ЛОБОВАЯ ВРУБКА С ОДНИМ ЗУБОМ

Врубками называются соединения, в которых усилие пере­дается от одного элемента к другому непосредственно, без про­межуточных вкладышей или иных рабочих связей. В простей­шем случае усилие передается упором приторцованных друг к другу концов бревен или брусьев.

Основной областью применения врубок являются узловые соединения в брусчатых и бревенчатых фермах, в том числе в опорных узлах примыкания сжатого верхнего пояса к растяну­тому нижнему поясу.

Существует два вида лобовых врубок: с одним и с двумя зу­бьями.

3.1. Лобовая врубка с одним зубом

Врубка с одним зубом используется при углах b порядка 35° и меньше. В этом случае решающее значение, как правило, имеет расчетная несущая способность по условию скалывания. Врубка имеет равнопрочное соединение по смятию и скалыва­нию при b= 37°.

При конструировании лобовой врубки необходимо соблю­дать следующие требования:

1. Глубина врубки должна быть не менее 2 см в брусьях и не менее 3 см в бревнах, и не более 1/3h или 1/3d.

2. Упорная площадка врубки пропиливается перпендикулярно к направлению сжимающей­ силы. Ось сжатого элемента должна проходить через центр упорной площадки.

3. Длина площадки скалывания должна приниматься с учетом:
1_ск ≤10h_вр, 1_ск ≤10h

4. Центрирование нижнего пояса из бруса должно осуществляться по ослабленному сечению, т.е. по F_нт. В конструкци­ях из бревен центрирование производится по площади брут­то.

5. Устройство зазора в 1-2 см необходимо для исключения возможного отрыва зуба от его основания в случае уменьшения угла b, при прогибе панели верхнего пояса и увлаж­нении древесины.

Врубка рассчитывается по I предельному состоянию, кото­рое сводится к разрушению древесины либо по смятию, либо по скалыванию.

Несущая способность по каждому из двух условий записы­вается следующим образом:

1. N_с < F_смR_см,a (смятие нижнего пояса).

2. N_р < F_скR_ск^ср (скалывание, нижнего пояса).

В лобовых врубках имеет место односторонний вид скалы­вания, поэтому среднее значение расчетного сопротивления древесины скалыванию определяется по формуле

Увеличение длины площадки скалывания за пределами де­сяти глубин врубки в расчетах на скалывание не учитывается.

Разберем вопрос, почему необходимо производить центри­рование брусчатых конструкций на лобовых врубках по ослаб­ленному сечению растянутого нижнего пояса.

Во-первых, центрирование по сечению брутто приводит к внецентренной работе растянутого бруса по ослабленному се­чению, следовательно, нижний пояс необходимо рассчитывать как растянуто-изгибаемый элемент.

Во-вторых, центрирование по сечению нетто требуется еще и для обеспечения наибольшей несущей способности врубки по скалыванию.

Рассмотрим, каким же образом центрирование по F_нт при­водит к повышению несущей способности соединения по ска­лыванию.

1)При прочих равных условиях меняется экс­центриситет действия скалывающей силы.

2)Степень неравномерности распределения касательных на­пряжений t_ск при той же длине площадки скалывания 1_СК при центрировании по F_бр существенно возрастает.

3)Центрирование по ослабленному сечению приводит к вне­центренной работе нижнего растянутого бруса неослабленной его зоны. Однако даже при h_вр=1/3h_бр эксцентриситет е_р=1/6h оказывается безопасным для нижнего растянуто-изгибаемого пояса.

Чтобы избежать разрушения конструкции, а именно фер­мы, от катастрофического снижения несущей способности по скалыванию, рекомендуется ставить аварийный болт или хомут. Они включаются в работу, когда произойдет скалывание зуба.

ЛЕКЦИЯ 7

Содержание: Общие сведения о нагельных соединениях. Расчет нагельного соединения. Определение минимальной несущей способности одного среза нагеля.Особенности работы гвоздей