих узлов

  1. К опущенному за пределы стены стропилу крепятся металлические уголки, соединяющие его с мауэрлатом.
  2. Металлические конструкции крепятся методом «салазки» (прочтите: «Ферма металлическая, минусы и преимущества»).
  3. Опора стропильной ноги в мауэрлат должна производиться с учетом обеспечения движения этих систем по отношению друг к другу.
  4. Чтобы в случае штормового ветра наслонные крыши не были повреждены, выполняется крепление подкосов, бабок и распорок к висячим стропилам при помощи хомутов и скоб; вокруг ног также закручивают проволочные скрутки.

Как соединяются стропильные ноги

  1. Косой прируб. Выполняется сращивание торцов стропильных досок под углом 45 градусов при помощи болта диаметром 14 мм.

Как правильно соединить наслонные стропила в конструкции

  1. Соединяющиеся между собой доски нужно обрезать так, чтобы получилась плотная, надежная конструкция, и прибить с обеих сторон (детальнее: «Как соединить стропила между собой»).
  2. Крепление ног производится непосредственно к коньку при помощи торцевого запила.
  3. Соединяются ноги внахлест к коньку на гвозди или металлические саморезы.

Отличие соединения зубом и «в шип»

  1. Благодаря высокой прочности соединение «в шип» отлично подходит для строительства из дерева. Шип представляет собой выступающую на бревне часть, которая соединяется с гнездом, шпунтом или проушиной другого бревна. По размеру и форме эти два элемента должны совпадать друг с другом.
  2. Соединение зубом выполняется при помощи ступеньки, вырубленной в одном бревне, и выемки – в другом. Так же, как и в случае с предыдущим способом, для плотного прилегания деревянных конструкций крыши нужно соблюдать пропорции их размеров и формы.

Если застройщиком собирается деревянная кровля — узлы ног при соединении с кровельными элементами должны крепиться болтами, шурупами, скобами и саморезами. Диаметр отверстия должен быть меньше на 1-2 мм самого крепежа, крепление скоб выполняется по обе стороны элементов.

Устройство стропильной системы крыши

Чтобы отстроенный дом прослужил много лет, будучи крепким и надежным, ему нужен не только хороший фундамент. Не менее значимым элементом является стропильная система крыши, которая принимает на себя все превратности непогоды. И она с честью должна выдержать нагрузки в виде порывов ветра, обильных снегопадов и сильных ливней. Поговорим о том, как устроена и как правильно построить эту систему.

Требования предъявляемые к стропильной системе

Жесткость

Прежде всего, каждая деталь системы, а также места соединений обязаны быть жесткими, не деформируясь ни при усилии сдвига, ни при усилии распора. Основа всей конструкции – треугольник. Именно такую форму имеют рамы (фермы), которые закрепляются параллельно друг другу. Их жесткая фиксация обеспечивает крыше необходимую устойчивость. А вот если фермы получились подвижными, недалеко и до беды. Такая неполноценная крыша и сама может разрушиться, и стены обвалить.

Небольшой вес

Крыша не должна быть тяжелой, поэтому систему стропил, как правило, делают из дерева. Если же вес кровли солидный, то несущую основу делают из металла. Или берут хвойное дерево, не ниже первого сорта, с влажностью ниже 18 процентов. Использование антисептической обработки и применение антипиренов для защиты от огня – два обязательных условия. Тогда узлы крепления стропильной системы кровли будут прочными и крепкими.

Высокое качество материала

Дерево для стропил должно быть следующим:

  • Древесина берется 1 — 3 сорта. Трещин и сучков должно быть по минимуму. На метр может быть 3 сучка высотой не более 3 см. Трещины допустимы не по всей глубине, длиной до половины длины доски.
  • Несущие элементы делают из деревянных деталей толщиной от 5 см, площадью от 40 см 2 .
  • Хвойные доски могут быть длиной до 6,5 м, а лиственные – до 4,5 м.
  • Прогоны, подушки и мауэрлат делают из твердых лиственных пород дерева. Их обрабатывают антисептиком.

Основные части конструкции стропильной системы

Продумывая устройство стропильной системы крыши, необходимо знать, из каких деталей эта самая система состоит.

#1. Мауэрлат – это как бы фундамент всей системы. Он помогает равномерно распределить нагрузку на стены.

#2. Стропильная нога определяет угол наклона ската, а также общий вид кровли, жестко фиксируя отдельные элементы.

#3. Прогон – скрепляет ноги стропил. Коньковый прогон находится вверху, боковые прогоны – сбоку.

#4. Затяжка – не дает стропильным ногам разъезжаться, соединяя их внизу.

#5. Стойки и подкосы – дают ногам стропил дополнительную устойчивость. Они упираются в лежень (который лежит внизу параллельно коньку).

#6. Обрешетка — набивается перпендикулярно стропильным ногам и представляет собой обрезные бруски или доски. Она призвана передавать всю нагрузку от кровельного материала на стропильные ноги.

#7. Конек крыши — это место соединения двух скатов крыши. Вдоль конька набивается сплошная обрешетка для усиления данной части крыши.

#8. Кобылки — применяют для создания свеса в случае если длинна стропильных ног не достаточна.

#9. Свес крыши — это элемент предназначенный для защиты от попадания на стены избыточного количества осадков.

Теперь рассмотрим такой сложный узел как стропильная ферма. Она имеет плоскую форму, а входят в нее, кроме стропил, растяжки, стойки и раскосы. Их располагают так, что нагрузки на стены внутри дома не происходит. Лишь внешние его стены являются опорами, причем нагрузка идет вертикально. Расстояние между фермами определяется расчетами. Если пролет большой, то ферма состоит из нескольких деталей. У чердака нижний пояс фермы служит в качестве потолка.


Выше приведены примеры деревянных стропильных ферм, кроме этого в некоторых случаях применяют фермы сделанные из бетона и металла.

Формы крыш и стропильных систем

Односкатная крыша.

Самое простое устройство стропильной системы имеет крыша с одним скатом, который наклонен под углом от 14 до 26 °. Если дом маленький, а пролет его не превышает 5 м, то нужна система стропил наслонного типа. Опирается она на внешние стены, а также на стену внутри здания (если она есть). Когда пролет более 5 м, нужно использовать стропильные фермы.


Устройство стропил односкатной крыши.

Двускатная крыша

Крыша с двумя скатами также несложная, под ней располагается мансарда или чердак. Уклон ее от 14 до 60 °. Если внешние стены отстоят друг от друга менее чем на 6 метров, делают висячую стропильную систему. Наслонные стропила нужно использовать тогда, когда пролет велик и есть внутренние опоры.


Устройство висячих и наслонных стропиль двускатной крыши.

Четырехскатная крыша

Крыша с четырьмя скатами называется вальмовой или полувальмовой. Ее уклон бывает от 20 до 60 °, а пролет может составлять – до 12 м. При этом должны иметься внутренние опоры. Фронтонные стены в данном случае отсутствуют, что экономит материалы. Однако монтаж подобной крыши сложнее, чем двухскатной. Для такой конструкции крыш стропильные системы делаются либо наслонного типа, либо с применением стропильных ферм.


Особенности конструкции четырехскатной крыши.

Ломанная крыша

Крыша ломаная, или мансардная, внизу может иметь уклон до 60 °. А вот вверху она обычно более пологая. За счет этого площадь мансарды увеличивается. Такая крыша хороша для домов, где ширина не достигает 10 м. Как и в предыдущих случаях, можно применять наслонную систему стропил. Однако фермы использовать предпочтительнее.


Устройство ломанной крыши.

  • Выше перечислены наиболее распространенные, но далеко не все формы крыш, подробнее смотрите материал: Виды крыш частных домов по конструкции и геометрическим формам

Типы стропильных систем — чем они отличаются между собой

Выбирается тот или иной тип стропильной системы не спонтанно, а в зависимости от конструкции строящегося дома и его размеров. Далее о каждом виде стропильных систем.

Система с висячими стропилами

Они хороши для крыш с двумя скатами, где пролет не более 6 метров, а стен внутри не имеется. Внизу опорой стропил служит мауэрлат, а вверху – они опираются друг на друга. Еще имеется затяжка, уменьшающая распор стропил на стены дома. Балочные затяжки размещены в самом низу стропильных ног – они одновременно служат в качестве балок перекрытия. Кстати перекрытие верхнего этажа, выполненное из железобетона, тоже может играть роль затяжки. Если затяжку делают повыше, она уже называется ригелем. Если пролет между наружными стенами более 6 м необходимо применение опорных стоек и раскосов для поддержания стропильных ног. При этом длинна нижней части стропил т. е. части после подпорки, должна быть не более 4,5 м.

Перечислим несколько важных фактов об их конструкции:

  • Опирать свес крыши на низ стропильных ног, выведенных за пределы стены, не стоит. Гораздо лучше для опоры таких стропильных систем крыши подойдет кобылка (при этом ширину свеса делают до метра). И тогда нога будет всей плоскостью опираться на мауэрлат. Сечение кобылок обычно меньше сечения стропильных ног.
  • На скате нужно прибить ветровую доску, от конька к мауэрлату. Наклон делают от чердака. Это необходимо, чтобы крыша стала жесткой, не шаталась и не разрушалась ветром.
  • Если влажность деревянного стропильного материала более 18 %, готовьтесь к тому, что система стропил после высыхания дерева может стать шаткой. Поэтому соединяйте такое дерево не гвоздями, а болтами – их подтянуть можно в случае чего. А еще лучше использовать винты или ершенные гвозди.

Наслонные стропильные системы

Они подходят для крыш, где пролет составляет от 10 до 16 м. Уклон может быть любым, а внутри здания должны быть несущие стены или колонны. Вверху стропила опираются на коньковый прогон внизу — мауэрлат. Коньковый прогон поддерживается либо внутренней стеной (лежнем), либо стойками. Так как нагрузки имеются лишь вертикальные, то в затяжке потребности нет.

Когда пролет большой (до 16 м), можно заменить прогон конька двумя боковыми, которые будут опираться на стойки. Чтобы стропильные ноги не гнулись, нужны подкосы и ригели. Если изготавливают мансарду, опорой наслонных строил можно сделать стену, высота которой от 1 до 1,5 м. Ну, или применить ломаную мансардную крышу (с ломаными скатами).

На что необходимо обращать особое внимание:

  • Каждый из элементов данной системы не должен иметь толщину менее 5 см.
  • Гладкая прогаблеванная поверхность всех узлов стропильной системы – необходимое условие. Так они не прогниют и не так сильно будут подвержены грибку.
  • Добавление дополнительных узлов «от фонаря» в рассчитанную систему стропил запрещено. Иначе нагрузки могут возникнуть совсем не там, где нужно.
  • Мауэрлат (его подошва) обязан лечь строго горизонтально относительно стен. Требует горизонтальности и поверхность стыковки мауэрлата со стропильной ногой. Иначе может и опрокинуться опора.
  • Стойки и подкосы располагают максимально симметрично.
  • Чтобы стропила не мокли и не подгнили, делают хорошую вентиляцию. Для этого в крыше мансарды предусматривают щели, в крыше чердака – продухи.
  • Там, где стропильные узлы стыкуются с каменной кладкой, нужна гидроизоляция. А то конденсат испортит дерево.
  • Не имеющая опоры или подкоса, нога стропил, делается длинной не более 4,5 м.

