Расчет нагельных соединений

Нагель работает как балка в упруго-пластичной среде. Разрушение нагеля может произойти:

от изгиба нагеля (нагель – балка, лежащая на сплошном основании);

от смятия древесины нагельного гнезда;

от скалывания древесины (от нагеля до торца или между нагелями);

от раскалывания (разрыв поперек волокон).

Несущая способность нагеля определяется из условия изгиба и смятия древесины нагельного гнезда (в крайних и средних элементах пролета). Несущую способность по скалыванию и раскалыванию обеспечивают соответствующей расстановкой нагелей.

Расстановка нагелей в соединениях бывает нормальная, в шахматном порядке и косыми рядами (рис. 7.2) и производится по правилам, исключающим опасность преждевременного разрушения древесины от скалывания и растяжения поперек волокон.

Промежутки и расстояния между осями не должны быть меньше приведенных в строительных нормах значений.

Расчетную несущую способность соединения на цилиндрических нагелях из одного материала (сосны или ели) и одинакового диаметра следует определять по формуле

– количество швов в соединении для одного нагеля.

Расчетную несущую способность одного среза в односрезных и симметричных двухсрезных соединениях (рис. 7.1) следует принимать как наименьшее значение из найденных по приведенным ниже формулам:

  – толщина крайних элементов в симметричных соединениях или более тонких элементов в односрезных соединениях; t2 – толщина

– коэффициент, зависящий от отношения толщины более тонко-

го элемента к диаметру нагеля, определяемый по формуле

– коэффициент, учитывающий угол α между силой и направлением волокон.

Расчетную несущую способность гладких гвоздей на выдергивание определяют по формуле

должна быть не менее двух толщин пробиваемого элемента и не менее 10d. Расчетную несущую способность гвоздей с нарезкой (витых гвоздей) на выдергивание следует определять по формуле

– расчетное сопротивление выдергиванию на единицу поверхности древесины, принимаемое равным 1 МПа; d – диаметр гвоздя;

  – расчетная длина защемленной части гвоздя.

Соединения с растянутыми болтами применяются при анкерном креплении деревянных конструкций к опорам, при подвеске к конструкциям перекрытий и в узловых соединениях. Они работают и рассчитываются на действие растягивающей силы от расчетных нагрузок:

Кроме того, древесина под шайбами болта должна быть проверена на местное смятие.

Соединения на вклеенных стальных стержнях Соединения на вклеенных стальных стержнях представляют собой клеевые соединения клеедеревянных элементов при помощи коротких стержней из арматуры периодического профиля классов S240, S400 диаметром 15 ÷ 25 мм. Они вклеиваются в прямоугольные пазы с накладками или в круглые отверстия клеем, обеспечивающим надежное соединение древесины со сталью (рис. 7.3)

Диаметр отверстий принимается на 4 ÷ 6 мм больше номинального размера вклеенного стержня.