Слайд 1ЛЕКЦИЯ 13
4.4. Клеевые соединения
Слайд 2Клеевые соединения -
Основной вид соединений при заводском изготовлении конструкций.
При обеспечении
прочности клеевого шва не менее прочности древесины: соединение неподатливое –
клееные элементы рассчитываются как элементы цельного сечения.
Соединение на «ус»
Горизонтальный зубчатый шип
Вертикальный зубчатый шип
Слайд 3Клеевые соединения:
а — поперечные стыки; б,в — продольные стыки; г
— угловой стык;
1 — стык по пластям; 2 — стык
по кромкам; 3 — по пласти и кромке; 4 — вертикальный зубчатый шип; 5 — горизонтальный зубчатый шип; 6 — стык фанеры на «ус»; 7 — угловой зубчатый шип.
7
Слайд 4Клеевые соединения используются:
а) для стыкования отдельных слоев клееного пакета по
длине на зубчатом шипе;
б) для образования сплошного сечения, сплачивая слои
по высоте и ширине сечения;
в) для стыкования клееных пакетов, сопрягаемых под углом, на зубчатый шип по всей высоте сечения.
Слайд 5Толщину склеиваемых слоев следует принимать не более 33…34 мм.
В прямолинейных
элементах допускается толщина слоя до 42 мм при условии устройства
в них пропилов.
dсл
Слайд 6Величина внутреннего угла между осями сопрягаемых под углом элементов должна
быть не менее 104
Слайд 7Применение соединения на «ус» допускается для фанеры вдоль волокон наружных
шпонов (слоев)
Слайд 8Формирование клееного пакета:
1
2
3
4
Слайд 9Достоинства:
Возможно рациональное размещение по высоте поперечного сечения пиломатериала различного качества
(в соответствии с напряженным состоянием).
Применение мелкоразмерного материала позволяет создавать конструкции
больших пролетов, различного очертания по пролету и различных форм сечения.
Снижается влияние пороков из-за их дробного расположения по сечению.
Снижаются внутренние усушечные напряжения и растрескивание элементов сводится к минимуму.
Клеевые соединения рассматриваются как неподатливые – рассчитываются как элементы цельного сечения.
Слайд 104.5. Соединения на вклеенных стержнях
Область применения вклеенных стержней: в узловых
соединениях для сплачивания и наращивания элементов, для ремонта и усиления,
для армирования.
Используют очищенную от ржавчины и обезжиренную стальную арматуру периодического профиля классов А300…А400 диаметром 14…25 мм. Допускается использовать арматуру А240 со сплошной нарезкой резьбы по длине вклеивания.
Вклеиваются в прямоугольные или круглые пазы составом на основе эпоксидной смолы ЭД20 с наполнителем молотым песком (маршалитом).
Предпочтительно наклонное расположение стержней. Продольное вклеивание необходимо сочетать с поперечным расположением стержней.
Допускается применять в условиях эксплуатации А1, А2, Б1, Б2.
Стержни могут располагаться:
вдоль волокон поперек волокон под углом к волокнам
Слайд 11используются:
а) как связи в составных элементах
б) для повышения прочности на
сдвиг клееной балки
Слайд 12в) для анкеровки закладных деталей
г) в опорных узлах конструкций
д) в
коньковых узлах конструкций
Слайд 13е) в симметричных жестких стыках сжатых, растянутых, изгибаемых элементов
Слайд 15з) в сжатых стыках с полимербетоном
и) в несимметричных узлах полигональных
элементов (карнизные узлы трехшарнирных рам)
Слайд 16к) для защемления стоек в фундаменте
Слайд 17Правила расчета и конструирования соединений на вклеенных стержнях приведены в
пунктах СВОДА ПРАВИЛ:
7.30 – 7.52 СП 64.13330.2011 «Деревянные конструкции»
Рассматривают 3
расчетных случая:
1 – соединения на стержнях, вклеенных вдоль волокон древесины;
2 – соединения на стержнях, вклеенных под углом к волокнам;
3 - соединения на вклеенных стальных нагелях.
