Соединение на клеях.

Долговечность и надежность зависит от вида клея его качества технологического склеивания эксплутационных условий и качества обработки поверхности досок.

При испытаниях разрушения опытных образцов клеевых соединений должно происходить в основном по склеиваемой древесине не по клеевому шву и не в погруженном слое между клеенным швом и склеиваемым материалом для склеивания в основном применяется синтетические клеи в отличии от белковых и козеиновыз клеев синтетические клеи образуют прочный водостойкий клеевой шов применяется резарциновые и алкирезорциновые-фенольные. Выбор клея зависит от температуры влажностных условий эксплуатаций.

Растянутый стык клеянных элементов в заводских условиях изготавливают на зубчатых шипах с уклоном склеивания поверхностей зуба с уклоном склеивания поверхностей зуба 1/10

Это соединение не уступает по прочности стыков на ус при том же уклоне является > экономичным по затратам древесины и более технологичным в производстве. Стык на зубчатый шип одинаково хорошо работает на растяжение, изгиб, сжатие. Для соединения фанерных листов в заводских условиях применены соединения на ус.

При этом должны выполняются следующие условия:

1. Длина стыка на ус составляет 10-12 толщин фанеры направление волокон.

2. Наружные шпонки фанеры должны совпадать с направлением действующего усилия.

Ослабление фанерного листа, стыков на ус учитывается ведение коэффициента в виде обычной фанеры 0, 5 для максимизированной 0, 8

29. Расчет элементов составного сечения на податливых связях на поперечный изгиб: общие сведения, рассмотрение расчета в сравнении с элементами цельного сечения и составного сечения без связей.

Поддатливость- способность связи при деформации констр. Давать возможность соед. эл-там (брусья, бревна, доски) сдвинутся один относительно другого.

Поддатливость соед. влечет к уменьшению нес. способности, повышая деформативность констр., изменять распределение сдвиг. усилий по длине.

В качестве поддат. связей исп.:

1) Нагели (цилиндр., пластин., гвоздевые)

2) шпонки и шайбы шпоночного типа

Для изучения работы изгиб. М составного сечения на поддат. связях рассм. 3 балки:

1) цельного сечения

2 составного сечения без поддат. связей

3) с поддат. связями

О) Прогиб f увелич. В 4 раза по сравнению с прогибом балки цельн. сеч.

Для балки состав. Сечения на поддат. св. будут хар-ки: Iп, Wп, fп

Рассмотрим работу 3-х балок на опорах:

*

Ввиду того, что деформ. хар-ки балок на опоре имеют соотношение, то и геом. Хар-ки будут соотнос. След. образом:

Хар-ки балки на поддат. связях можно выразить через хар-ки балки центр. сеч. путем введения след. коэф.:

Коэф. Кж и Кw коэф., учитыв. Влияние поддат. связи.

Прогиб балки зависящ. от М инерции сечения (I) будет опр.:

Прочность балки составного сечения на поддат. связях по норм. напр. провер.:

30. Расчет элементов составного сечения на податливых связях на поперечный изгиб: определение количество податливых связей. Податливость – способность связей при деформации конструкции давать возможность соединяемым бревнам, брусьям или доскам сдвигаться друг относительно друга. Податливость соединений влечет к уменьшению несущей способности конструкции, повышает деформативность, изменяется распределение сдвигающих усилий по длине элемента, поэтому при проектировании конструкции необходимо учитывать податливость соединений.В качестве податливых связей используют: 1) цилиндрические нагели: стальные шпильки, болты, гвозди; 2) пластинчатые нагели; 3) шпонки.Для изучения работы элементов составного сечения на податливых связях на поперечный изгиб рассмотрим три балки одинакового поперечного сечения, нагруженных равномерно распреленной одинаковой нагрузкой:

1)для балки цельного сечения будут определяться геометрические характеристики сечения (момент инерции и момент сопротивления сечения) и прогиб (обозначаемые с индексом «Ц») по следующим формулам:

; ; ;

