На главную: Строительное дело
Вход
Строительное делоДеревянное строительствоСпособы и виды соединенияСтержневые соединения
НЕ понравилась
0
Понравилось

Стержневые соединения

Болты. К ним относятся в первую очередь болты с резьбой, пронизывающие соединяемые деревянные элементы перпендикулярно их поверхности и работающие главным образом на изгиб, в то время как в соединяемых элементах возникают напряжения смятия древесины по контуру отверстия и напряжения среза.

Болты вводятся в отверстия, диаметр которых больше диаметра болта приблизительно на 1 мм. У стягивающих болтов под головкой и гайкой устанавливаются шайбы согласно DIN 436 и DIN 440 (рис. 12,а).

Силовые болтовые соединения должны иметь не менее двух болтов диаметров не менее 12 и не более 24 мм. Рекомендуется устанавливать по обе стороны большие и толстые шайбы. Минимальные расстояния между болтами и минимальные удаления от кромок дерева устанавливаются с учетом допускаемых напряжений скалывания древесины. Поскольку диаметр отверстий больше диаметра болтов, то при недостаточной стягивающей силе еще до загружения возникают сравнительно большие деформации.

Из-за усадки древесины при высыхании и ползучести под влиянием давления пoперек волокон эффект стягивания даже первоначально должным образом затянутого болта постепенно снижается и в конце концов исчезает. Поэтому в капитальных строениях, которые требуют надежности и устойчивости формы, болты могут применяться для передачи силы только в том случае, если с помощью специальных мер будет предотвращено возникновение сдвига в швах контакта. Например, могут быть использованы калиброванные отверстия, т.е. такие, когда диаметр отверстия равен диаметру болта, или же проведено последующее заполнение промежутка между стержнем болта и краями отверстия.

Присоединение стальных анкерных элементов к древесине с помощью односторонних шпонок

11 - Присоединение стальных анкерных элементов к древесине с помощью односторонних шпонок. Примеры: опора колонны, присоединение растянутой связи с помощью стальной полосы

болт - стяжка

12 - а - болт с шестигранной головкой по DIN 601 (болты с резьбой). Характеристики: резьба (метрическая). диаметр х длина в мм. Пример: М 12 х х 260; b - стержневой нагель. Стержень может быть гладким или с нарезными бороздками. Чтобы нагель легче входил и древесина со стороны его выхода меньше разрушалась, он должен быть с одного конца обжат (ненормированно)

У клееных элементов, поставляемых в сухом виде, последующая усадка, как правило, не наблюдается. Здесь может применяться соединение исключительно на болтах, но только в том случае, если гарантировано многократное подтягивание еще до полного нагружения.

Болты применяются, главным образом, во временных конструкциях, лесах, нестандартных сооружениях (сараи, сельскохозяйственные постройки и т.д.) как работающие на растяжение при подвеске строительных элементов (рис. 13) и как ненесущие соединения в виде прихватывающих и зажимных болтов.

Подвесное опирание балок

13а - Подвесное опирание балок. Болты могут работать только на растяжение. В этом случае нет необходимости ограничивать зазоры отверстий

Шарнир балки Гербера

13b - Шарнир балки Гербера

Предельно допустимая нагрузка определяется в первую очередь диаметром болта и напряжением смятия но контуру отверстия.

Стержневые нагели - это цилиндрические стальные стержни, как правило, без гайки и резьбы, которые вгоняются в просверленные отверстия уменьшенного на 0,2-0,5 мм диаметра (рис. 12 ,b).

Применение стержневых нагелей имеет большое значение для несущих соединений, так как при нем можно не опасаться деформаций из-за выборки зазоров в отверстиях и ползучести.

Соединения с помощью стержневых нагелей позволяют добиться высоких показателей: при небольшой площади они могут воспринимать сравнительно большие усилия. Их лучше всего применять для пакетов досок, а также для соединения со стальными элементами, находящимися внутри конструкции (рис. 14).

Следует использовать не более четырех стержней на соединение; минимальный диаметр стержневого нагеля 8 мм. Хотя благодаря плотной посадке стержневого нагеля в древесине можно рассчитывать на достаточную страховку от сдвига, в нескольких местах соединения нужно устанавливать дополнительные нерасчетные стяжные болты или несущие стержневые нагели со шляпкой. Стержневые нагели обычно не берут со склада, а изготовляют по мере необходимости из полосовой стали St 37.