Соединительные элементы

Чтобы крыша получилась надежной, узлы стропильной системы должны правильно соединяться. Нужно при этом учесть направление и силу нагрузок (как статических, так и динамических). А еще важно предусмотреть возможное растрескивание дерева от усушки, сделав так, чтобы узлы системы стропил при этом не перестали исправно работать.

Ранее все детали стропильной системы скрепляли между собой врубками. Это надежно, но не слишком экономно. Ведь для этого нужно, чтобы деревянные конструкции имели большие сечения, которые позволяли бы делать врубки безопасно ослабляя деревянные элементы.

Поэтому в нынешнее время узлы стропил скрепляют не врубками, а нагелями и болтами.


Способы крепления стропильных ног.

Популярно применение перфорированных стальных накладок, имеющих покрытие от коррозии. Закрепляют накладки гвоздями или пластинами с зубцами, утопленными в дерево. Такой крепеж для стропильной системы удобен тем, что:

  • Накладки уменьшают расход дерева на одну пятую, так как требуются элементы меньшего сечения, чем при врубке;
  • они могут монтироваться мастером с не очень большим опытом;
  • они закрепляются весьма быстро.


Перфорированные пластины использующиеся для крепления стропил.

На последок можете посмотреть полезное видео в котором рассказывается о всех самых важных моментах конструирования стропильной системы крыши.

Устройство стропильной системы крыши и ее узлы

Я Михаил, директор компании, работаю исключительно с кровлями более 15 лет. Ниже расскажу вам о тонкостях и секретах материалов для крыши. Возникнут вопросы с радостью отвечу и помогу .
Михаил, ООО «СТМ-Строй»

Чтобы возвести каркас крыши, скорее всего вы будете использовать стропильную систему. Она достаточно надежна и проверена веками. К томуж же в такой системе можно использовать большое количество различных видов материалов.

Прежде всего, разберемся: от чего зависит надежность стропильной системы:

  • от правильного выбора типа стропильной системы
  • от прочности соединений в узлах стропильной системы
  • от точности инженерных расчетов проектируемых нагрузок на крышу
  • от правильного выбора материала
  • от профессионализма плотников

Исходя из этого, можно сделать вывод, что монтаж стропильной системы недопустим без соответствующих расчетов, проектирования и составления плана стропильной системы и соответствующего профессионального опыта исполнителей. Не думаю, что строительство стропильной системы кустарным способом позволит получить действительно надежную крышу над головой.

Узлы стропильной системы и ее общий план

Общая конструкция стропильной системы – ее тип и наличие тех или иных узлов и элементов определяется исходя из:

  • проектируемой формы крыши
  • размеров перекрываемого пространства
  • наличия и расположения внутренних несущих стен или опор

Рассмотрим стропильные конструкции на примере простых двухскатных крыш с различным расстоянием между несущими стенами.

До 6 метров

Для перекрываемого пролета длиной до 6 метров я советую строить простейшую наслонную стропильную систему, в которой стропила опираются непосредственно на мауэрлат (опорный брус по периметру дома). Жесткости этой конструкции вполне хватает для монтажа кровли из любого материала. При этом расход материалов для стропильной системы – минимальный.

До 8 метров

Если же расстояние между несущими стенами до 8 метров – я рекомендую связывать противоположные стропила ригелем.

12 метров и более

Еще один вариант наслонной стропильной системы – с использованием промежуточных стоек, опирающихся на внутренние стены или столбы. Если возможно устройство одной опоры для кровли – такая стропильная система может перекрыть расстояние между внешними стенами в 12 метров, а при наличии двух дополнительных опор – до 16 метров.

Для строения с расстоянием между несущими стенами до 12 метров (при отсутствии внутренних опор) я выбираю висячую стропильную конструкцию, в которой стропила опираются на сплошную (в крайних случаях – составную) затяжку, а затяжка – на мауэрлат.

Основными узлами для такой конструкции будут следующие:

  • коньковый узел,
  • узел опирания стропил,
  • узел «балка-стойка-подкосы»,
  • узел «стропило-подкос-стойка».

и другие узлы, в зависимости от наличия или отсутствия в конструкции ригелей, затяжки и т.д.

Определившись с общей конструкцией и основными узлами, я составляю план стропильной системы, который является частью проекта.

Наши работы

Технология устройства стропильной системы

После утверждения проекта начинаются монтажные работы. Технология устройства стропильной системы, в принципе одинакова для всех типов кровель и включает следующие операции:

1. Установка мауэрлата. Обычно я укладываю опорный брус на двойной слой рубероида (ил другой влагоизоляционный материал), чтобы предохранить древесину от гниения. Крепить мауэрлат к стене можно по-разному, но я предпочитаю делать это с использованием закладных шпилек – на мой взгляд, это наиболее надежный вариант. Хотя можно и привязывать хомутами к анкерам в стене.

2. Установка основных (крайних) стропил. Это особо важный этап строительства стропильной конструкции – от него зависит правильность плоскости ската. Я проверяю плоскость двумя диагональными шнурами: при правильной установке шнуры лишь слегка соприкасаются в точке пересечения.

3. Установка промежуточных стропил. Здесь могут быть различные варианты.

Обратите внимание

Но в любом случае соотношение размеров промежутков и сечения стропильных ног должно обеспечивать проектную прочность всей конструкции. Чтобы обеспечить точность врезки деталей в узлах я использую шаблон, хотя иногда необходима и ручная подгонка деталей.

4. Установка конькового бруса. В некоторых случаях (особенно, когда угол наклона ската крыши небольшой), я монтирую прочный коньковый прогон, на который передается часть нагрузки от стропил. Таким образом, обеспечивается большая прочность конструкции. Такой прогон крепится к фронтонам или опирается на вертикальные стойки.

5. Монтаж утеплителя. Этот этап зависит от выбора утеплителя. Главное при этом обеспечить защиту утеплителя от наружной влаги и конденсата.

6. Монтаж обрешетки. Вид и материал обрешетки зависит от выбранного кровельного материала. Для мягкой черепицы, рулонных видов покрытия и металлочерепицу я рекомендую сплошное покрытие из толстой многослойной фанеры или ОСП. Под черепицу цементно-песчаную или керамическую, а также стальную кровлю не обязательно сплошное покрытие.

Здесь я исхожу из размеров элементов кровли: важно, чтобы стыки не «висели» в воздухе, а опирались на обрешетку. Если для обрешетки берется доска, я не использую сырую или слишком широкую. Так как со временем обрешетка начинает коробиться и крепление кровельного материала ослабевает.

7. Монтаж кровельного покрытия. Я работаю с различными материалами. Здесь предпочтение отдается вкусу хозяина и достаточной надежности защиты от осадков. Шиферное и черепичное покрытие для пологих скатов я бы не советовал.

Статьи по теме

В любом случае, я считаю, что монтаж стропильной конструкции должен осуществлять специалист. Особенно если это касается врубки и соединений в узлах.

Если планируете устройство крыши на доме, могу предложить свои услуги. Обращайтесь по телефону: +7 (495) 795-82-20 , я приеду, все посчитаю и расскажу. Я со своей бригадой всегда готов сделать свою работу качественно и оперативно.

Желаете получить надежную защиту для своего дома, которая прослужит Вам не одно десятилетие, практически без ремонта кровли – заказывайте монтаж стропильной системы у нас!

Дополнительные материалы по теме

Готов ответить на все вопросы, касающиеся устройства вальмовой стропильной системы – обращайтесь, всегда рад оказать помощь.

Ваши отзывы, комментарии, вопросы

Уважаемые посетители! В комментариях мы периодически, по мере занятости, будем отвечать на Ваши вопросы. Чтобы мы ответили Вам оперативно (в течении часа) вы можете: позвонить +7 (495) 795-82-20, +7 (916) 072-17-82, написать личное сообщение или оставить заявку на бесплатную консультацию по телефону.

Что относится к основным узлам и элементам скатной крыши: название, назначение и соединение частей стропильной системы

Скатные крыши отличаются наличием сложного каркаса с большим числом соединений и узлов.

Работы по их сборке при желании выполняются своими силами, после изучения всех требований технологии.

Как называются элементы скатной кровли, что к ним относится и каковы методы соединения частей стропильной системы — читайте далее.

Что относится к элементам кровли?

Стандартная конструкция состоит из несущего стропильного каркаса и прослоек пирога. Среди основных элементов выделяют:

  • Скаты – плоскости кровли с уклоном от 8-10°. В свою очередь бывают вальмовыми (треугольными или подрезанными трапециевидными с чуть меньшей площадью) и основными.
  • Ребра – прямые линии пересечения скатов, формирующие углы крыши. Условно выделяют горизонтальное коньковое ребро (оно же – прогон или конек), образуемое в верхней линии крыши, накосные ребра и ендовы или разжелобки (западающие ребра или внутренние углы).
  • Карнизный свес – наклонный выступ скатов за пределы стен, обеспечивающий безопасный сход осадков и приток свежего воздуха для вентилирования многослойных пирогов.
  • Щипцы, фронтоны – выступы над основной плоскостью ската, формирующиеся в крышах со сложной конфигураций, в том числе – с целью установки окон и освещения внутреннего пространства.
  • Участки примыкания крыши с вертикальными основаниями.
  • Второстепенные элементы (слуховые и мансардные окна, желоба, снегозадержатели, люки, аэраторы и проходные конструкции), монтируемые с целью продления сроков службы скатной крыши или увеличения комфортности подкровельного пространства.

Больше об устройстве и монтаже стропильной системы мансардной крыши можно узнать здесь.

Сложность и стоимость строительства крыши напрямую зависит от числа и уклона скатов, планов на обустройство подкровельного пространства, наличия или отсутствия дополнительных архитектурных элементов. Подробно о том, как устанавливается уклон скатной кровли и рассчитывается площадь, читайте тут.

Жесткость и устойчивость каркаса обеспечивают дополнительные элементы, закрепляемые как в горизонтальной или вертикальной плоскости, так и под углом. Собранный каркас удерживает все слои кровельного пирога – изоляционные материалы, обрешетку и покрытие.

Основные узлы

К узлам скатной крыши относят все соединения элементов друг с другом, несущими и дополнительными опорами. Условно выделяют:

  • Узел крепления основных или укороченных ног к мауэрлату. При обустройстве этого узла акцент делается на максимально надежной привязке стропил без нарушения целостности и положения опорного бруса.
  • Узел крепления стропил в верхней зоне (к коньковому прогону в системе наслонного типа или друг к другу – висячего).
  • Узлы фиксации нарожников и укороченных стропил к диагональным. Выступающие ребра или ендовы испытывают повышенные нагрузки и по возможности делаются сдвоенными. Укороченные стропила формируют плоскости угловых скатов и крепятся к мауэрлату и угловым стропилам без нарушения целостности последних.
  • Узлы соединения с усиливающими и дополнительными элементами.
  • Зоны примыкания кровельных элементов к другим конструкциям дома.

