Примечания. 1 Для шарнирно-опертых элементов при симметричных эпюрах изгибающих моментов синусоидального, параболического

1 Для шарнирно-опертых элементов при симметричных эпюрах изгибающих моментов синусоидального, параболического, полигонального и близких к ним очертаний, а также для консольных элементов М _д допускается определять по формуле

где ξ - коэффициент, изменяющийся от 1 до 0, учитывающий дополнительный момент от продольной силы вследствие прогиба элемента, определяемый по формуле М - изгибающий момент в расчетном сечении без учета дополнительного момента от продольной силы

для древесины из однонаправленного шпона

φ - коэффициент, определяемый по формуле

3 При несимметричном загружении шарнирно-опертых элементов величину изгибающего момента М _д следует определять по формуле

(34)

где М _с и М _к- изгибающие моменты в расчетном сечении элемента от симметричной и кососимметричной составляющих нагрузки;

ξ _с и ξ _к - коэффициенты, определяемые по формуле (27) при величине гибкости, соответствующей симметричной и кососимметричной формам продольного изгиба.

6.18 Расчет внецентренно-сжатых и сжато-изгибаемых элементов на прочность по скалыванию следует выполнять по формуле

(35)

где

Q - расчетная поперечная сила;

N - расчетная продольная сила;

S' _бр - статический момент брутто сдвигаемой части поперечного сечения элемента относительно нейтральной оси;

I _бр - момент инерции брутто поперечного сечения элемента относительно нейтральной оси;

b _рас и h _рас - расчетные ширина и высота сечения элемента;

е - эксцентриситет передачи усилия N;

R _ск - расчетное сопротивление скалыванию при изгибе;

- расчетное сопротивление скалыванию при изгибе древесины из однонаправленного шпона.

10 Расчет изгибаемых элементов, обеспеченных от потери устойчивости плоской формы деформирования (см. пп. 4.14 и 4.15), на прочность по нормальным напряжениям следует производить по формуле

, (17)

где М - расчетный изгибающий момент;

R _и - расчетное сопротивление изгибу;

W _рас - расчетный момент сопротивления поперечного сечения элемента. Для цельных элементов W _рас = W _нт; для изгибаемых составных элементов на податливых соединениях расчетный момент сопротивления следует принимать равным моменту сопротивления нетто W _нт, умноженному на коэффициент k _w;

Расчет изгибаемых элементов на прочность по скалыванию следует выполнять по формуле

, (18)

где Q - расчетная поперечная сила;

S _бр - статический момент брутто сдвигаемой части поперечного сечения элемента относительно нейтральной оси;

I _бр - момент инерции брутто поперечного сечения элемента относительно нейтральной оси;

b _рас - расчетная ширина сечения элемента;

R _ск - расчетное сопротивление скалыванию при изгибе.

4.11. Количество срезов связей n _с, равномерно расставленных в каждом шве составного элемента на участке с однозначной эпюрой поперечных сил, должно удовлетворять условию

, (19)

где Т - расчетная несущая способность связи в данном шве;

М _А, М _В - изгибающие моменты в начальном А и конечном В сечениях рассматриваемого участка.

Примечание. При наличии в шве связей разной несущей способности, но одинаковых по характеру работы (например, нагелей и гвоздей), несущие способности их следует суммировать.

4.12. Расчет элементов цельного сечения на прочность при косом изгибе следует производить по формуле

, (20)

где М _х и М _у - составляющие расчетного изгибающего момента для главных осей сечения Х и У;

W _x и W _у - моменты сопротивлений поперечного сечения нетто относительно главных осей сечения Х и У.

Лобовая врубка с одним зубом: 1 – плоскость

смятия, 2 – плоскость скалывания, 3 – подбалка,

4 – опорная подушка

В лобовых врубках с одним зубом проверяют прочность рабочих поверхностей на смятие и скалывание. Проверку на смятие проводят по формуле:

, где N_cm=N_c – усилие смятия, равное усилию в примыкающем сжатом элементе верхнего пояса и направленное перпендикулярно к плоскости смятия, А_см- площадь смятия.

Для ферм из брусьев:

, где h_вр-глубина врубки,

- угол между направлениями сминающего усилия и волокон сминаемого элемента, b - ширина бруса. Проверку на скалывание проводят по формуле:

где N_ck=N_p=N_c× сos - скалывающее усилие, равное усилию в нижнем поясе или (что все равно) проекции усилия в верхнем поясе на ось нижнего,

А_ск=l_ck× b – площадь скалывания, l_ck – длина площадки скалывания, l_ck < 10h_вр b – ширина бруса,

- расчетное среднее по площадке скалывания сопротивления древесины скалыванию вдоль волокон.