Коньковый узел стропильной фермы

14а - Коньковый узел стропильной фермы. Брусчатые раскосы прикреплены к верхнему поясу четырьмя нагелями; в середине -стяжные болты; верхние пояса скреплены с коньковой подбалкой болтами

Угол рамы

14b - Угол рамы. Практически жесткое соединение двухветьевой стойки с одинарным ригелем с помощью расположенных по кольцу нагелей. Стяжные болты обеспечивают плотность соединения и используются при монтаже

Круглый проволочный гвоздь с потайной головкой

15а - Круглый проволочный гвоздь с потайной головкой согласно DIN 1151. Обозначения: диаметр в 1/10 мм х длина в мм. Пример: 38 х 100

Шуруп с полукруглой головкой и с продольным шлицем

15b - Шуруп с полукруглой головкой и с продольным шлицем по DIN 96. Обозначена: диаметр х длина в мм. Пример: 6 х 100

Шуруп с потайной головкой и с продольным шлицем

15с - Шуруп с потайной головкой и с продольным шлицем по DIN 97

Глухарь с шестигранной головкой

15d - Глухарь с шестигранной головкой по DIN 571

Винтовой гвоздь не стандартизированный

15е - Винтовой гвоздь не стандартизированный. Обозначения: тип гвоздя, диаметр х длина в мм. Пример: 6 х 150

Рифленый гвоздь, не стандартизированный

15f - Рифленый гвоздь, не стандартизированный. Обозначения: тип гвоздя, диаметр х длина в мм. Пример: 6 х 150

Скобка

15 g - Скобка. Диаметр проволоки 1-2 мм. концы обычно покрыты смолой

Несущая способность нагеля ограничивается его изгибом и смятием контура отверстия.

Гвозди. Обычный проволочный гвоздь является надежным средством соединения несущих деревянных элементов при усилиях сдвига (рис. 15,а). Тот факт, что в наше время гвозди находят широкое применение, объясняется простотой их использования, достигаемой. в первую очередь, благодаря изобретению пневматического пистолета, с помощью которого может осуществляться автоматический забой гвоздей различной длины, вплоть до 120 мм. Гвозди большего диаметра могут забиваться пневматическим способом после предварительной посадки.

Обычно круглые проволочные гвозди с потайной головкой, соответствующие DIN 1151, забиваются без предварительного сверления древесины. При этом волокна древесины в основном отжимаются в стороны и прорезаются только на участке острия гвоздя. Ввиду опасности раскалывания древесины в DIN 1052 приведены многочисленные и подробные требования к минимальной толщине древесины, расстояниям между гвоздями и глубине их забивания в зависимости от диаметра.

Чтобы по возможности предотвратить коробление или перекос деревянных элементов, следует выдерживать максимальное расстояние между гвоздями. Гвоздевой забой поперек волокон нельзя включать в расчет как ненадежный.

Для строительных элементов, не защищенных от атмосферных воздействий, следует применять гвозди только в антикоррозионном исполнении.

Гвозди могут работать также на выдергивание. Однако поскольку сопротивление выдергиванию у проволочных гвоздей по мере высыхания древесины значительно уменьшается, применение гвоздей, работающих на выдергивание, следует ограничить только такими строительными элементами, как опалубка, стропила, стойки и т.д. для усилий, действующих кратковременно, таких как отсасывающие силы ветра.

Для восприятия постоянных выдергивающих усилий, которые возникают в подвесных потолках и т.п., гвозди с гладким стержнем нс применяются. Даже после многолетнего срока службы деревянных конструкций из-за падения сопротивления выдергиванию бывают случаи аварий.

Гвоздевые соединения с предварительным сверлением рекомендуется применять для пород древесины с повышенной раскалываемостью, например, для лиственницы, при гвоздях большого диаметра, при затрудненном доступе, а также везде, где к малой площади прилагается большое усилие.

Односрезный гвоздевой шов

16 а - Односрезный гвоздевой шов

Двухсрезный гвоздевой шов

16 b - Двухсрезный гвоздевой шов

Четырсхсрезный гвоздевой шов со стальными полосками

16с - Четырсхсрезный гвоздевой шов со стальными полосками

Косое расположение гвоздей

16 d - Косое расположение гвоздей. Для уменьшения опасности раскалывания гвозди смешены поперек волокон на диаметр одного гвоздя

Дубовая и буковая древесина перед забивкой гвоздей всегда предварительно сверлится. Чтобы при предварительном сверлении добиться хорошего зажима без дополнительной опасности раскалывания, диаметр просверливаемых отверстий должен составлять 85% диаметра гвоздей. Если учесть, что исходя из усилий раскалывания древесины гвозди диаметром до 4,2 мм можно забивать с шагом меньшим, чем шаг более толстыхгвоздей (минимальные промежутки устанавливаются в зависимости от диаметра гвоздей), то получается, что 1 см 2 площади гвоздей меньшего диаметра может воспринять большие усилия, чем 1 см2 гвоздей больших диаметров. Гвозди с предварительно просверленными отверстиями при меньшем шаге выдерживают большие усилия, чем просто забиваемые. Несущую способность гвоздей можно найти в табл. 58. Она зависит от диаметра гвоздей и их способности раскалывать доски (рис. 16).