На участках примыкания крыши к дымоходам, выступающим стенам и проходным элементам, каркас усиливается сплошными планками примыкания.

Кровельный пам пирог герметизируется с помощью накладок, уплотнителей, рулонной или обмазочной гидроизоляции.

  • Узел карнизного свеса, формирующийся выступающими частями стропил или наращиваемыми кобылками, лобовой доской (при наличии) и подшивкой.
  • Исполнение последнего узла зависит от назначения и типа скатной крыши. В частности, карнизные свесы могут быть укороченными (с обязательными в таких случаях водосточными желобами), коробчатыми, подшитыми по плоскости или под прямым углом к стенам или оставаться открытыми. Для утепленных крыш обязательное требование – обшить незащищенную поверхность карнизного свеса.

    Величина выступа зависит от ветровых нагрузок и осадков в регионе, полноценную защиту фасадных стен обеспечивает свес длиной в 40-50 см, но такое исполнение не всегда возможно.

    Как соединять части стропильной системы?

    В настоящий момент надежные, но дорогостоящие и сложные методы соединения типа врубки и выреза пазов уступают современным системам кровельных крепежей. Перфорированные пластины, уголки и крепежи сложной формы из оцинкованного металла позволяют сэкономить на сечении пиломатериалов и надежно соединяют все узлы скатной кровли.

    Из видео узнаете, как крепить узлы стропильной системы:

    С мауэрлатом

    Мауэрлат считается обязательным элементом при необходимости перераспределения распорной и весовой нагрузки на несущие стены из блоков, кирпича или панельных элементов.

    При выборе способа стыковки учитывается потребность в максимальной целостности опорного бруса (пазы могут делаться в стропильных элементах, с забором до 1/3 сечения, но не в мауэрлате) и минимизации влияния усадки и усушки каркаса из пиломатериалов (соединения делаются максимально жесткими и неподвижными).

    Оптимальные результаты при этом достигаются при предварительном зарубе или запиле части стропильной ноги по шаблону с последующим закреплением узла пластинами, уголками, скобами и болтами. В системах с накосными стропилами ноги часто усиливаются опорными брусками.

    В деревянных домах функции мауэрлата успешно выполняет верхний венец сруба. В этом случае (и аналогичных, с высокими рисками усадки стен под мауэрлатом) соединение рекомендуют делать скользящим, т.е. частично подвижным. Такое исполнение возможно при выполнении двух условий:

    • Использовании скользящих крепежей («салазки» или «ползуны»).
    • Максимально жестком и надежном соединении стропил в коньковой части.

    Альтернативой таким креплениям служит прочная проволока.

    Легкие кровли на каркасных домах могут и вовсе крепиться без мауэрлата, непосредственно к балкам перекрытий. Надежность соединения обеспечивают сквозные болты, хомуты, анкеры или металлические пластины.

    С коньковым прогоном

    Соединение стропильных ног коньковым прогоном в верхней зоне встречается в двускатных конструкциях с наслонными системами и их производных – многоскатных и щипцовых крышах. Коньковый брус в таких каркасах по сути является «хребтом» скатной крыши и повергается колоссальным нагрузкам, экономия на его сечении или надежности узла крепления не допускается.

    Края коньков опираются на стены фронтона или крайние опорные стойки, элемент монтируется строго по оси крыши. Способы его соединения со стропилами бывают разные, включая:

    • Соединение предварительно подрезанных по бокам и снизу элементов встык, с прихваткой стропил между собой бруском или металлической пластинкой и креплением их к коньку уголками (по 4 шт. на каждый узел, 2 – по обеим сторонам ног).
    • Использование специальных крепежных элементов охватывающих верхнюю часть стропил и сам конек. Такие крепежи изготавливаются из перфорированного металла и снижают нагрузку на узел.
    • Монтаж стропил с прямыми краями с помощью замковых крепежей из пластин и болтов. Такое соединение узла оптимально при жесткой привязке стропил к нижней части и свободной – в верхней.
    • Крепление уголками и гвоздями на балку, без прихватывания подрезанных и плотно стыкующихся стропил между собой.

    Монтаж висячих стропилин

    В системах без горизонтального конькового прогона стропила опираются друг на друга и соединяются:

    • Встык после подрезки под углом, с усилением узла деревянными или металлическими накладками.
    • Системой «шип-паз» (способ подходит только для опытных плотников).
    • Выемками вполдерева, после подреза половины ширины стропилин с разных сторон, с прихваткой, нагелем или гвоздями.
    • Внахлест, с дополнительным укреплением сквозными шпильками и гайкой.

    Вне зависимости от выбранного способа система с висячими стропилами укрепляется горизонтальными затяжками, как в верхней, так и в нижней части. Верхние ригели укрепляются металлическими пластинами или опорным брусом, без нарушения целостности стропилины. Нижние затяжки фиксируются перфорированными уголками сложной формы.

    Другие детали

    Помимо вышеперечисленных соединений в кровельной системе скатных крыш встречаются:

    • Узлы сращивания стропил по длине.
    • Соединения с опорными вертикальными стойками – под прогоном или под самими стропилами при длине прогона свыше 6 м.
    • Узлы крепления усиливающих и дополнительных элементов.
    • Соединения с кобылками.

    Завершающие крепежные работы

    На последних этапах сборки каркаса проверяется проектное положение элементов и исправляются любые недочеты. Отдельное внимание уделяется финишной привязке стропилин – в районах со средними или малыми ветровыми нагрузками скобами или проволокой прихватывается каждый второй элемент, в регионах с рисками ураганов – каждый без исключений.

    Это же относится к скатам со значительной площадью или уклоном, и как следствие – повышенной парусностью.

    Заключение

    В заключение стоит отметить, что приведенные способы актуальны при сборке каркаса скатной крыши из пиломатериалов. При работе с металлопрофилем узлы соединяются максимально жестко, с помощью сварочного аппарата или сквозных крепежей.

    Что относится к основным узлам и элементам скатной крыши: название, назначение и соединение частей стропильной системы

    Скатные крыши отличаются наличием сложного каркаса с большим числом соединений и узлов.

    Работы по их сборке при желании выполняются своими силами, после изучения всех требований технологии.

    Как называются элементы скатной кровли, что к ним относится и каковы методы соединения частей стропильной системы — читайте далее.

    Что относится к элементам кровли?

    Стандартная конструкция состоит из несущего стропильного каркаса и прослоек пирога. Среди основных элементов выделяют:

    • Скаты – плоскости кровли с уклоном от 8-10°. В свою очередь бывают вальмовыми (треугольными или подрезанными трапециевидными с чуть меньшей площадью) и основными.
    • Ребра – прямые линии пересечения скатов, формирующие углы крыши. Условно выделяют горизонтальное коньковое ребро (оно же – прогон или конек), образуемое в верхней линии крыши, накосные ребра и ендовы или разжелобки (западающие ребра или внутренние углы).
    • Карнизный свес – наклонный выступ скатов за пределы стен, обеспечивающий безопасный сход осадков и приток свежего воздуха для вентилирования многослойных пирогов.
    • Щипцы, фронтоны – выступы над основной плоскостью ската, формирующиеся в крышах со сложной конфигураций, в том числе – с целью установки окон и освещения внутреннего пространства.
    • Участки примыкания крыши с вертикальными основаниями.
    • Второстепенные элементы (слуховые и мансардные окна, желоба, снегозадержатели, люки, аэраторы и проходные конструкции), монтируемые с целью продления сроков службы скатной крыши или увеличения комфортности подкровельного пространства.

    Больше об устройстве и монтаже стропильной системы мансардной крыши можно узнать здесь.

    Сложность и стоимость строительства крыши напрямую зависит от числа и уклона скатов, планов на обустройство подкровельного пространства, наличия или отсутствия дополнительных архитектурных элементов. Подробно о том, как устанавливается уклон скатной кровли и рассчитывается площадь, читайте тут.

    Жесткость и устойчивость каркаса обеспечивают дополнительные элементы, закрепляемые как в горизонтальной или вертикальной плоскости, так и под углом. Собранный каркас удерживает все слои кровельного пирога – изоляционные материалы, обрешетку и покрытие.

    Основные узлы

    К узлам скатной крыши относят все соединения элементов друг с другом, несущими и дополнительными опорами. Условно выделяют:

    • Узел крепления основных или укороченных ног к мауэрлату. При обустройстве этого узла акцент делается на максимально надежной привязке стропил без нарушения целостности и положения опорного бруса.
    • Узел крепления стропил в верхней зоне (к коньковому прогону в системе наслонного типа или друг к другу – висячего).
    • Узлы фиксации нарожников и укороченных стропил к диагональным. Выступающие ребра или ендовы испытывают повышенные нагрузки и по возможности делаются сдвоенными. Укороченные стропила формируют плоскости угловых скатов и крепятся к мауэрлату и угловым стропилам без нарушения целостности последних.
    • Узлы соединения с усиливающими и дополнительными элементами.
    • Зоны примыкания кровельных элементов к другим конструкциям дома.

    На участках примыкания крыши к дымоходам, выступающим стенам и проходным элементам, каркас усиливается сплошными планками примыкания.

    Кровельный пам пирог герметизируется с помощью накладок, уплотнителей, рулонной или обмазочной гидроизоляции.

  • Узел карнизного свеса, формирующийся выступающими частями стропил или наращиваемыми кобылками, лобовой доской (при наличии) и подшивкой.
  • Исполнение последнего узла зависит от назначения и типа скатной крыши. В частности, карнизные свесы могут быть укороченными (с обязательными в таких случаях водосточными желобами), коробчатыми, подшитыми по плоскости или под прямым углом к стенам или оставаться открытыми. Для утепленных крыш обязательное требование – обшить незащищенную поверхность карнизного свеса.

    Величина выступа зависит от ветровых нагрузок и осадков в регионе, полноценную защиту фасадных стен обеспечивает свес длиной в 40-50 см, но такое исполнение не всегда возможно.

    Как соединять части стропильной системы?

    В настоящий момент надежные, но дорогостоящие и сложные методы соединения типа врубки и выреза пазов уступают современным системам кровельных крепежей. Перфорированные пластины, уголки и крепежи сложной формы из оцинкованного металла позволяют сэкономить на сечении пиломатериалов и надежно соединяют все узлы скатной кровли.

    Из видео узнаете, как крепить узлы стропильной системы:

    С мауэрлатом

    Мауэрлат считается обязательным элементом при необходимости перераспределения распорной и весовой нагрузки на несущие стены из блоков, кирпича или панельных элементов.

    При выборе способа стыковки учитывается потребность в максимальной целостности опорного бруса (пазы могут делаться в стропильных элементах, с забором до 1/3 сечения, но не в мауэрлате) и минимизации влияния усадки и усушки каркаса из пиломатериалов (соединения делаются максимально жесткими и неподвижными).

