Контактные соединения

Рис. 9.5. Контактные соединения

Контактные виды соединений встречаются в каркасных домах (соединение ригеля со стойкой), а также в узлах колонн, арок, рам. Часто усилия от одного элемента к другому передаются через металлические опорные детали - «башмаки» (рис. 9.5.). При этом непосредственно вблизи «башмака» возникает сложное напряженное состояние, которое характеризуется возникновением нормальных и касательных напряжений, действующих в различных направлениях и усугубляется анизотропной структурой древесины. Определение этих напряжений методами сопротивления материалов невозможно - это контактная задача теории упругости. Приближенная методика определения этих напряжений приведена в Пособиях по проектированию деревянных конструкций[2]. Максимальные напряжения s_x и s_y определяются в зависимости от коэффициентов k, которые в свою очередь определяются по графикам в зависимости от размером штампа, угла a, эксцентриситета силы N. Оценка прочности в этом случае (только для s_x ):

s_x = k_x1· N / Aсм + k_x2· Q / Aсм £ R_с

Лобовые врубки

Одним из первых (исторически) соединением деревянных элементов являются врубки. В настоящее время они практически не применяются в реальном строительстве, но часто встречаются при реконструкции зданий. Врубки нельзя отнести к надежным видам соединений, поскольку в этих соединениях древесина работает в основном на сдвиг и смятие, и, кроме того, ослабляются сечения элементов.

Простейшая врубка показана на рис.9.6.

Рис. 9.6. Лобовая врубка “с одним зубом”

Узел рекомендуется центрировать по сечению «нетто», чтобы в опасном сечении не было изгибающего момента от эксцентриситета нормальной силы.

Разрушение лобовой врубки может произойти либо от скалывания «зуба», либо от смятия древесины пояса, либо в результате разрыва ослабленного врубкой пояса. Соответственно возможным видам разрушения выполняют следующие проверки прочности.

1. Оценка прочности древесины пояса на смятие под углом к волокнам

s _см = N / A _см £ R _см,a

Предельная деформация во врубках [d] = 1.5 мм. Глубина врубки не должна превышать h _вр £ 1/3 h _br

2. Оценка прочности древесины пояса на скалывание (одностороннее скалывание)

s _ск = Ncos g / A _ск £ R _ск = R_ск,ср / (1+ bL/e) , b = 0,25, A _ск = b· l _ск

3. Оценка прочности ослабленного врубкой сечения пояса на центральное или внецентренное растяжение

s _р = N / A _нт £ R _р (при центральном растяжении)

[1] Подробнее см. работы Б.А.Освенского

[2] Подробнее см. работы А.Я.Найчука