Соединения на цилиндрических нагелях (Н). Расчет и конструирование.

Н - гибкий стержень, который соединяет элементы ДК и препятствует их взаимному сдвигу, а сам в основном работает на изгиб.

Рис. IV.I4. Схема работы Н

а —первонач. положение; б —поворот; в— деформиро-ванный Н; г—эпюры сминаю-щих упруго-пластических напряжений древесины; Т—сдви­гающее усилие; Т1, Т2 —равнодействующие сминаю-щих напряжений древе­сины

Силы, сдвигающие сплачиваемые элементы, стремятся опрокинуть Н. Под действием этих сил Н после неко­торого поворота, обусловленного неплотностями и обмятием древесины, упирается в нее сначала, по краям эле­ментов, а затем начинает изгибаться. При изгибе Н увеличивается поверхность его контакта с древесиной, что вызывает появление в ней неравномерных напряже­ний смятия по всей длине Н (рис. IV. 14, в). Напря­жения смятия древесины нагелем имеют разные знаки, и их равнодействующие образуют две пары взаимно уравновешенных продольных сил (рис. IV. 14, г), пре­пятствующих повороту Н. По условию равновесия нагеля моменты этих пар равны: Т₁ е₁ = Т₂ е₂.

Цилиндрические Н изготовляют в виде гладких стержней круглого сечения из стали, металлических сплавов, твердых пород древесины и из пластмасс. По характеру своей работы в соединениях сдвигаемых элементов к цилиндр. Н относят также болты, гвозди, и шурупы. Цилиндр. Н устанавливают в предварительно рассверленные гнезда. Диаметр отверстия для Н обычно принимают равным d Н.

Расстановка Н в соединении бывает прямая, шахматная и производится по правилам, исключающим опасность преждевременного разруш. др. от скалывания и растяжения поперек волокон. Расстояния между осями Н вдоль волокон древесины и до торцов элемента ≥ 7d, а поперек волокон между осями ≥ 3, 5d и до кромок ≥ 3 d.

Нагельные соединения могут быть симметричными, когда про­дольные силы действуют вдоль оси симметрии соединения, и не­симметр. В зависимости от кол-ва пересекаемых нагелем рабочих швов сплачения различают соединения одно- и многосрезные.

Т. к. несущая способность Н по скалыванию древесины зависит от расстояния между Н, то при соблюдении расстановки Н расчетная несущая способность 1 среза Н определяется только из условий изгиба Н и смятия древесины нагельного гнезда.

Расчетную несущую способность соединения на цилиндр. Н из одного материала и одинакового диаметра следует определять по формуле

Rd = R1d, min ∙ nn ∙ ns,

где R1d, min— миним. значение несущей спос-ти одного среза нагеля в соединении;

nn — количество нагелей в соединении;

ns — количество швов в соединении для одного нагеля,

Расчетную несущую способность одного среза в симметричных и несимметричных:

где fh, 1, d и fh, 2, d— расчетное сопротивление древ. смятию в глухом нагельном гнезде соответственно для симметричных и несимметричных соединений;

fn, d— расчетное сопротивление нагеля изгибу;

t1— толщина крайних эл-тов в симметричных соед. или более тонких элементов в односрезных соединениях;

t2 — толщина средних элементов в симметричных соединениях, или более толстых, или равных по толщине элементов в односрезных соединениях;

d — диаметр нагеля; 