    Оптимальные результаты при этом достигаются при предварительном зарубе или запиле части стропильной ноги по шаблону с последующим закреплением узла пластинами, уголками, скобами и болтами. В системах с накосными стропилами ноги часто усиливаются опорными брусками.

    В деревянных домах функции мауэрлата успешно выполняет верхний венец сруба. В этом случае (и аналогичных, с высокими рисками усадки стен под мауэрлатом) соединение рекомендуют делать скользящим, т.е. частично подвижным. Такое исполнение возможно при выполнении двух условий:

    • Использовании скользящих крепежей («салазки» или «ползуны»).
    • Максимально жестком и надежном соединении стропил в коньковой части.

    Альтернативой таким креплениям служит прочная проволока.

    Легкие кровли на каркасных домах могут и вовсе крепиться без мауэрлата, непосредственно к балкам перекрытий. Надежность соединения обеспечивают сквозные болты, хомуты, анкеры или металлические пластины.

    С коньковым прогоном

    Соединение стропильных ног коньковым прогоном в верхней зоне встречается в двускатных конструкциях с наслонными системами и их производных – многоскатных и щипцовых крышах. Коньковый брус в таких каркасах по сути является «хребтом» скатной крыши и повергается колоссальным нагрузкам, экономия на его сечении или надежности узла крепления не допускается.

    Края коньков опираются на стены фронтона или крайние опорные стойки, элемент монтируется строго по оси крыши. Способы его соединения со стропилами бывают разные, включая:

    • Соединение предварительно подрезанных по бокам и снизу элементов встык, с прихваткой стропил между собой бруском или металлической пластинкой и креплением их к коньку уголками (по 4 шт. на каждый узел, 2 – по обеим сторонам ног).
    • Использование специальных крепежных элементов охватывающих верхнюю часть стропил и сам конек. Такие крепежи изготавливаются из перфорированного металла и снижают нагрузку на узел.
    • Монтаж стропил с прямыми краями с помощью замковых крепежей из пластин и болтов. Такое соединение узла оптимально при жесткой привязке стропил к нижней части и свободной – в верхней.
    • Крепление уголками и гвоздями на балку, без прихватывания подрезанных и плотно стыкующихся стропил между собой.

    Монтаж висячих стропилин

    В системах без горизонтального конькового прогона стропила опираются друг на друга и соединяются:

    • Встык после подрезки под углом, с усилением узла деревянными или металлическими накладками.
    • Системой «шип-паз» (способ подходит только для опытных плотников).
    • Выемками вполдерева, после подреза половины ширины стропилин с разных сторон, с прихваткой, нагелем или гвоздями.
    • Внахлест, с дополнительным укреплением сквозными шпильками и гайкой.

    Вне зависимости от выбранного способа система с висячими стропилами укрепляется горизонтальными затяжками, как в верхней, так и в нижней части. Верхние ригели укрепляются металлическими пластинами или опорным брусом, без нарушения целостности стропилины. Нижние затяжки фиксируются перфорированными уголками сложной формы.

    Другие детали

    Помимо вышеперечисленных соединений в кровельной системе скатных крыш встречаются:

    • Узлы сращивания стропил по длине.
    • Соединения с опорными вертикальными стойками – под прогоном или под самими стропилами при длине прогона свыше 6 м.
    • Узлы крепления усиливающих и дополнительных элементов.
    • Соединения с кобылками.

    Завершающие крепежные работы

    На последних этапах сборки каркаса проверяется проектное положение элементов и исправляются любые недочеты. Отдельное внимание уделяется финишной привязке стропилин – в районах со средними или малыми ветровыми нагрузками скобами или проволокой прихватывается каждый второй элемент, в регионах с рисками ураганов – каждый без исключений.

    Это же относится к скатам со значительной площадью или уклоном, и как следствие – повышенной парусностью.

    Заключение

    В заключение стоит отметить, что приведенные способы актуальны при сборке каркаса скатной крыши из пиломатериалов. При работе с металлопрофилем узлы соединяются максимально жестко, с помощью сварочного аппарата или сквозных крепежей.

    Устройство стропильной системы крыши и ее узлы

    Я Михаил, директор компании, работаю исключительно с кровлями более 15 лет. Ниже расскажу вам о тонкостях и секретах материалов для крыши. Возникнут вопросы с радостью отвечу и помогу .
    Михаил, ООО «СТМ-Строй»

    Чтобы возвести каркас крыши, скорее всего вы будете использовать стропильную систему. Она достаточно надежна и проверена веками. К томуж же в такой системе можно использовать большое количество различных видов материалов.

    Прежде всего, разберемся: от чего зависит надежность стропильной системы:

    • от правильного выбора типа стропильной системы
    • от прочности соединений в узлах стропильной системы
    • от точности инженерных расчетов проектируемых нагрузок на крышу
    • от правильного выбора материала
    • от профессионализма плотников

    Исходя из этого, можно сделать вывод, что монтаж стропильной системы недопустим без соответствующих расчетов, проектирования и составления плана стропильной системы и соответствующего профессионального опыта исполнителей. Не думаю, что строительство стропильной системы кустарным способом позволит получить действительно надежную крышу над головой.

    Узлы стропильной системы и ее общий план

    Общая конструкция стропильной системы – ее тип и наличие тех или иных узлов и элементов определяется исходя из:

    • проектируемой формы крыши
    • размеров перекрываемого пространства
    • наличия и расположения внутренних несущих стен или опор

    Рассмотрим стропильные конструкции на примере простых двухскатных крыш с различным расстоянием между несущими стенами.

    До 6 метров

    Для перекрываемого пролета длиной до 6 метров я советую строить простейшую наслонную стропильную систему, в которой стропила опираются непосредственно на мауэрлат (опорный брус по периметру дома). Жесткости этой конструкции вполне хватает для монтажа кровли из любого материала. При этом расход материалов для стропильной системы – минимальный.

    До 8 метров

    Если же расстояние между несущими стенами до 8 метров – я рекомендую связывать противоположные стропила ригелем.

    12 метров и более

    Еще один вариант наслонной стропильной системы – с использованием промежуточных стоек, опирающихся на внутренние стены или столбы. Если возможно устройство одной опоры для кровли – такая стропильная система может перекрыть расстояние между внешними стенами в 12 метров, а при наличии двух дополнительных опор – до 16 метров.

    Для строения с расстоянием между несущими стенами до 12 метров (при отсутствии внутренних опор) я выбираю висячую стропильную конструкцию, в которой стропила опираются на сплошную (в крайних случаях – составную) затяжку, а затяжка – на мауэрлат.

    Основными узлами для такой конструкции будут следующие:

    • коньковый узел,
    • узел опирания стропил,
    • узел «балка-стойка-подкосы»,
    • узел «стропило-подкос-стойка».

    и другие узлы, в зависимости от наличия или отсутствия в конструкции ригелей, затяжки и т.д.

    Определившись с общей конструкцией и основными узлами, я составляю план стропильной системы, который является частью проекта.

    Наши работы

    Технология устройства стропильной системы

    После утверждения проекта начинаются монтажные работы. Технология устройства стропильной системы, в принципе одинакова для всех типов кровель и включает следующие операции:

    1. Установка мауэрлата. Обычно я укладываю опорный брус на двойной слой рубероида (ил другой влагоизоляционный материал), чтобы предохранить древесину от гниения. Крепить мауэрлат к стене можно по-разному, но я предпочитаю делать это с использованием закладных шпилек – на мой взгляд, это наиболее надежный вариант. Хотя можно и привязывать хомутами к анкерам в стене.

    2. Установка основных (крайних) стропил. Это особо важный этап строительства стропильной конструкции – от него зависит правильность плоскости ската. Я проверяю плоскость двумя диагональными шнурами: при правильной установке шнуры лишь слегка соприкасаются в точке пересечения.

    3. Установка промежуточных стропил. Здесь могут быть различные варианты.

    Обратите внимание

    Но в любом случае соотношение размеров промежутков и сечения стропильных ног должно обеспечивать проектную прочность всей конструкции. Чтобы обеспечить точность врезки деталей в узлах я использую шаблон, хотя иногда необходима и ручная подгонка деталей.

    4. Установка конькового бруса. В некоторых случаях (особенно, когда угол наклона ската крыши небольшой), я монтирую прочный коньковый прогон, на который передается часть нагрузки от стропил. Таким образом, обеспечивается большая прочность конструкции. Такой прогон крепится к фронтонам или опирается на вертикальные стойки.

    5. Монтаж утеплителя. Этот этап зависит от выбора утеплителя. Главное при этом обеспечить защиту утеплителя от наружной влаги и конденсата.

    6. Монтаж обрешетки. Вид и материал обрешетки зависит от выбранного кровельного материала. Для мягкой черепицы, рулонных видов покрытия и металлочерепицу я рекомендую сплошное покрытие из толстой многослойной фанеры или ОСП. Под черепицу цементно-песчаную или керамическую, а также стальную кровлю не обязательно сплошное покрытие.

    Здесь я исхожу из размеров элементов кровли: важно, чтобы стыки не «висели» в воздухе, а опирались на обрешетку. Если для обрешетки берется доска, я не использую сырую или слишком широкую. Так как со временем обрешетка начинает коробиться и крепление кровельного материала ослабевает.

    7. Монтаж кровельного покрытия. Я работаю с различными материалами. Здесь предпочтение отдается вкусу хозяина и достаточной надежности защиты от осадков. Шиферное и черепичное покрытие для пологих скатов я бы не советовал.

    Статьи по теме

    В любом случае, я считаю, что монтаж стропильной конструкции должен осуществлять специалист. Особенно если это касается врубки и соединений в узлах.

    Если планируете устройство крыши на доме, могу предложить свои услуги. Обращайтесь по телефону: +7 (495) 795-82-20 , я приеду, все посчитаю и расскажу. Я со своей бригадой всегда готов сделать свою работу качественно и оперативно.

    Желаете получить надежную защиту для своего дома, которая прослужит Вам не одно десятилетие, практически без ремонта кровли – заказывайте монтаж стропильной системы у нас!

    Дополнительные материалы по теме

    Готов ответить на все вопросы, касающиеся устройства вальмовой стропильной системы – обращайтесь, всегда рад оказать помощь.

    Ваши отзывы, комментарии, вопросы

    Уважаемые посетители! В комментариях мы периодически, по мере занятости, будем отвечать на Ваши вопросы. Чтобы мы ответили Вам оперативно (в течении часа) вы можете: позвонить +7 (495) 795-82-20, +7 (916) 072-17-82, написать личное сообщение или оставить заявку на бесплатную консультацию по телефону.