Выполнение гвоздевых соединений. При гвоздевых соединениях ширину досок нужно назначать с учетом площади, используемой для забивки гвоздей. Чтобы обеспечить правильность гвоздевого забоя при нестандартных соединениях, на поверхности дерева наносят сетку их расположения. Для стандартных соединений изготавливают гвоздевой шаблон (из жесткой древесноволокнистой плиты или картона) и с его помощью на деревянной поверхности намечают точки вбивания гвоздей. Для несущих строительных элементов на гвоздях, в особенности для стропильных ферм и соединенных гвоздями пересечений, необходима разработка рабочих чертежей расположения гвоздей.

Только при наличии больших поверхностей для вбивания гвоздей и при «прихватывающих» гвоздях расположение их можно доверить исполнителю.

При расположении гвоздей в один ряд, например вдоль кромки доски, расстояния между ними должны выдерживаться с учетом опасности раскалывания досок, и поэтому в рабочих чертежах в большинстве случаев гвозди располагаются на очень небольшом расстоянии от краев. При влажной древесине гвоздевые соединения сильно деформируются, и их несущая способность сильно падает по сравнению с несущей способностью гвоздевых соединении, используемых для сухой древесины. В этих случаях даже при снижении допустимых расстояний следует вести расчет с учетом больших смещений или же обратиться к другим способам соединения.

Соединения «стальные пластины - древесина - гвозди». Гвоздевые соединения с использованием листовой стали могут обладать высокой несущей способностью. Обычно стальные пластинки толщиной не менее 2 мм накладываются на брусья или вводятся между ними в пропилы и просверливаются вместе с деревянными элементами на всю длину гвоздя. Чтобы гвозди могли свободно вгоняться сквозь одну или несколько накладок (прокладок), диаметр просверливаемою отверстия должен быть равен диаметру гвоздя. Если прокладки должны воспринимать сжимающие силы в местах, где они не обжаты сбоку деревянными элементами, возникает опасность их выпучивания. В таких случаях эта опасность должна быть уменьшена путем ликвидации зазоров между стальной накладкой и древесиной.

Система «Грейм»

17 а - Система «Грейм». В пропиленные в брусьях шлицы шириной 2 мм вводятся узловые фасонки толщиной от 1 до 1.75 мм. Усилия в стержнях с проходящими сквозь них гвоздями прикладываются к листу

Система VB

17b - Система VB. В каждый стержень вводятся прибиваемые гвоздями листовые прокладки толщиной 1 мм. Соединения с помощью листовых прокладок толщиной 1 мм уменьшают возможность выпучивания сжатых стержней

Узловые соединения фермы системы «Грейм»

17с - Узловые соединения фермы системы «Грейм». Узловые накладки могут одновременно использоваться для устройства стыков

Пространственный узел «стальные пластины -дерево - гвозди»

17 d - Пространственный узел «стальные пластины -дерево - гвозди». При достаточно больших поперечных сечениях брусьев соединяемые стержни могут располагаться во многих плоскостях (например, многостержневые диагональные связи)

Перфорированные пластинки

17е - Перфорированные пластинки. Примеры использования: соединительные накладки, анкерные полосы

Система «Бостич»

17f - Система «Бостич». Наружные стальные накладки толщиной 1 мм соединяются с деревом специальными гвоздями: а-двухсторонний забой; b - односторонний забой по системе «Бостич -клинч - нейл» с загибом концов гвоздей

Соединения типа «стальные пластины -древесина - гвозди» с тонкими стальными листами. которые пробиваются насквозь без предварительного сверления, определяются строительными допусками, так как при использовании тонких листов опасность выпучивания особенно велика. При пропиле пазов и забивке гвоздей в наружные стальные листы требуется особенно аккуратная и точная работа. Системы «Грейм» и «VB» позволяют осуществить присоединение к узлу нескольких брусьев (рис. 17,а и b). Накладки и колодки применять не рекомендуется, так как в узловых точках усилия в брусьях передаются через стальные листы. Гвозди соединяют деревянные брусья с листами стали; они подвергаются срезу по нескольким слоям. Допустимая нагрузка на гвозди повышается по мере увеличения их несущей способности. Так, например, несущая способность четырехсрезного гвоздя в четыре раза больше, чем односрезного (см. рис. 16).