Расчетное сопротивление определяют как: =

где R_ck – расчетное сопротивление древесины скалыванию вдоль волокон,

e – плечо сил скалывания, принимаемое равным 0, 5h при расчете элементов с несимметричной врезкой в соединениях без зазора между элементами (рис.3.3.) и 0, 25h при расчете симметрично загруженных элементов с симметричной врезкой,

h – полная высота поперечного сечения элемента, - коэффициент, принимаемый 0, 25. Отношение должно быть не менее 3.Стяжной болт рассчитывается как «аварийный». Аварийная связь должна полностью включиться в работу лишь при скалывании зуба растянутого пояса.

Растягивающее усилие в болте с учетом сил трения находят из выражения:

Соединения на цилиндрич.. Нагели применяют для соединения деревянных и жестких пластмассовых элементов.Цилиндрические нагели из стали прим в видестержней, болтов, гвоздей и винтов. Из остальных материалов в виде стержней Нагели бывают: симметричные двух и многошовные, несимметричные двух и много.В соединениях на цилиндрич стержняхдля предотвращ раздвижки ставят не менее 3х стяжных болтов. Пластинчатые нагели прим только для сплачивания брусьев и брёвен в составных балках. Число нагелей в соединении: N-расч усилие; Т-наим.расч несущ способность нагеля в одном шве; п- кол-во швов. Расчет нагелей из пластмасс на срез: где R-расчетн сопротивл мат на срез. Расчетная несущая способность нагеля из жестких пластмасс: где R_см-расч сопротивл материала соед элементов, принимаемое 0.75R_c кН/см² R_н-расчетн сопротивл нагеля изгибу., где К_а-коэф анизотропии; К_с – коэф поперечных размеров сечения.

Расчетная несущая способность металлич нагеля:

Нагельные соединения со стальными накладками на
цилиндрических нагелях

Расстояние между осями цилиндрических нагелей вдоль волокон древесины S1, поперек волокон S2 и от кромки элемента S3

для дубовых нагелей S1 = 5d; S2 = 3d; S3 = 2, 5d. для стальных нагелей S1 = 7d; S2 = 3, 5d; S3 = 3d;

Типы сечении клееных элементов конструкций: 1, 2, 3 —двутавровые балки; 4—коробчатые балки: 5, 6, 7, 8—прогоны, колонны и сваи; 9—сваи; 10, 11—шпунтованные сваи

По физическому состоянию клей представляет собой жидкости различной вязкости (жидкие мономеры, растворы, дисперсии и эмульсии), пленки, порошки или прутки, расплавляемые перед употреблением или наносимые на горячие поверхности.

В группу природных клеев входят животные (глютиновые, казеиновые, альбуминовые), растительные (на основе жмыхов и шротов масляничных и бобовых растений, природных смол, натурального каучука, крахмала, декстрина), минеральные (силикатные, асфальтовые, битумные). Из природных клеев в производстве мебели, фанеры и строительных конструкциях используют (незначительно) клеи животного происхождения.

Синтетические клеи вырабатывают на основе синтетических смол, которые получают из простых веществ в результате сложных химических процессов. Синтетические клеи нашли широкое применение в деревообрабатывающей промышленности и строительстве.

Клеи состоят из основного клеевого вещества, растворителя и вспомогательных веществ — клееобразователей, наполнителей, катализаторов, отвердителей, стабилизаторов, дубителей, антисептиков, пластификаторов и вспенивающих веществ.

Растворители применяют для растворения основного клеевого вещества и доведения его до определенной концентрации. К растворителям относятся вода, спирт, водные растворы щелочей, органические растворители.

Клееобразователи способствуют переходу основного клеевого вещества в состояние раствора. К ним относятся жидкое стекло, едкий натр, известь, аммиак.

Наполнителями называют вещества, применяемые для уменьшения расхода основного клеевого вещества и уменьшения просачивания клея на лицевую поверхность, а также усадочных явлений в клеевом шве.

Клеи должны отвечать следующим требованиям: прочно склеивать, быть простыми в употреблении, иметь жизнеспособность и большой срок хранения; быть водостойкими (для изделий, работающих в условиях высокой влажности) и биостойкими (сопротивляться разрушительной деятельности микроорганизмов); не разрушать волокно древесины и не изменять ее естественной окраски; быть сравнительно дешевыми, не вызывать затупления режущих инструментов при обработке материалов; быть безвредными для человеческого организма и не воспламеняться.