    0 0 голоса

    Рейтинг статьи

    Новосибирский государственный архитектурно-строительный университет — Сибстрин

    25 ноября на базе НГАСУ (Сибстрин) пройдет Спартакиада по самбо среди студентов вузов, посвященная Всероссийскому дню самбо

    25 ноября 2021 года (четверг) на базе кафедры Физвоспитания состоится спортивно-оздоровительное мероприятие – Спартакиада НГАСУ (Сибстрин) по самбо среди студентов высших учебных заведений, посвященная Всероссийскому дню самбо. Цель соревнований: активизация спортивно-оздоровительной, внеучебной и воспитательной работы в университете, развитие социальной активности обучающихся, укрепление дружеских связей между студентами города Новосибирска. Место проведения: главный корпус, 4-й этаж, 421 кабинет (зал борьбы) Время проведения: начало в 18.00 Мероприятие пройдет с соблюдением мер эпидемиологической безопасности в соответствии с требованиями Роспотребнадзора РФ по профилактике заболеваемости коронавирусной инфекцией.

    Кафедра иностранных языков НГАСУ (Сибстрин) приглашает принять участие в диктанте по английскому языку

    Приглашаем студентов и магистрантов НГАСУ (Сибстрин) принять участие в Диктанте по английскому языку среди студентов вузов, организаций среднего профессионального образования и школьников Российской Федерации. Диктант проводится Департаментом по молодежной политике совместно с Институтом международных отношений Казанского федерального университета с целью мотивации молодежи к изучению иностранных языков как средству международного общения и повышению грамотности и уровня владения языковыми нормами английского языка. В 2020 году к Диктанту присоединились более 22000 обучающихся из 79 регионов России, а также Швеции, Украины, Беларуси, Казахстана и Туркменистана. Диктант пройдет на площадке НГАСУ (Сибстрин) в очном формате 7 декабря 2021 года в 14.00 в 306 аудитории.

    Материалы и соединения в деревянных конструкциях

    Эта книга содержит материалы Международного симпозиума RILEM по материалам и соединениям в деревянных конструкциях , который проходил в Штутгарте, Германия, с 8 по 10 октября 2013 года. В нем рассказывается о последних изменениях в материалах и соединения, используемые в современных деревянных конструкциях. Что касается основных древесных материалов, то вклады подчеркивают расширенный спектр продукции, состоящей из поперечно-клееной древесины, клееного бруса и LVL из твердых пород дерева и блочных клееных элементов.Древесно-бетонные смеси, древесные композиты на цементной основе и инновационные легкие конструкции представляют собой все более широко используемые альтернативы для полов, мостов и фасадов. Что касается технологий соединения, представлены значительные достижения как в механических соединениях, так и в клеевых соединениях. Саморезы создали беспрецедентные возможности для надежных, прочных и пластичных соединений и технологий армирования. Что касается клеев, которые составляют основу технологии соединения / ламинирования современных деревянных изделий, необходимо указать расширенные возможности для индивидуальных решений по склеиванию.Помимо меламино-мочевинных и феноло-резорциновых клеев, однокомпонентные полиуретаны, эмульсионные изоцианатные полимеры и эпоксидные смолы предлагают широкий спектр возможностей. Материалы, посвященные экспериментальным и численным исследованиям статического, циклического и сейсмического поведения конструкций, ясно показывают расширенный потенциал современного деревянного строительства для надежных и устойчивых зданий и мостов нового тысячелетия.

    Книга разделена на девять тематических областей:

    I) Структуры

    II) Механические соединения

    III) Клееные соединения и клеи

    IV) Древесина и бетон / цемент / полимерные композиты

    V) Циклические, сейсмические Поведение

    VI) Твердая древесина, модифицированная древесина и бамбук

    VII) Клееный брус

    VIII) Свойства и испытания древесины

    IX) Клееный брус

    Материалы на основе бамбука Долговечность и огнестойкость клееных древесных материалов Механическое поведение Обработка поверхности RILEM Фасады на основе древесины Деревянные конструкции Деревянные конструкции Древесно-бетонные смеси Обработанная древесина Поперечно-клееная древесина

    Последние разработки в области технологий (RILEM Bookseries, 9): Aicher, Simon, Reinhardt, H.-W., Гаррехт, Харальд: 9789402406917: Amazon.com: Книги

    Эта книга содержит материалы Международного симпозиума RILEM по материалам и соединениям в деревянных конструкциях , который проходил в Штутгарте, Германия, с 8 по 10 октября 2013 года. В нем рассказывается о последних разработках в материалах и соединениях, используемых в современных деревянных конструкциях. . Что касается основных древесных материалов, то вклады подчеркивают расширенный спектр продукции, состоящей из поперечно-клееной древесины, клееного бруса и LVL из твердых пород дерева и блочных клееных элементов.Древесно-бетонные смеси, древесные композиты на цементной основе и инновационные легкие конструкции представляют собой все более широко используемые альтернативы для полов, мостов и фасадов. Что касается технологий соединения, представлены значительные достижения как в механических соединениях, так и в клеевых соединениях. Саморезы создали беспрецедентные возможности для надежных, прочных и пластичных соединений и технологий армирования. Что касается клеев, которые составляют основу технологии соединения / ламинирования современных деревянных изделий, необходимо указать расширенные возможности для индивидуальных решений по склеиванию.Помимо меламино-мочевинных и феноло-резорциновых клеев, однокомпонентные полиуретаны, эмульсионные изоцианатные полимеры и эпоксидные смолы предлагают широкий спектр возможностей. Материалы, посвященные экспериментальным и численным исследованиям статического, циклического и сейсмического поведения конструкций, ясно показывают расширенный потенциал современного деревянного строительства для надежных и устойчивых зданий и мостов нового тысячелетия.

    Книга разделена на девять тематических областей:

    I) Структуры

    II) Механические соединения

    III) Клееные соединения и клеи

    IV) Древесина и бетон / цемент / полимерные композиты

    V) Циклические, сейсмические Поведение

    VI) Твердая древесина, модифицированная древесина и бамбук

    VII) Клееный брус

    VIII) Свойства и испытания древесины

    IX) Клееный брус

    % PDF-1.7 % 1 0 объект > эндобдж 3 0 obj / CreationDate (D: 20151115230254Z00’00 ‘) / Создатель / Ключевые слова / ModDate (D: 20151115230254Z00’00 ‘) / Производитель (Foxit PDF Creator, версия 3.1.0.1210) /Тема /Заголовок >> эндобдж 2 0 obj > эндобдж 4 0 obj > / Затенение> / XObject> / ColorSpace> / ExtGState> >> / Тип / Страница / Аннотации [41 0 R] >> эндобдж 5 0 obj > / Затенение> / XObject> / ColorSpace> / ExtGState> >> / Тип / Страница >> эндобдж 6 0 obj > / Затенение> / XObject> / ColorSpace> / ExtGState> >> / Тип / Страница >> эндобдж 7 0 объект > / Затенение> / XObject> / ColorSpace> / ExtGState> >> / Тип / Страница >> эндобдж 8 0 объект > / Затенение> / XObject> / ColorSpace> / ExtGState> >> / Тип / Страница >> эндобдж 9 0 объект > / Затенение> / XObject> / ColorSpace> / ExtGState> >> / Тип / Страница >> эндобдж 10 0 obj > / Затенение> / XObject> / ColorSpace> / ExtGState> >> / Тип / Страница >> эндобдж 11 0 объект > / Затенение> / XObject> / ColorSpace> / ExtGState> >> / Тип / Страница >> эндобдж 12 0 объект > / Затенение> / XObject> / ColorSpace> / ExtGState> >> / Тип / Страница >> эндобдж 13 0 объект > / Затенение> / XObject> / ColorSpace> / ExtGState> >> / Тип / Страница >> эндобдж 14 0 объект > / Затенение> / XObject> / ColorSpace> / ExtGState> >> / Тип / Страница >> эндобдж 15 0 объект > / Затенение> / XObject> / ColorSpace> / ExtGState> >> / Тип / Страница >> эндобдж 16 0 объект > / Затенение> / XObject> / ColorSpace> / ExtGState> >> / Тип / Страница >> эндобдж 17 0 объект > / Затенение> / XObject> / ColorSpace> / ExtGState> >> / Тип / Страница >> эндобдж 18 0 объект > / Затенение> / XObject> / ColorSpace> / ExtGState> >> / Тип / Страница >> эндобдж 19 0 объект > / Затенение> / XObject> / ColorSpace> / ExtGState> >> / Тип / Страница >> эндобдж 20 0 объект > / Затенение> / XObject> / ColorSpace> / ExtGState> >> / Тип / Страница >> эндобдж 21 0 объект > / Затенение> / XObject> / ColorSpace> / ExtGState> >> / Тип / Страница >> эндобдж 22 0 объект > / Затенение> / XObject> / ColorSpace> / ExtGState> >> / Тип / Страница >> эндобдж 23 0 объект > / Затенение> / XObject> / ColorSpace> / ExtGState> >> / Тип / Страница >> эндобдж 24 0 объект > / Затенение> / XObject> / ColorSpace> / ExtGState> >> / Тип / Страница >> эндобдж 25 0 объект > / Затенение> / XObject> / ColorSpace> / ExtGState> >> / Тип / Страница >> эндобдж 26 0 объект > / Затенение> / XObject> / ColorSpace> / ExtGState> >> / Тип / Страница >> эндобдж 27 0 объект > / Затенение> / XObject> / ColorSpace> / ExtGState> >> / Тип / Страница >> эндобдж 28 0 объект > транслировать x] ͖q) R qDwBq0mǫp «PʡĘb, A 㢻 f.sng) = L $ 5 = Ntg ‘ݐ> #% oj}> M; | _ + O {ke? I | \. 㓃 1 ؓ (! T4pOh

    > A05>

    Какие типы столярных изделий для деревянных домов?

    Птичий пасть Сложный разрез, сделанный в хвостовой части или внизу стропила, который позволяет дереву выходить за верхнюю пластину стены и за нее, обеспечивая большую опорную и крепежную поверхность.

    стык

    Одно из наименее сложных соединений, в котором ответные части имеют квадратную форму и просто стыкуются друг с другом.Поскольку это соединение имеет небольшую внутреннюю прочность и зависит от силы тяжести или крепежа, чтобы оставаться на месте, он обычно ограничивается пересечениями, которые не подвержены движению или сильным противодействующим силам, например, там, где деревянные стойки опираются на горизонтальные балки.

    См. Также Деревянный каркас 101: Что такое деревянный каркасный дом?

    ласточкин хвост

    Часто используемый сустав, который включает веерообразный бивень или шип, который входит в прорезь кармана аналогичной формы и сцепляется с ней.Клиновидная форма этого чрезвычайно прочного соединения предотвращает смещение или расслоение соединенных друг с другом бревен.

    Круг

    Соединение, в котором концы двух бревен обрезаются под одинаковыми углами и просто накладываются друг на друга или «внахлест», а затем скрепляются друг с другом. Поскольку направление волокон древесины сопрягаемых деталей является параллельным, эти стыки легко скрыть и часто незаметны. Соединения внахлест обычно используются для удлинения или удлинения бруса на длинных горизонтальных участках.

    Врезка и шип

    Часто используемый стык в деревянных каркасах, он включает в себя охватываемый конец (шип), нарезанный на конце одного бруса, который подходит к квадратному вырезу, соответствующему охватывающему гнезду (пазу). Как и многие соединения деревянного каркаса, он часто фиксируется на месте с помощью дюбелей из твердой древесины или колышков, называемых стволами («гвозди для дерева»).

