содержание   ..  50  51  52  53  54  55  56  57  58  59  60  ..

Глава IV СОЕДИНЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ДЕРЕВЯННЫХ И ПЛАСТМАССОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ

§ 30. КЛАССИФИКАЦИЯ И ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К СОЕДИНЕНИЯМ ЭЛЕМЕНТОВ ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИИ

Цельные деревянные элементы ограничены по сортаменту размерами поперечного сечения и длинами. При конструировании крупноразмерных элементов и конструкций применяют различные способы соединения: сплачивание, применяемое для увеличения размеров поперечного сечения; сращивание, применяемое для увеличения длины элементов; узловое, применяемое для скрепления элементов под углом.

Соединения деревянных элементов выполняются при помощи: клея; вкладышей в виде нагелей, шпонок и других деталей, заложенных между соединяемыми элементами; врубок; стальных растянутых связей (болтов, хомутов, накладок, листовых шарниров и др.).

По производственному признаку различают заводские и построечные соединения.
 

Рис. 46. Деформации в нагельном соединении:
а — при многократном нагружении; б — диаграммы работы соединений; 1 — затухающие деформации в пределах несущей способности (Р < Т); 2 — незатухающие деформации за пределом несущей способности (Р > Т); .3 — податливое и вязкое соединение; 4 — жесткое и хрупкое соединение; Н — начальные деформации; О — остаточные деформации; У — упругие деформации; П — пластические деформации
 

Все соединения, кроме клеевых, обладают податливостью, т. е. дают при расчетных нагрузках значительные смещения соединяемых элементов (от 0,2 до 2 мм). Податливость соединений обусловливается происходящими в них деформациями. Кроме упругих и пластических деформаций, свойственных древесине, в соединениях наблюдаются остаточные деформации, происходящие в пределах несущей способности соединений. Значительную часть их составляют начальные деформации, происходящие в начале нагружения, величина которых зависит от точности пригонки элементов и постановки связей в соединении.

При проектировании и изготовлении соединений необходимо, чтобы начальные деформации были как можно меньшими (избежать их полностью невозможно), поскольку этим обеспечивается важное в работе соединений свойство — их плотность.

Большое значение для работы конструкций имеет характер разрушения соединения. Если разрушение происходит постепенно, с сильным развитием пластических деформаций, то оно называется вязким. При отсутствии пластических деформаций происходит хрупкое разрушение. Такое разрушение наблюдается в тех соединениях, которые разрушаются от скалывания, раскалывания или разрыва древесины, а вязкое — там, где прочность зависит от смятия.

На рис. 46, а изображена диаграмма работы вязкого соединения (на нагелях) при многократном его нагружении и разгружении. При усилиях, не превышающих несущей способности соединения (Р <= Г), нарастание остаточных деформаций затухает, и работа соединения становится упругой. При усилиях выше несущей способности (Р >

> Т) рост возникающих при этом пластических деформаций не затухает и наступает разрушение. Площадь между кривой нагрузки и кривой разгрузки дает количественное выражение энергии (работы), затраченной в необратимой форме (FПОт), а площадь, заключенная между кривой нагрузки и осью абсцисс, является мерой полной работы, затраченной на деформацию (А). При Р > Т с увеличением числа повторных нагружений необратимая энергия растет и А — Апот -> 0.

Хрупкость соединений является недостатком, нередко вызывающим разрушение конструкции, причиной которого являются непредусмотренные в расчете перенапряжения одних частей составного элемента за счет разгрузки других.

 Вязкие соединения компенсируют хрупкую работу древесины, выравнивая усилия в связях и в элементах составной конструкции, и работают совместно и равномерно (рис. 47, б). Таким образом, гарантией надежности работы конструкции является плотность соединений в сочетании с вязкостью.

При выполнении соединений следует считаться с возможностью наличия в этих местах пороков древесины — сучков, трещин, косослоя. Вызванное этим ослабление работы соединения и элементов будет тем больше, чем мощнее связь. Для избежания этого следует соблюдать принцип дробности связей — распределение усилия на большое количество относительно слабых связей. При этом увеличивается число плоскостей скалывания и уменьшается опасность разрушения соединения от скалывания и раскалывания (рис. 48).

Расчетные связи в соединении должны быть однотипными и иметь одинаковую жесткость. Связи должны размещаться симметрично относительно оси элемента и не вызывать в нем дополнительных усилий (изгибающего или крутящего моментов). Кроме того, следует стремиться к минимальному ослаблению соединяемых элементов.

Из производственных соображений следует отдавать предпочтение тем соединениям, которые допускают их механизированное изготовление, просты в сборке и доступны для контроля.

Рис. 48. Два способа передачи усилия связями:
а — концентрировано, одной мощной связью; б — дробно, многими совместно работающими связями; 1 — трещина; 2 — скалывание древесины

содержание   ..  50  51  52  53  54  55  56  57  58  59  60  ..