2)для балки составного сечения из 2-х брусьев, соединенных между собой податливыми связями момент инерции, момент сопротивления сечения и прогиб (обозначаемые с индексом «П»):

, , ;

3)балка составного сечения из тех же брусьев что и вторая балка, но с отсутствием связей между брусьями (брусья работают независимо) будет иметь (обозначаемые с индексом «О»):

- момент инерции сечения: , при этом момент инерции балки составного сечения без связей в 4 раза меньше момента инерции балки цельного сечения;

- момент сопротивления сечения: , при этом момент сопротивления сечения балки составного сечения без связей в 2 раза меньше момента сопротивления сечения балки цельного сечения;

- прогиб балки: , при этом прогиб балки составного сечения без связей в 4 раза больше прогиба балки цельного сечения.

Рассмотрим работу этих балок на опоре при деформировании под нагрузкой:

Схемы деформирования балок на опоре: Ц – цельного сечения; О – балка составного сечения без связей.

Балка составного сечения на податливых связях деформационная картина идентична случаю «О», но деформационные характеристики будут находиться в следующем соотношении: ; .

Анализируя полученное, выясняется, что балка составного сечения на податливых связях занимает промежуточное положение, следовательно, и ее характеристики:

;

;

.

Характеристики балки составного сечения на податливых связях можно выразить через характеристики балки цельного сечения путем введения коэффициентов, учитывающих податливость связей, т.е. , где: ;

, где: .

Прогиб балки увеличивается соответственно уменьшению момента инерции сечения балки:

.

Расчет составной балки на податливых связях сводится к расчету балки цельного сечения путем введения соответствующих коэффициентов, т.е., к примеру, проверка прочности по нормальным напряжениям:

,

коэффициенты , – определяются в зависимости от количества слоев (количество брусьев, бревен, досок, соединенных в одном сечении) и пролета балки.

Определение количества податливых связей. Количество податливых связей определяют расчетом на сдвигающие усилия. Распределение сдвигающего усилия по длине балки аналогично распределению касательных напряжений (эпюра Q).

Сдвигающие усилия, возникающие на половине пролета балки, геометрически определяются как площадь треугольника ABC:

T_(l/2)=1/2∙ AB∙ AC=1/2∙ τ ∙ b∙ l/2=1/2∙ (Q∙ S)/(J∙ b)∙ b∙ l/2=1/2∙ (q∙ l∙ S)/(2∙ J)∙ l/2=(M_max∙ S_ц)/J_ц, здесь:

Q=ql/2; Mmax=ql2/8.

Из-за податливости связей треугольная эпюра распределения сдвигающих усилий изменяется и приобретает криволинейный вид, близкий к косинусоиде AFC (рис. 4.1.5).

Если связи размещать по длине равномерно, то каждая связь может воспринимать сдвигающие усилие, равное ее несущей способности Тс, а все связи должны воспринимать полное сдвигающее усилие: T_(l/2)=(M_max∙ S_ц)/J_ц =n_c∙ T_c, следовательно,

количество связей на половине пролета: n_c=(M_max∙ S_ц)/(J_ц∙ T_c), где:

T_c – минимальная несущая способность одной связи.

Работа такого количества связей должна соответствовать площади фигуры, ограниченной косинусоидой AFC и осью абсцисс, которую можно заменить на эквивалентную площадь прямоугольника ADEC (рис. 4.1.5). Однако связи у опор будут перегружены, следовательно, для предотвращения перегрузки опорных связей должно выполняться два условия:

1) количество равномерно установленных связей на половине пролета должно воспринимать полное сдвигающее усилие n_c=(M_max∙ S_ц)/(J_ц∙ T_c);

2) связи, установленные у опор, не должны быть перегружены, для этого их работа должна соответствовать эпюре AFGC. Чтобы определить перегруз опорных связей воспользуемся равенством площадей: S_AFC=S_ADEC, отсюда:

2/3∙ AF∙ l/2=AD∙ l/2, следовательно, AF=3/2∙ AD=1, 5∙ AD, тогда: n_c l_0^(l/2)=1, 5∙ (M_max∙ S_ц)/(J_ц∙ T_c).