    Карманный вырез

    Подобно пазу, эта совместная емкость обычно «открыта» в двух измерениях; вырезанный на боковой или верхней поверхности древесины, он предназначен для получения шипа или бивня идентичной формы, сформированного на конце сопрягаемой древесины.

    Сиденье для стропил со ступенчатым перекрытием

    Улучшенный тип соединения «птичий рот» и перекрытия, он обычно включает дополнительные разрезы в стропиле и пластине, чтобы противостоять толчкам вниз и наружу, а также движениям из стороны в сторону.

    См. Также Что такое деревянный каркас?

    Плечо

    Вырез, вырезанный на поверхности стыка; эта дополнительная грань увеличивает несущую способность балки за счет передачи направленной вниз силы непосредственно на стойку, в то время как шип сустава сопротивляется боковой нагрузке или растяжению.

    Язык и вилка

    Специализированное соединение, часто используемое для соединения верхних концов стропил, которые встречаются, образуя пик или фронтон. Один конец бруса разрезается в виде открытой U-образной формы (вилка), а единственный язычок, образованный на пересекающейся древесине, плотно входит в пространство между концами вилки.

    Как спроектировать и построить деревянную конструкцию со скрытыми соединениями

    Как спроектировать и построить деревянную конструкцию со скрытыми соединениями

    Casa Peumayen / Aguilo + Pedraza.Изображение © Timber ShareShare
    • Facebook

    • Twitter

    • Pinterest

    • Whatsapp

    • www.com/mail 05

      aily.com 914439 / how-to-design-and-build-a-Wooden-structure-with-hidden-сочленения

      Новые технологии в цифровом строительстве, в частности системы числового программного управления (ЧПУ), меняют способ проектирования и строительства деревянных конструкций .Их высокий уровень точности позволяет нам создавать идеальные сборки — без винтов и видимых металлических конструкций — в результате чего получаются прочные, простые в сборке и чрезвычайно хорошо организованные конструкции. Мы поговорили с экспертами компании Timber, чтобы лучше понять процесс строительства деревянной конструкции и составить список ключевых советов при ее проектировании.

      + 25

      Casa Peumayen / Aguilo + Pedraza. Image © Timber

      1. Выберите виды древесины, которые можно легко механизировать, и четко обозначьте их сечения.

      Чтобы механизировать деревянную конструкцию, нужно помнить, какую древесину вы хотите использовать, и четко различать ее сечения. Это поможет предотвратить изменения на более поздних этапах вашего проекта.

      Удивительно, но многие архитекторы проектируют свои конструкции с секциями, которые даже не существуют — благодаря расчетам, выполненным в соответствии с требованиями к прочности и жесткости, или потому, что древесина, выбранная для проекта, не может быть механизирована, что приводит к необходимости изменения всей системы как только все выложено.Если у вас нет опыта работы с подобными структурами, было бы разумно проконсультироваться с экспертами, которые помогут вам в этом процессе.

      Профили типовые для столбов и деревянных балок. Image © Timber © Timber

      2. Изучите различные породы древесины, чтобы понять их свойства и то, как они меняются с течением времени.

      Чтобы дать вам пример, мы сравним свойства сосны Монтеррей и сосны Орегона, посмотрев на их многослойную или твердую древесину.

      Сосна орегонская обладает высокой устойчивостью к влажности, термитам и плесени, что делает ее рекомендуемым выбором для наружных конструкций.Однако, как и древесина твердых пород, после укладки Орегонская сосна имеет тенденцию к постоянному смещению, что приводит к повреждениям и деформациям, которые трудно исправить. Сосна монтеррейская, с другой стороны, более стабильна и лучше подходит для этого типа использования.

      Если это укладывается в ваш бюджет, мы рекомендуем вам выбирать ламинированные форматы, поскольку они остаются неизменными с момента установки, будь то Oregon или Monterrey Pine. Тем не менее, существует также множество вариантов натуральной отделки на выбор, которые обеспечивают еще большую защиту и долговечность всех видов древесины и могут прослужить до 15 лет.

      CFT ARAUCO DUOCUC / Архитекторы GDN. Изображение © Арье Корнфельд CFT ARAUCO DUOCUC / GDN Architects

      3. Обдумайте расположение вашего проекта и его устойчивость к набуханию из-за влаги.

      Если вы выберете древесину, высушенную в камере, степень влажности готовых конструкций должна оставаться стабильной, независимо от расположения конструкции. Однако, если ваш проект находится на берегу моря или во влажной среде, можно изменить допуск древесины, например уменьшить ее размеры на несколько миллиметров, чтобы предотвратить набухание от контакта с водой.

      Конюшни и склад Эль-Галено / Пеньяфьель и Вальдивьесо-Аркитектос. Изображение © Francisco Croxatto Viviani

      4. Чем больше кусок дерева, тем выше его огнестойкость.

      Что касается конструкций, то ламинированная древесина более устойчива к возгоранию, чем сталь, поскольку горят только ее внешние слои.

      Например, если требуется огнестойкость R30 (это означает, что конструкция будет продолжать выполнять свои функции в течение не менее 30 минут) и в конструкции есть кусок дерева размером 42×150 мм, вы можете добавить до 1 минуты сопротивления, увеличив раздел на 0.7 миллиметров. Это означает, что вы должны добавить 0,7 мм, чтобы получить сопротивление в течение одной минуты. Например, чтобы перейти с R30 на R60, вам следует увеличить толщину древесины на 2,1 см.

      © Древесина

      5. Функциональность и красота скрытых соединений

      Наряду с традиционной обработкой металла существует ряд скрытых соединений и узлов, которые можно прикрепить болтами или другими металлическими деталями, соединяя дерево с деревом или дерево с другим материалы, такие как бетон.

      © Timber

      Резка с ЧПУ обеспечивает высокий уровень точности, снижая общие затраты на проект.Как правило, конструкцию можно легко смоделировать с помощью программного обеспечения Cadwork, совместимого с Revit и другими станками с ЧПУ.

      © Timber

      Некоторые из наиболее часто используемых комбинаций включают:

      Соединение «ласточкин хвост»
      Сделано с вырезом трапециевидной формы, один из крайних концов всегда шире других.

      Соединение «ласточкин хвост». Изображение © Timber Соединение «ласточкин хвост». Image © Timber

      Врезное и шипованное соединение
      Достигается путем точного разрезания одной из частей, позволяя плотно соединить другую часть с другой.

      Врезное и теноновое соединение. Изображение © Timber Врезной и шиповидный соединения. Image © Timber

      Скрытые металлические соединители
      Они соединяют дерево с другими материалами, такими как бетон.

      Скрытые металлические соединители. Изображение © Timber Скрытые металлические соединители. Image © Timber

      6. Управление проектированием с помощью четких правил может снизить проектные затраты.

      Всегда важно учитывать нормы при проектировании. Если нормы кажутся неполными или неясными, можно обратиться к более продвинутым нормам, установленным другими странами, что обеспечит эффективность вашей структуры.Например, Еврокод 5, который охватывает все аспекты проектирования и строительства деревянных конструкций, является хорошим руководством для проектов такого типа.

      Когда нормы оставляют слишком много места для случайностей и спекуляций, инженеры стремятся увеличить процент безопасности за счет ненужных добавлений в конструкцию.

      © Timber © Timber

      Нажмите на изображение, чтобы подробно ознакомиться с различными деталями и соединениями, представленными в этой статье, которые используются в Доме Пеумайен от Aguilo + Pedraza Arquitectos:

      Casa Peumayen / Aguilo + Pedraza.Image © Timber

      Дюбельные соединения в деревянных конструкциях

      Определение

      Дюбели — одни из самых распространенных соединителей. В основном они состоят из одного или нескольких стальных цилиндрических дюбелей, вставленных в совмещенные отверстия различных элементов.Дюбели передают нагрузки между элементами, подвергаясь воздействию противоположных сжимающих сил в зоне контакта с каждым элементом. Это заставляет дюбели работать под действием изгибающих моментов и поперечных сил. Существует практически бесконечное количество возможных конфигураций шпоночных соединений.

      1. Введение

      Дерево использовалось в качестве строительного материала на протяжении тысячелетий, вплоть до двадцатого века, когда его значение в этой области затмилось появлением и развитием других материалов, таких как сталь и бетон.Тем не менее, достижения в области новых и более устойчивых материалов на основе древесины, характеризующихся экологическими преимуществами, повышенной прочностью и устойчивостью к агрессивным средам, а также сейсмостойкостью [1] , возродили интерес к строительству деревянных конструкций, число которых определенно возросло. Одним из наиболее широко используемых продуктов на основе древесины является конструкционный ламинат. Он формируется путем склеивания нескольких деревянных слоев, расположенных в направлении волокон [2] .Склеивание выполняется с помощью клея, такого как полиуретан, и формируется в процессе прессования, описанном в стандарте [3] . В соответствии со стандартами [4] , породами древесины, подходящими для изготовления конструкционных слоистых пород древесины, являются ель европейская (Picea abies) [5] [6] , пихта пихта (Abies alba) [7] , Сосна обыкновенная (Pinus sylvestris) [8] , сосна орегонская (Pseudotsuga menziesii), сосна черная (Pinus nigra), лиственница европейская (Larix decidua), сосна приморская (Pinus pinaster) [9] , тополь (Populus robusta) , Populus alba), сосна лучистая (Pinus radiata) [10] , ель ситкинская (Picea sitchensis), тсуга западная (Tsuga heterophylla) [11] , красный кедр западный (Thuja plicata) и желтый кедр (Chamaecyparis nootkatensis) .Как и в случае с другими видами конструкций, соединения деревянных конструкций всегда являются одним из их самых слабых мест [12] . Действительно, прочность соединений обычно определяет несущую способность всей конструкции, поэтому понимание их механического поведения имеет первостепенное значение для конструкторов и инженеров, чтобы улучшить их структурные возможности и предотвратить их ограничение. прочность конструкции [13] [14] . Среди всех возможных типов соединений, используемых в деревянных конструкциях, дюбели являются одними из самых распространенных соединителей [15] .В основном они состоят из одного или нескольких стальных цилиндрических дюбелей, вставленных в совмещенные отверстия различных элементов. Дюбели передают нагрузки между элементами, подвергаясь воздействию противоположных сжимающих сил в зоне контакта с каждым элементом. Это заставляет дюбели работать под действием изгибающих моментов и поперечных сил. Существует практически бесконечное количество возможных конфигураций шпоночных соединений. Например, они могут соединять два, три или более деревянных элемента [16] или даже стальных элементов [17] [18] .Можно использовать не только один дюбель, но и их комбинацию, в линию или в матричном распределении [19] . Дюбели могут работать с одинарным или двойным сдвигом. Наконец, дюбель может быть усилен с помощью различных методов: клея [20] [21] , разрезных колец или соединителей с срезной пластиной [22] . Еще одна форма армирования — это расширяющийся комплект, который представляет особый интерес как объект для изучения из-за его интенсивного использования и высоких характеристик со сталью и бетоном [23] [24] [25] , два других основные материалы, используемые для крупногабаритных построек.Расширяющиеся швы, особенно в бетоне, стали улучшением, когда их превратили в готовые комплекты, которые имеют много преимуществ [26] [27] : они позволяют быстро и легко собирать в строительстве, снижают затраты на ремонт, устраняют необходимость в восстановительных работах или корректировки «на месте» на стыке и предлагают постоянное решение и, в некоторых случаях, могут использоваться повторно. В деревянных конструкциях была исследована расширяющаяся система в дюбелях, состоящих из полых стальных труб большой длины, расширенных за счет сжатия концов труб [28] .Следовательно, разумно полагать, что контролируемое расширение сплошного дюбеля в деревянном соединении может также дать несколько преимуществ [28] : увеличение несущей способности соединения, уменьшение проскальзывания соединения, тем самым увеличивая его жесткость. , а также улучшение распределения напряжений в деревянных деталях вдоль отверстия, в котором находится дюбель.