Поскольку нормированный шаг гвоздей остается прежним, многосрезные гвоздевые соединения способны при сравнительно малой поверхности пластинок воспринимать большие усилия (рис. 17,с). Чтобы сделать конструкцию ферм более экономичной, чем обычная гвоздевая, требуется очень незначительное увеличение размеров брусьев для размещения требуемого количества гвоздей. Стальные листы, как правило, применяются оцинкованные (на прокатном станс Сендзимира). При повышенной опасности корродирования они должны иметь надежное и стойкое дополнительное полимерное покрытие. Изготовление строительных элементов (стропильных ферм, связей и т.п.) осуществляется на предприятии. Однако отдельные узлы могут прибиваться на строительной площадке. например, стыки стропильных ферм, крепления диагональных связей пространственной жесткости (рис. 17,d).

Многодырчатые плиты. Оцинкованные листы стали, обычно толщиной 2 мм. с просверленными или проштампованными отверстиями для гвоздей могут использоваться как узловые фасонки для стыковки брусьев одинаковой ширины (рис. 17,е). Проволочные, винтовые или рифленые гвозди вгоняются в отверстие вручную или с помощью пневматических пистолетов. Соединения с помощью многодырчатых плит могут выполняться при изготовлении сборных элементов на заводе или во время их монтажа.

Узловые фасонки системы «Бостич». По системе «Бостич» непросверленные оцинкованные стальные листы толщиной 1 мм прибиваются снаружи к элементам из древесины в виде узловых фасонок (рис. 17 f). Специальные гвозди с Т-образными шляпками вбиваются сквозь стальные листы с обеих с трон с помощью специальных пневматических пистолетов. Сейчас применяется также способ «Бостич-клинч-нэйл», при котором двухсрезное соединение обеспечивается тем, что достаточно длинные гвозди с надрезом пробивают за одну операцию с одной стороны оба стальных листа насквозь. Этот способ используется для индустриального изготовления стандартных треугольных стропильных ферм. Возможно также выполнение отдельных соединений на строительной площадке.

Шурупы минимальным диаметром 4 мм могут использоваться как несущие соединения (см. рис. 15,b и с). При этом древесина должна предварительно просверливаться сверлом диаметром, равным диаметру шурупа на всю длину его гладкой части и диаметром 0,7 d, на длину нарезанной части. Вели нужны большая длина и диаметр, обычно применяются глухари (шурупы с шестигранной головкой), так как их можно завинчивать гаечным ключом (рис. 15,d).

Трудности, возникающие при применении шурупов и глухарей, связаны с креплением разного рода плит, панелей, а также других стандартных стеновых, потолочных и кровельных элементов к элементам из цельной древесины. Здесь помимо несущей способности при поперечном срезе может возникнуть вопрос и о несущей способности при продольном выдергивании. Шурупы по сравнению с проволочными гвоздями обладают в два с лишним раза большим сопротивлением выдергиванию, если отверстия для них просверлены заранее и винты правильно ввернуты. Забитый шуруп не обладает высокой несущей способностью, поскольку резьба сильно разрушает древесину, и он ведет себя практически как обычный проволочный гвоздь. Шурупы с потайной головкой не рассчитаны на выдергивание, а шурупы с полукруглой головкой могут работать на выдергивание только в том случае, если прикрепляемый элемент обладает прочностью на смятие в поперечном направлении и прочностью на пробивку, по крайней мере, такой же. как древесина хвойных пород.

Для материалов с небольшой прочностью следует при соответствующих условиях применять достаточно большие подкладные шайбы.

Правильно установленные шурупы рассчитаны как на кратковременные, так и на длительные выдергивающие усилия. Соединения на шурупах лесоматериала, распиленного поперек волокон, принимать в расчет не следует.

