Предъявляемые к соединениям

Соединения являются весьма ответственной частью различных конструкций. Цельные деревянные элементы ограничены по сортаменту размерами поперечного сечения и длинами: максимальная длина бревна и пиломатериалов равна 6, 5м, наибольшие размеры сечения 25-28 см.

Соединения деревянных элементов с целью увеличения размеров поперечного сечения называют сплачиванием, для увеличения длины элемента - сращиванием, соединение элементов под различными углами - узловыми соединениями.

По производственному признаку различают заводские и построечные соединения. По характеру работ соединения можно условно классифицировать по следующим группам:

· Соединения работающие на смятие и скалывание (врубки, шпонки);

· нагельные соединения;

· соединения, работающие на выдергивание (гвозди, шурупы) и на растяжение (стяжки, хомуты, болты);

· клеевые соединения;

· аварийные связи (болты, скобы, хомуты, скрутки и др.).

Основные виды соединений представлены на рис.3.1 и 3.2.

Все соединения, кроме клеевых, обладают податливостью, т.е. при действии нагрузок возникает смещение соединяемых элементов (от 0, 2 до 2 мм). Податливость соединений вызывается упругими, пластическими и остаточными деформациями. При проектировании и изготовлении соединений необходимо, по возможности, снимать начальные деформации, вызванные необходимостью пригонки элементов и постановки связей в соединениях. Это позволяет повысить плотность соединений.

Большое значение для работы конструкции имеет характер разрушения. Разрушение, сопровождаемое развитием пластических деформаций, называют вязким, разрушение при отсутствии пластических деформаций называется хрупким. Такое разрушение происходит вследствие скалывания, раскалывания или разрыва древесины. При смятии древесины разрушение носит вязкий характер. Хрупкость соединений существенно снижает надежность работы конструкции. Вязкие соединения компенсируют хрупкую работу древесины, выравнивая усилия в связях и элементах составных конструкций. Для надежной работы конструкции необходима плотность соединения в сочетании с вязкостью.

Рис 3.1. Традиционные виды соединений элементов деревянных конструкций: а - врубка; б - лобовой упор; в - шпонки; г – колодки; д – цилиндрические нагели; е – пластинчатые нагели; ж – гвоздь, работающий на выдергивание; з – болт; и – клеевые соединения досок по пласти

Рис.3.2. Новые виды соединений элементов деревянных конструкций:

а и б – узловые соединения на металлических зубчатых пластинках (МЗП);

в, г – соединения на вклеенных арматурных стержнях (сварка условно не показана).

При выполнении соединений приходится считаться с наличием пороков древесины - сучков, трещин, косослоя. Вызванное этим ослабление работы соединения и элементов будет тем больше, чем мощнее связь. Для избежание этого следует соблюдать принцип дробности связей - распределение усилия на большое количество относительно слабых связей. Например, применение вместо одной сосредоточенно установленной связи нескольких рассредоточенных (удобно) установленных вязко-податливых связей, т.е. увеличивается число плоскостей скалывания и уменьшается опасность разрушения соединения от скалывания и раскалывания (рис 3.3).

Рис 3.3. Два способа передачи усилия связям:

а) концентрированно, одной мощной связью; б) дробно, многими совместно работающими связями; 1-трещина; 2-скалывание древесины

Связи следует размещать симметрично относительно оси элемента, чтобы не вызывать в нем дополнительных изгибающих или крутящих моментов. Кроме того, нужно стремиться к минимальному ослаблению соединяемых элементов.