      2. Модель с конечными элементами

      Модель конечных элементов была подготовлена ​​в соответствии с геометрией, материалами и нагрузками, описанными в предыдущем разделе.Модель была построена с использованием комбинации восьми-, шести- и четырехузловых объемных элементов (в Abaqus они назывались C3D8, C3D8 и C3D4 соответственно). Модель имеет 5820 элементов и 8952 узла. Модель также состоит из пяти частей: штанги, втулки, блока, центральной и боковой части. Был проведен нелинейный анализ, чтобы учесть эволюцию контакта между гильзой и деревянными частями и упругопластическое механическое поведение обоих материалов, древесины и стали. На рис. 1 показана полная модель, только четверть которой содержит сетку, благодаря наличию двух перпендикулярных плоскостей симметрии.

      Рисунок 1. Конечно-элементная модель.

      Поскольку разработка модели конечных элементов требует точного определения направлений, которые определяют ортотропное поведение древесины, необходимо учитывать различные локальные системы координат, адаптированные к направлению волокон в каждой деревянной части модели. На рисунке 1 показаны используемые системы координат: глобальная (G), по три для каждой из трех деревянных частей, центральная, боковая и блочная части, обозначенные как C, L и B, соответственно, и цилиндрическая для изучения. деформации и напряжения в штифте (D).

      2.1. Контактная зона

      Зона контакта моделировалась так называемой жесткой постановкой. В контактных моделях FEM алгоритм, который контролирует возможный контакт между парой твердых тел, требует, чтобы часть поверхности одного из твердых тел была определена как эталонная поверхность, а соответствующая поверхность другого твердого тела — как подчиненная поверхность. Алгоритм предотвращает проникновение узлов подчиненной поверхности в основную поверхность [15] . Более того, он определяет передачу силы между узлами, когда узел подчиненной поверхности контактирует с гранями, построенными с узлами главной поверхности.Эта сила следует ступенчатой ​​функции, которая изменяется от нуля до контакта до требуемого значения после обнаружения контакта. Тщательный выбор типа и размера сетки важен для получения точных результатов контакта.

      2.2. Модели поведения для стали и древесины

      Сталь моделировалась как однородный изотропный материал с трехмерным упругопластическим поведением, описываемым критерием фон Мизеса [29] , с учетом эффективной кривой напряжения-деформации с упрощенной трехлинейной формой [30] (симметричной при растяжении и сжатии), со значениями, полученными по результатам одноосных испытаний, как показано на Рисунок 2 a.Хотя эффективное напряжение ниже предела текучести f y , оно ведет себя как линейно-упругое; за этой точкой пластическое течение с изотропным упрочнением развивается до тех пор, пока не будет достигнут предел прочности f и , после чего его поведение станет совершенно пластичным.

      Рисунок 2. Модель одноосного механического поведения, используемая для: ( a ) стали и ( b ) древесины.

      Механическое поведение древесины особенно трудно моделировать из-за ее анизотропии, которая подразумевает разные модули упругости и прочность в разных направлениях относительно направления волокон [31] [32] [33] ; кроме того, значения последних характеристик меняются в зависимости от того, подвергается ли он сжимающим или растягивающим усилиям.Эта асимметрия прочности является результатом различных микроскопических механизмов, которые действуют на древесину: есть трещины при растяжении [34] и коробление при сжатии в направлении волокон, а также разделение волокон при растяжении [35] и раздавливание. при сжатии происходит в направлении, перпендикулярном зерну [36] .

      На рис. 2 b показаны упрощенные кривые напряжения-деформации, рассматриваемые в этой работе, полученные из значений, указанных в , Таблица 1 , для одноосного поведения древесины в направлении волокон и перпендикулярно им.Можно наблюдать разные значения прочности на обеих кривых и между ветвями растяжения или сжатия каждой из них, а также разные наклоны линейных упругих участков. В качестве приближения и после преодоления соответствующих значений прочности предполагается идеально пластичное поведение. Это приводит к большим пластическим деформациям при небольшом увеличении напряжения.

      Для моделирования трехмерного механического поведения древесины особенно важно выбрать правильную модель, которая включает различные значения механических свойств при растяжении или сжатии.Наиболее широко используются ортотропные упругопластические модели, основанные на критерии Хилла [33] . Однако, поскольку теория Хилла рассматривает симметричное поведение при растяжении и сжатии, необходимо обобщить ее, чтобы включить различные характеристики древесины в зависимости от типа усилия, действующего на нее.

      2.3. Подпрограмма материалов пользователя для древесины

      Библиотеки материалов коммерческих программ конечных элементов включают упругопластическую изотропную модель фон Мизеса, обычно наряду с моделью Хилла для ортотропного поведения (например,g., в программе Abaqus, использованной в этой работе, последняя называется Hill48), но они не включают ортотропные модели, которые учитывают различные значения прочности при растяжении и сжатии. Однако для большинства из них можно разработать специальные модели поведения с помощью дополнительных процедур [37] [38] . В Abaqus это делается с помощью пользовательских подпрограмм UMAT, запрограммированных на FORTRAN. Следовательно, описание сложного механического поведения древесины потребовало разработки специальной подпрограммы UMAT, которая содержит программирование инкрементальной формулировки упругопластической модели Хилла (выполняемой в соответствии с шагами, указанными некоторыми авторами [39] ), но завершенных использовать прочность на растяжение или сжатие в зависимости от того, как материал работает в анализируемой точке [40] .Чтобы определить, как это работает, рассчитываются безразмерные отношения между напряжениями и прочностями в трех ортотропных направлениях с учетом прочности на растяжение, если напряжение положительное, и прочности на сжатие в противном случае. Впоследствии определяется наивысшее отношение по абсолютной величине, и, если оно положительное, считается, что точка работает преимущественно в напряжении; в противном случае он работает со сжатием. Подпрограмма включает три основных этапа, необходимых для определения трехмерного упругопластического механического поведения: закон упругого поведения Гука для ортотропных материалов, критерий текучести Хилла для определения наличия пластической деформации и соответствующее правило потока для определения пластического поведения [41] .Для каждого приращения деформации Abaqus использует подпрограмму в каждой точке интегрирования, чтобы получить окончательные значения напряжений и деформаций после завершения такого приращения. Рисунок 3 показывает блок-схему подпрограммы. Прежде всего, он определяет, работает ли точка при растяжении или сжатии, вычисляя константы Хилла с соответствующими значениями прочности. Затем предполагается, что приращение деформации является упругим (предсказатель упругости), и применяется критерий текучести; если критерий не выполняется, приращение подтверждается как эластичное, и подпрограмма завершается; в противном случае напряжения и упругие и пластические деформации получаются путем выполнения расчета на основе правила потока (корректор пластичности).

      Рисунок 3. Блок-схема подпрограммы, разработанной для моделирования механического поведения древесины.

      2.4. Расширение дюбеля

      После попытки различных способов моделирования эффекта, производимого расширяющимся комплектом, процедура, которая, казалось, имела больше преимуществ, основана на использовании того факта, что в программах конечных элементов четко определен механизм теплового расширения, который можно использовать для моделирования механического один спровоцирован обширным комплектом.Для этого стержню был присвоен коэффициент теплового расширения, который был рассчитан с начальным диаметром, равным внутреннему диаметру втулки после расширения, производимого сферами. В стержне было создано фиктивное поле понижающихся температур, чтобы сжать его так, чтобы его можно было вставить в нерасширенную стальную трубу, составляющую втулку. Вторым шагом было устранение температурного поля, так что стержень пытается восстановить свой первоначальный размер, толкая внутреннюю стенку втулки, что вызывает сжатие древесины в области вокруг дюбеля и, таким образом, создает эффект расширения.Хотя эта процедура кажется более сложной, чем прямое применение процесса расширения, она выгодна тем, что легче работать с результатами, поскольку они не накапливают тепловые деформации, которые могли бы возникнуть в процессе прямого расширения, которые не существуют в реальная процедура.

      Эта запись адаптирована из 10.3390 / f12091200

      последних технологических разработок (электронная книга, 2014 г.) [WorldCat.org]