Свойства клеев. Адгезией (или прилипанием) называют связь между поверхностями двух разнородных жидких или твердых тел. Хорошей адгезией к древесине и древесностружечным плитам обладают клеи животного происхождения и карбамидные. Их применяют при облицовывании, изготовлении мебельных щитов и плит.Прочность клеевых соединений характеризуется пределом прочности клеевого шва.Водостойкость — свойство клея не снижать прочности клеевого соединения при воздействии на него влаги. По водостойкости клеи делятся на повышенной водостойкости, водостойкие и ограниченно водостойкие По внешнему вйду различают клеи жидкие, порошкообразные, пленочные, прутки, гранулы

По реакционной способности клеи могут быть термореактивные (необратимые) и термопластичные

Заготовки из древесины (пиломатериал размеров и качества, соответствующих изготовляемым деталям и изделиям, и с припусками на обработку и усушку) вырабатывают из основных хвойных и лиственных пород. По видам обработки различают заготовки: пиленые, клееные (несколько мелких заготовок склеивают по длине, ширине и толщине), калиброванные (из предварительно фрезерованных и калиброванных по пластям пиломатериалов). Размеры заготовок лиственных и хвойных пород при влажности 15% даны в ГОСТ 9685-61 и 7897-71. Заготовки хвойных пород вырабатывают четырех групп качества

(1, 2, 3, 4-я), лиственных — трех сортов (1, 2, 3-й). Технические требования к качеству древесины и обработки установлены для одинарных заготовок и для худшей пласти и кромки, за исключением заготовок для лицевых деталей мебели и паркетных покрытий, качество которых определяют по лучшей пласти. Нормы допускаемых пороков возрастают от к 4-й группе качества для заготовок хвойных пород (ГОСТ 9685-61) и от к 3-му сорту лиственных (ГОСТ 7897-71).
Различают два основных вида соединения частей древесных заготовок: сплачивание и вязка (частично применяется и сращивание).
Сплачиванием называют соединение досок или брусков по ширине и толщине, при котором долевые волокна располагаются параллельно.
Этот вид соединения применяют в основном при изготовлении щитов и крупных заготовок.
На рис. 16, а показано сплачивание встык пластями, а на рис. 16, 6 — встык кромками. Заготовки, выполненные встык пластями, более рациональны, чем выполненные встык кромками, так как они достаточно прочны и мало деформируются. Сплачивание пластями брусков определенной ширины (рис. 16, в), получаемых распиливанием выстроганной доски, применяют для ответственных работ.
Доски для разъемных моделей сплачивают так, чтобы годичные кольца своей выпуклой стороной были направлены в сторону плоскости разъема (рис. 16, г), а для разъемных стержневых ящиков (рис. 16, д) — наоборот.
Сплачивание в фалец (рис. 16, е) и в шпунт (рис. 16, як) не обеспечивают прочного шва; их применяют при изготовлении изделий без склеивания в условиях значительного изменения влажности.

Повышение прочности широких и длинных щитов достигается при сплачивании на круглых или прямоугольных шипах (рис. 16, з) на клею.
Сплачивание в шпунт на рейках (рис. 16, и) является одним из наиболее качественных соединений. Вставленная на клею рейка обеспечивает повышенную прочность сплачивания досок. Для увеличения прочности и предупреждения коробления щитов применяют накладные шпонки на клею и ввинчивают шурупы.
Вязка древесины — соединение нескольких кусков дерева под углом к направлению их волокон. Различают угловую вязку, тавровую (Т-образную) и крестообразную. При вязке любого типа соединяемые части склеивают, а иногда дополнительно скрепляют нагелями, шурупами и другими крепежными деталями.
Угловую вязку применяют при изготовлении рамок, угольников, и других элементов моделей и стержневых ящиков (рис. 17).

Рис. 17. Угловая вязка брусков и досок:

а, б—сквозными прямыми рамочными шипами; в—сквозными прямыми ящичными шипами; г—сквозными косыми шипами; д—круглыми шипами для моделей; е — круглыми шипами для ящиков; 1, 2—заготовки с разметкой; 3—связанные заготовки; 4—заготовка с проушиной; 5—щека; 6—проушина; 7—заплечики; 8—шип; 9—заготовка с шипом

Рис. 16. Примеры сплачивания