Меню разделаНа главную

СОЕДИНЕНИЯ
ДЕРЕВЯННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

Соединения со связями, работающими на изгиб

К таким связям относятся цилиндрические нагели, металлические зубчатые пластины, болты, гвозди, шурупы и глухари (шурупы большого диаметра с шестигранной или квадратной головкой).

На гвоздях

Гвозди в соединениях работают как нагели. Однако тот факт, что они забиваются в древесину, обусловливает некоторые особенности их работы: при диаметре гвоздей менее 6 мм их несущая способность на сдвиг не зависит от угла, образованного направлениями силы и волокон; заостренный конец гвоздя перерезает и раздвигает волокна, увеличивая опасность раскалывания. Эту опасность уменьшают более редкой расстановкой гвоздей, по сравнению с нагелями. Недостатком гвоздевых соединений является их ползучесть.

Длина гвоздей применяется такой, чтобы гвоздь пробивал все сплачиваемые элементы, но при этом не выходил наружу. Например, для одностороннего прибивания схватки толщиной 50 мм к стропилине толщиной тоже 50 мм нужны гвозди длиной 100 мм, а для пришивания двусторонней схватки — 150 мм. При таком способе сплачивания концы гвоздей остаются в дереве. Заостренный конец длиной 1,5d (d — диаметр гвоздя в см) не учитывается в работе (рис. 14). Если применяются гвозди короче толщины сплачиваемого пакета, то при расчете учитываются только те гвозди, глубина защемления которых в древесине составляет не менее 4d, то есть при ао меньше четырех диаметров работу конца гвоздя не учитывают. Выход гвоздя наружу ошибкой не считается, но все же нежелателен, концы ржавеют и заражают ржавчиной весь стержень гвоздя. При свободном выходе гвоздя из пакета расчетную толщину последнего деревянного элемента следует уменьшать на 1,5d.

Несимметричные и симметричные гвоздевые стыки
рис. 14. Несимметричные и симметричные гвоздевые стыки

Несущая способность одного гвоздя вбитого в строительные элементы из сосны и ели определяется по формулам таблицы СП 64.13330.2017. Деревянные элементы рассчитываются на смятие от давления гвоздя, а гвозди рассчитываются на срез (изгиб) по нескольким швам («условным срезам»). За расчетную несущую способность гвоздя принимается наименьшее из полученных значений. Гвоздей должно быть установлено такое количество, чтобы они не были срезаны (изогнуты) растягивающими или сжимающими усилиями и не сминали древесину вокруг себя.

Расчетная несущая способность одного строительного гвоздя

На­пря­жен­ное со­сто­я­ние со­еди­не­ния Рас­чет­ная не­су­щая спо­соб­ность гвоз­дя Т на один шов спла­чи­ва­ния (услов­ный срез) по СП 64.13330.2011 2017
кН кгс
1. Смя­тие в сим­мет­рич­ных со­еди­не­ниях
а) смя­тие в сред­них эле­мен­тах
смятие в средних элементах симметричных соединений
0,5cd 50cd
б) смя­тие в край­них эле­мен­тах
смятие в крайних элементах симметричных соединений
0,8a0d 80a0d
2. Смя­тие в не­сим­мет­рич­ных со­еди­не­ниях
а) смя­тие во всех эле­мен­тах рав­ной тол­щи­ны, а так­же в бо­лее тол­стых эле­мен­тах од­но­срез­ных со­еди­не­ний
смятие в элементах равной толщины
0,35cd
0,55cd
35cd
55cd
б) смя­тие в бо­лее тол­стых сред­них эле­мен­тах двух­срез­ных со­еди­не­ний при a ≤ 0,5c
смятие в толстых средних элементах
0,25cd
0,4cd
25cd
40cd
в) смя­тие в бо­лее тон­ких край­них эле­мен­тах при a ≤ 0,35c
смятие в тонких крайних элементах
0,8a0d
1,2a0d
80a0d
120a0d
г) смя­тие в бо­лее тон­ких эле­мен­тах од­но­срез­ных со­еди­не­ний и в край­них эле­мен­тах при c > a > 0,35c
смятие в тонких элементах односрезных и двухсрезных соединений
kнa0d
1,5kнa0d
100kнa0d
150kнa0d
3. Изгиб нагиля
Изгиб гвоздя
изгиб нагилей
2,5d² + 0,01a0², но не более 4d²
3,1d² + 0,012a0², но не более 5d²
250d² + a0², но не более 400d²
310d² + 1,2a0², но не более 500d²

Расчетное количество гвоздей (гвоздевое поле) получается путем деления общего срезающего напряжения на несущую способность одного гвоздя.

Сортамент строительных гвоздей ГОСТ 4028-63
Диа­метр гвоз­дя, d мм 1,8 1,8 1,8 1,8 2 2 2,5 2,5 3 3 3,5 4 4 5 5 6 6 8
Дли­на гвоз­дя, lгвмм 32 40 50 60 40 50 50 60 70 80 90 100 120 120 150 150 200 250
Вес 1 тыс. шт, кг 0,64 0,79 0,97 1,16 0,95 1,19 1,87 2,23 3,77 4,33 6,6 9,5 11,5 17,8 21,9 32,4 43,1 96,2

Для того, чтобы гвозди не «измочалили» и не раскололи древесину, их нужно вбивать на определенном расстоянии друг от друга. При встречной забивке гвоздей, если их концы заходят один на другой не более чем на 1/3 толщины среднего элемента, разрешается сохранять одинаковую разметку гвоздей с каждой стороны соединения. Диаметр гвоздей следует принимать не более 0,25 толщины пробиваемых элементов.

Порядок расстановки гвоздей
Порядок расстановки гвоздей

Расстояние между осями гвоздей вдоль волокон древесины следует принимать:

S1 ≥ 15d — при толщине пробиваемого элемента c ≥ 10d;

S1 ≥ 25d — при толщине пробиваемого элемента c = 4d.

Для промежуточных значений толщины наименьшее расстояние следует определять по интерполяции.

Для элементов, не пробиваемых гвоздями насквозь, независимо от их толщины, расстояние между осями гвоздей S1 следует принимать равным или более 15d. Так же расстояние вдоль волокон древесины от гвоздя до торца элемента S1 во всех случаях следует принимать равным или более 15d .

Расстояние между осями гвоздей поперек волокон древесины при прямой расстановке гвоздей следует принимать не менее S= 4d. При шахматной расстановке или расстановке их косыми рядами под углом 45° расстояние может быть уменьшено до 3d.

Гвозди диаметром более 6 мм, а также гвозди, устанавливаемые в древесину лиственницы и промороженную древесину, забивают в предварительно рассверленные отверстия диаметром 0,9d.

Гвозди, забитые в предварительно рассверленные отверстия диаметром, равным диаметру гвоздя, рассчитывают как нагели. Минимальные расстояния меду осями гвоздей принимаются как для нагелей.