      Содержание: Часть I: Конструкции —
      Горизонтальные смещения в среднеэтажных деревянных зданиях: базовое моделирование методом конечных элементов в предельном состоянии эксплуатационной пригодности / Ида Нэслунд и Хелена Джонссон —
      Повышение моментного сопротивления шарнира опоры для скрытых деревянных столбов / Жером Гумберт, Санг. Джун Ли, Пак Джу-Сэн и Мун-Джэ Парк —
      Многофункциональное соединение TES-Façade / Стефан Лебус, Стефан Отт и Стефан Винтер —
      Продукция с зеленым клеем для строительных конструкций / Эрик Серрано, Ян Оскарссон, Магдалена Стерли и Бертил Энквист —
      Экспериментальный анализ деревянного соединения, подвергнутого последующему натяжению / Флавио Ваннингер и Андреа Франги —
      Исследования рисков частично разрушенных или поврежденных деревянных конструкций / Герхард Финк и Йохен Колер —
      Круглый лес, выращенный естественным путем —
      идей на инженерное проектирование / Матиас Фрезе и Ханс Йоахим Блас —
      Сценарии вторичной переработки и окончания срока службы деревянных конструкций / Аннетт Хафнер, Стефан Отт и Стефан Винтер — 9 0370 Усовершенствования в области применения формованных деревянных труб, армированных волокном, / Йорг Везенер, Том-Эгмонт Вернер, Йенс Хартиг и Пир Халлер —
      Детали крепления подошвенной плиты для современных методов деревянного строительства / Хесус М.Менендес, Кеннет Лейтч и Роберт Хейрстанс —
      Тонкостенные деревянные конструкции / Бенуа П. Гилберт, Стивен Б. Хэнкок и Анри Байлер —
      Рекомендации по проектированию сложных неопределенных деревянных конструкций / Эндрю Лоуренс —
      Новый легкий деревянный композит Элемент: Веб-дизайн при сдвиге и сжатии / Саймон Айхер и К. Стрицке —
      Новые деревянные мосты: изобретательный дизайн блочного склеивания / Фрэнк Мибах и Доминик Ниверт. Часть II: Механические соединения —
      Соединения сталь-древесина с очень высокопрочными стальными дюбелями с использованием ели, бука и азобе / Ян-Виллем ван де Куилен, Кармен Сандхаас и Ханс Йоахим Блас —
      Древесина несущая способность древесины Соединения: расширенное применение гвоздей и шурупов / Пуйан Зарнани и Пьер Кенневиль —
      Пластичность деревянных конструкций: исследования факторов повышенной прочности / Франк Брюль, Йорг Шенцлин и Ульрике Кульман —
      Экспериментальное исследование прочности подшипников при сжатии для Болтовое соединение фанеры / Акико Оцука, Сумия Такахаши, Такуми Ито и Ватару Камбэ —
      Исследования распределения силы вдоль осевых саморезов / А.Ринггофер и Г. Шикхофер —
      Экспериментальный анализ структурного поведения соединений с LVL из древесины бука / Петер Кобель, Рене Штайгер и Андреа Франги —
      Неудача при заделке европейского бука по сравнению с еловой древесиной и стандартами / Штеффен Франке и Noëlie Magnière —
      Моделирование неметаллических деревянных соединений при повышенных температурах / Дэниел Брэндон, Мартин П. Анселл, Ричард Харрис, Пит Уокер и Джули Брегулла —
      Анализ хрупкого разрушения и расчет соединений, загруженных перпендикулярно зерну / Беттина Franke and Pierre Quenneville — Конструкционные характеристики
      и преимущества соединений DVW с усиленной передачей момента для деревянных соединений с соединителями из стальных пластин и трубными крепежными деталями / Daniel Brandon и Adriaan Leijten — Самонарезающие винты
      с полной резьбой подвергаются комбинированной осевой и боковой нагрузке с различной нагрузкой to Grain Angles / Роберт Джоквер, Рене Штайгер и Андреа Франги —
      Альтернативный подход к Avo id Хрупкий отказ в резьбовых соединениях / Даниэла Вжесняк, Массимо Фраджакомо и Андре Йориссен — Сопротивление
      и виды отказов групп винтов с осевой нагрузкой / U.Махлкнехт, Р. Бранднер, А. Ринггофер и Г. Шикхофер —
      Метод определения угла пластического изгиба дюбельных креплений / Михаэль Штейлнер и Ханс Йоахим Блас — Дизайн
      с низким уровнем повреждений с использованием соединения с гравитационно-качающимся моментом / Мамун Джамиль, Пьер Кенневиль и Чарльз Клифтон. Часть III: Клеевые соединения и клеи —
      Соединение пальцами свежеспиленных боковых досок из норвежской ели —
      Сравнительное исследование свойств разрушения стыков, склеенных фенолрезорциновым и однокомпонентным полиуретановым клеем / Магдалена Стерли, Эрик Серрано, Бертил Энквист и Джоанна Хорнатовска — Распределение давления
      в клеевых линиях блоков, анализируемое теорией балок на упругом основании / Гордиан Штапф и Саймон Айхер —
      EPI для клееного бруса / Кристин Грёстад и Ронни Бредесен —
      Склеивание различных пород древесины —
      Исследования об их применении в клееной древесине / Y.Цзян, Дж. Шаффрат, М. Кнорц и Стефан Винтер — Усталостные характеристики
      клеевых соединений для деревянных ветряных башен / Леандер Батон, Оливер Блетц-Мюльдорфер, Йенс Шмидт и Фридеман Диль —
      Многофункциональные клеи для дерева для мониторинга состояния конструкций / Кристоф Винклер и Ульрих Шварц —
      Оценка качества клеевого шва в клееных деревянных конструкциях / Беттина Франке, Флориан Шармахер и Андреас Мюллер — Обзор
      последних исследований по однокомпонентным полиуретановым клеям для деревянных изделий / Кристиан Лерингер и Джозеф Габриэль.Часть IV: Древесина и бетон / цемент / полимерные композиты —
      Разработка высокоэффективной гибридной системы из композитов и древесины (High-Tech Timber Beam®) / Маркус Яхрейс, Мартин Кестнер, Вольфрам Хедике и Карл Раутенстраух —
      Экспериментальное исследование соединения композитной древесины и бетона SBB при монотонных и реверсивно-циклических нагрузках / Мануэль Манти, Куанг Хай Нгуен, Хьюг Сомжа, Жером Дюшен и Мохаммед Хиадж —
      Прогнозирующая модель жесткости наклонного соединения балок при сдвиге Бетонный композитный пол / Ф.Мошири, Р. Шреста и К. Крюс — Характеристики сдвига древесно-бетонного композита
      с разной длиной анкеровки стальной арматуры / Санг-Джун Ли, Жером Умберт, Кван-Мо Ким, Парк Джу-Сэн и Парк Мун-Джэ — —
      Разработка сборных древесно-бетонных композитных полов / Петр Куклик, Павел Нечаницки и Анна Кукликова —
      Деревянное строительство для многоэтажных зданий: применение цементно-древесных композитов в качестве конструктивного элемента / Алиреза Фадаи, Майкл Фукс и Вольфганг Винтер —
      Реабилитация, модернизация и ремонт исторических деревянных конструкций с использованием полимербетона и армирования из стеклопластика / Маркус Яхрейс и Карл Раутенстраух —
      Усталостные характеристики однопролетных мостов из древесно-бетонно-композитного материала / Леандер Батон и Оливер Блетц-Мюльдорфер —
      Гибридные стеновые перекрытия для многоэтажных зданий: деревянные с непосредственно нанесенным минеральным покровным слоем / Кристиан Дорн, Александр Штиф, Маркус Джахрейс и Карл Раутенштраух —
      A n Инновационная сборная композитная система из дерева и бетона / Роберто Крочетти, Тициано Сартори, Роберто Томази и Хосе Л.F. Cabo. Часть V: Циклическое сейсмическое поведение —
      Модель компонентов для циклического поведения деревянных конструкций / Джованни Ринальдин и Массимо Фраджакомо —
      Обзор проекта по количественной оценке факторов сейсмических характеристик для поперечно-клееных деревянных конструкций в США / М. Омар Амини, Джон В. ван де Линдт, Шилинг Пей, Дуглас Раммер, Фил Лайн и Марьян Поповски — Факторы модификации силы
      для структур CLT для NBCC / Марьян Поповски, Шилинг Пей, Джон В. ван де Линдт и Э.Караджабейли —
      Экспериментальные испытания соединения рамы портала с использованием вклеенных стальных стержней / Джеймс Уокер и Роберт Сяо. Часть VI: Твердая древесина, модифицированная древесина и бамбук —
      Прочность на изгиб и жесткость клееной балки, изготовленной из термически модифицированной древесины бука / Роберт Видманн, Вилфрид Бейкирхер, Хосе Л.Ф. Кабо и Рене Штайгер —
      Композитные изделия на основе конструкционного шпона от разбавления твердой древесины — —
      Часть I: Предпосылки и производство / Ян Д. Андерхилл, Бенуа П. Жильбер, Анри Байлер, Робби Л.Макгэвин и Дейл Паттерсон — Бамбук, ламинированный клеем
      (GluBam) для применения в конструкциях / Ю. Сяо, Б. Шан, Р. З. Ян, З. Ли и Дж. Чен — Клееный брус
      из клееного бруса из бука: превосходные характеристики при сжатии / Герхард Дилл-Лангер и Саймон Айхер — Структурные характеристики древесины Accoya®
      при сервисном классе 3 Условия / Джулиан Маркрофт, Ферри Бонгерс, Фернандо Перес Перес, Джон Александер и Ян Харрисон —
      Композитные изделия на основе структурного шпона из лиственных пород —
      Часть II: Испытания полых опор электроснабжения / Бенуа П.Gilbert, Ian D. Underhill, Henri Bailleres и Robbie L. McGavin —
      Клееный брус из европейского белого дуба: влияние суставов пальцев на размерный эффект изгиба / Саймон Айчер, Gordian Stapf —
      Неоднородные термические свойства бамбука / Puxi Huang, Вен-Шао Чанг, Энди Ши, Мартин П. Анселл и Майк Лоуренс. Часть VII: Клееный брус — Конические балки
      из клееного бруса / Маркус Флейг и Ханс Йоахим Блас —
      Влияние моделирования соединений на сейсмическое поведение деревянных зданий Crosslam / I.Sustersic, B. Dujic и Massimo Fragiacomo —
      Поведение перекрестно-ламинированных деревянных панелей при циклических нагрузках / Игорь Гаврик, Массимо Фраджакомо, Марьян Поповски и Арио Чеккотти —
      CLT-плит при концентрированной нагрузке —
      Экспериментальное определение типов трещин Соответствующие механизмы разрушения / Георг Хохрайнер, Йозеф Фюссл, Йозеф Эберхардштайнер и Саймон Айхер — Сейсмическое усиление
      существующих бетонных и каменных зданий деревянными панелями Crosslam / I. Sustersic and B.Dujic —
      Плоская жесткость традиционных деревянных полов, усиленных с помощью CLT / Хорхе М. Бранко, Милош Кекелиак и Пауло Б. Лоуренсо —
      Предложение альтернативных критериев проектирования для соединения дюбельного типа с CLT / Шоичи Накашима, Акихиса Китамори, Такуро Мори и Кохей Комацу. Часть VIII: Свойства и испытания древесины — Влияние длины
      на прочность на разрыв в деревянных элементах с соединениями и без / Р. Бранднер и Г. Шикхофер —
      Новые перспективы в машинной классификации прочности: или как определить верхний разрыв / Джулия К.Дензлер и Андреас Вайденхиллер —
      Аспекты разницы между локальным и глобальным модулями упругости конструкционной (твердой древесины) древесины / G.J.P. Равенсхорст, П.А. де Фриз и Ян-Виллем ван де Куйлен. Часть IX: —
      Клееный брус —
      Исследование австралийского клееного бруса / HR Milner и Con Y. Adam —
      Повышение прочности клееного бруса боковых панелей из норвежской ели путем удаления слабых участков с помощью оптимизированного соединения пальцев / Ян Оскарссон, Андерс Олссон и Бертил Энквист —
      Двухпролетные непрерывные клееные плиты, усиленные стеклопластиком / Хорхе М.Бранко, Марко П. Хорхе и Хосе Сена-Крус —
      Упрощенная конструкция балок из клееного бруса для расчета крутящего момента, вызванного эффектами устойчивости / Р. Хофманн и Ульрике Кульман. Часть I. Конструкции —
      часть II. Механические соединения —
      часть III. Клеевые соединения и клеи —
      часть IV. Древесина и композиты бетон / цемент / полимер —
      часть V. Циклические сейсмические свойства —
      часть VI.

      About Author


      alexxlab

      Добавить комментарий

      Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

      ЮК «Эгида-Сочи» - недвижимость.

      Наш принцип – Ваша правовая безопасность и совместный успех!

      2021 © Все права защищены.