Полная версия

Главная arrow Строительство arrow КОНСТРУКЦИИ ИЗ ДЕРЕВА И ПЛАСТМАСС. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ДЕРЕВЯННЫХ ФЕРМ

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

Соединения на вклеенных металлических шайбах

К существенным недостаткам соединений на шайбах, впрессованных в древесину, включая шайбы Леннова, относятся: необходимость иметь специальное оборудование для запрессовки шайб, растрескивание, опасность скалывания древесины (даже до приложения внешних усилий уже при запрессовке), ограниченная несущая способность. К тому же сама форма таких шайб достаточно сложная, а изготовление ее трудоемкое.

Клеестальная шайба, с одной стороны, проще и по форме, и по условиям изготовления, но ее несущая способность ограничена даже при качественном выполнении соединения работой древесины на скалывание в пределах площади шайбы. Скалывание же является опасной и хрупкой работой древесины, снижающей эксплуатационную надежность и несущую способность конструкций, и, кроме того, клеестальная шайба изготавливается в виде пластины прямоугольной фермы, что приводит к возникновению отрывающих напряжений во всех ее угловых частях (для восприятия которых дополнительно ставят шурупы).

Все недостатки вышеназванных видов соединений могут быть значительно устранены путем применения вклеенных металлических шайб. Соединение на вклеенных шайбах (ВКШ) основано на достоинствах совместной работы металлической шайбы в сочетании с монолитностью клеевой композиции. Суть такого соединения заключается в следующем: гнездо под круглую шайбу может быть выбрано в деревянном соединяемом элементе слегка увеличенных размеров, что позволяет осуществлять свободную укладку в него металлической шайбы, а образовавшееся лишнее пространство в гнезде заполняется полимерной композицией (например клеем ЭПЦ или ФР-12), которую вводят до укладки шайбы. После отвержения клеевой композиции шайба надежно вклеивается в древесину. Введение полимерной клеевой композиции в круглое гнездо позволяет не только монолитно приклеить шайбу к древесине, но и быстро включиться ей в работу на смятие по боковой поверхности после отверждения композиции в гнезде. В процессе эксплуатации конструкции вклеенная шайба находится внутри древесины и имеет защитную полимерную пленку, которая надежно защищает шайбу от коррозии металла.

Таким образом, существенными достоинствами предлагаемого нового более современного соединения являются:

  • — простота изготовления;
  • — малые затраты клея и простота его нанесения;
  • — высокая несущая способность и малая деформативность;
  • — защита стальной шайбы от коррозии полимерной пленкой;
  • — относительно малая площадь взаимного контакта соединяемых элементов;
  • — возможность восприятия как сжимающих, так и растягивающих усилий.

Следует отметить, что в соединении используются спаренные шайбы, т.е. шайбы, установленные с двух противоположных сторон соединяемого элемента.

Исследования [9] показали высокую несущую способность соединений на вклеенных шайбах. Экспериментальную проверку прошли шайбы с размерами: диаметр Dm = 60 мм, 80 мм и 100 мм, толщина шайбы t - 6 мм, 8 мм, 10 мм. Для испытанных соединений на вклеенных шайбах получены величины расчетной несущей способности в зависимости от параметров шайбы, которые приведены в табл. 4.3.

Таблица 43

Значения расчетной несущей способности [N] соединения

на ВШ

Диаметр шайбы Dlu, мм

Значения [N

, кН, при толщине шайбы, мм

?„, = 6

= 8

= Ю

60

37,70

44,03

50,30

80

41,73

48,10

54,85

100

44,39

52,25

59,95

Для расчета растянутых или сжатых элементов, прикрепляемых к узлу фермы с помощью вклеенных шайб, необходимо:

  • — задаться размерами шайбы Dm и ?ш;
  • — по табл. 4.3 определить расчетную несущую способность принятой шайбы;
  • — из условия п > 1V/[1V] найти количество необходимых пар шайб, где N — действующее в элементе усилие;
  • — устанавливать шайбы по длине элемента с шагом расстановки Sl = (2,5+3)Dnr

Кроме выполнения расчета, для растянутого элемента необходимо проверить прочность по ослабленному сечению, а для сжатого элемента рассчитать устойчивость по обычным фермам.

Пример №4

Рассчитать опорный узел фермы, выполненный с применением вклеенных металлических шайб. Конструкция узла приведена на рис. 4.10.

Для выполнения соединения принимаем металлические шайбы с размерами: Dinl = 60 мм и ?ш = 8 мм — для крепления нижнего растянутого пояса и Diij2 = 100 мм и ?ш = 10 мм — для крепления верхнего пояса, учитывая то, что Nc = 55,0 кН > Np = 51,6 кН. При назначении размеров шайб можно ориентироваться на то, что центральная узловая шайба должна воспринимать усилие Nc; поэтому величина несущей способности этой шайбы должна быть не меньше величины Nc. В рассматриваемом случае Nc = 55,0 кН, а несущая способность шайбы Пт2 = 100 мм и ?ш =10 мм согласно сл

сл

Puc. 4.10. Опорный узел фермы, выполненный с применением вклеенных металлических шайб табл. 4.3 равна [iVm] = 59,95 кН > Nc = 55,0 кН. Усилие в растяну том поясе Np = 51,6 кН. Для его восприятия ставятся накладки, которые соединяются с поясом двумя парами вклеенных металлических шайб с размерами Dml = 60 мм и = 8 мм. Несущая способность такой шайбы по табл. 4.3 равна [У,,,)] = 44,03 кН. Две пары шайб могут выдержать усилие 2[JVml] = 2-44,03 = 88,06 кН, что больше JVp = 51,6 кН.

Сжимающее усилие Nc передается нижнему поясу под углом а = 20°, поэтом}' центральная узловая шайба в нижнем поясе работает на передачу усилия, направленного под углом а = 20° к волокнам древесины. Учет такого действия производится путем умножения [ЛГш1] на коэффициент Ка = 0,975 (см. приложение, табл. 17П). Тогда несущая способность шайбы равна:

Для правильной расстановки шайб необходимо обеспечить требуемые размеры Sl мм и S2 мм. На рис. 4.9 указаны эти принятые размеры: 5, = 200 мм = 2Д„ — для сжатого элемента и S2 = 100 мм > Dni = 60 мм — для растянутого элемента.

Растянутый элемент необходимо рассчитать на прочность по ослабленному сечению. Наиболее опасное сечение для накладок находится в месте установки узловой центральной шайбы. Площадь нетто ослабленного сечения равна:

Проверка прочности:

Прочность обеспечена.

В сечении, где установлены шайбы меньшего диаметра, прочность накладок можно не проверять, так как площадь ослабления шайбой будет меньше.

Проверка прочности по ослабленному узловой шайбой сечению для верхнего пояса производится по площади нетто, равной:

Проверка прочности:

Прочность обеспечена.

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>