Гвозди особой конструкции (винтовые, рифленые). Так называются гвозди, отличающиеся ог круглых проволочных гвоздей формой стержня и материалом, из которого они изготовлены (рис. 15,е и f). Поскольку предварительное сверление под резьбу и ввинчивание винтов - процесс очень трудоемкий, были разработаны гвозди с профилированным стержнем, которые могут вбиваться в древесину и оказывать при этом значительно большее сопротивление выдергиванию, чем гвозди с гладким телом. Однако широкое их применение в настоящее время еще затруднено из-за того, что до сих пор не установлены нормированные типы специальных гвоздей (по размерам, форме и материалу), для которых могли бы быть указаны соответствующие величины усилий при срезе и выдергивании. Поэтому для несущих соединений рекомендуются гвозди, обладающие индивидуальными допусками, соответствующими данным строительным условиям.

Сопротивление шурупов выдергиванию, обусловленное их сцеплением с древесиной, не ослабевает и после ее высыхания, поэтому шурупы пригодны и для длительных нагрузок. По сопротивлению срезу шурупы приблизительно равноценны проволочным гвоздям такого же диаметра. Повышение качества материала, из которого они изготовляются, обеспечивает, кроме того, большую жесткость гвоздей, в результате чего они не искривляются при вбивании. Здесь особенно удобен механический забой гвоздей.

Скобки, как известно, давно успешно применяются в упаковочной промышленности. В деревянном строительстве они использовались до сих пор только для крепления ненесущей облицовки к элементам из древесины (рис. 15,g). Поскольку в настоящее время уже имеется достаточный опыт с хорошими результатами, скобки стали применяться также и для соединения несущих деревянных элементов.

Наряду с креплением деревянной обшивки и опалубки (рис. 18) с помощью скобок могут выполняться также узловые соединения простых деревянных стропильных ферм пролетом до 8 м или обшей длиной 12 м, так как они могут работать как на срез, гак и на выдергивание.

Обычно применяемые скобки изготовляются из стальной проволоки толщиной 1,5-2 мм, круговое сечение которой слегка сплющивается, а прямой проволочный стержень превращается в U-образную скобку. Оба стержня скобки оказываются тогда соединенными друг с другом спинкой скобки на сравнительно небольшом расстоянии. Скобки оцинкованы и обычно на известную длину от концов скобки покрыты синтетической смолой. Этот защитный слой облегчает введение стержней скобки в древесину и увеличивает сцепление с ней. Скобки вгоняются с помощью механических устройств, поставляемых некоторыми фирмами. При этом спинка скобки может выступать или быть утопленной в поверхность прикрепленного элемента.

Скобки, используемые для соединения деревянных элементов

18 - Скобки, используемые для соединения деревянных элементов. Слева: при соединении панелей из древесных материалов с балками из цельной древесины имеет значение расположение спинки скобки по отношению к направлению волокон древесины. Угол между направлением волокон балки и спинки скобки не должен отклоняться от 45 гр. Справа: при соединении элементов из сплошной древесины под прямым углом скобки могут располагаться практически только под углом 45 гр. к направлению волокон, чтобы не уменьшалась их несущая способность.

Следует следить за тем, чтобы спинка скобки оказалась по возможности под прямым углом, но во всяком случае не меньше. чем 45 гр. по отношению к направлению волокон, так как из-за опасности раскалывания деревянного элемента придется рассчитывать на меньшую несущую способность и устойчивость соединения. При креплении скобки с выступающими спинками древесные материалы должны иметь следующую минимальную толщину:

  • древесностружечные плиты - 8 мм;
  • фанерные листы - 6 мм;
  • жесткие древесноволокнистые плиты - 4 мм;
  • при утопленной спинке скобки эти размеры должны быть увеличены на 2 мм.

Другие особенности и ограничения указаны для скобок разных типов в «Строительных допусках», гак как для этого вида соединения пока еще не существует норм. Скобки могут рассматриваться как двойной гвоздь, у которого шляпки заменены спинкой. Поэтому при расчетах к скобке можно применять тс же правила, что и для круглых проволочных гвоздей.

{nb_link}
Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии в данной новости.

Смотрите также

 
 
 
Регистрация | Забыли пароль? | Контанкты | Правила
Последние комментарии | Теги | Каталог ссылок
О сайте | Карта сайта | Наша команда | Список пользователей
Статистика | RSS | RSS отзывов
2009 © DeloStroika.ru - Сайт представляет Вам материалы по строительной тематике: строительство домов, коттеджей, ремонтные работы в доме и ремонт в квартире. Самостоятельно Вы сможете научиться строить гараж, построить баню, построить бассей и другие хоз. постройки. Видео раздел предлагает к просмотру материалы внутренней отделки и интерьера помещений Вашей квартиры.
* При полном или частичном использовании материалов сайта, активная (dofollow) гиперссылка на страницу материала обязательна.
Запросов: 2 (0.00344)
Rambler's Top100