Слайд 18Расчетная несущая способность вклеиваемого стержня на выдергивание или продавливание вдоль
и поперек волокон в соединениях из сосны и ели
где:
n –
количество стержней;
R – расчетное сопротивление древесины выдергиванию
вклеенного стержня, принимается равным 4,5 МПа.
d1 – диаметр отверстия, м;
L – длина заделываемой части, м;
d – диаметр вклеиваемого стержня, м;
kс – коэффициент, учитывающий неравномерность напряжений сдвига, kс=0,6;
md – коэффициент, учитывающий зависимость расчетного сопротивления от диаметра стержня. md = 1,12 – 10d.
Требуемая площадь стержней
Слайд 19Общие указания по конструированию:
влажность древесины 12 %;
диаметр отверстий на
5 мм больше диаметра стержней;
Расстояние между осями стержней, вклеенных вдоль
волокон, не менее:
S2 = 3d;
до наружных граней
S3 = 2d.
Расстояние между осями вклеенных нагелей, не менее:
S1 = 8d; S2 = 3d;
от кромки элемента не менее
S3 = 3d
Слайд 21Для увеличения длины или сечения деревянные конструкции выполняют составными.
Отдельные брусья
или доски соединяют с помощью связей, которые могут быть:
жесткими (клеевые
соединения, обеспечивающие монолитность сечения)
или податливыми.
Податливость – способность связей при деформации конструкций давать возможность соединяемым элементам сдвинуться относительно друг друга.
4.6. Учет податливости связей при расчете составных элементов ДК
Слайд 22Податливость связей ухудшает работу составного элемента:
уменьшается несущая способность;
увеличивается деформативность;
изменяется характер
распределения сдвигающих усилий по длине элемента.
При проектировании учитывается податливость связей
– в СП приведены расчетные формулы, дающие приближенное решение.
Слайд 234.6.1. Учет податливости связей при поперечном изгибе
Для учета податливости вводятся
коэффициенты к геометрическим характеристикам сечения:
kw – учитывает снижение прочности, вводится
к моменту сопротивления сечения W;
kж - учитывает увеличение деформативности, вводится к моменту инерции сечения I.
Слайд 24Балка цельного сечения
Iц = bh3/12
Wц = bh2/6
На податливых связях
Iп =
kж∙bh3/12 (kж=0,45…0,8)
Wп = kw∙bh2/6 (kw=0,7…0,9)
Составная без связей
Io = 2∙b(h/2)3/12=0,25∙bh3/12
Wо =0,25∙bh2/6
Iц
> Iп > Io
Wц > Wп > Wo
fц < fп < fo
Слайд 25В составной балке на податливых связях значение полного сдвигающего усилия
остается постоянным (как в цельной балке).
TL/2 = t∙L/2
= t∙L/2
Слайд 26Но из-за податливости связей изменится характер распределения сдвигающих усилий по
длине балки.
В результате эпюра Q из треугольной превратится в криволинейную,
близкую к синусоиде.
Эп.Q
L
Слайд 27Связи размещаются по длине балки равномерно.
Расстояние между связями должно обеспечить
прочность на скалывание.
Количество связей на участке с эпюрой Q одного
знака должно быть достаточно для восприятия полного сдвигающего усилия
T = Mmax S / I
Эп.Q
L
Tс=T1с·nс
Tс=T1с·nс
Тс – несущая способность соединения;
Т1с – несущая способность одной связи
nс – количество связей, nс = Тс/Т1с.
Слайд 28Связи, поставленные около опор не должны быть перегружены
nc = 1,5∙T
/ T1с
T1с – несущая способность одной связи.
nc = 1,5∙Mmax
S / I∙T1с; W=W·kw; I=I·kж
Элементы составного сечения на податливых связях при поперечном изгибе:
Слайд 294.6.2. Учет податливости связей при продольном изгибе
При потере устойчивости центрально-сжатым
элементом (продольный изгиб) возможные сдвиги в швах значительно меньше, чем
при поперечном изгибе.
Как и в изгибаемых элементах, учет податливости связей сведен к расчету элементов цельного сечения с введение коэффициента, учитывающего податливость связей
Этот коэффициент всегда больше единицы и вводится к гибкости (увеличивает расчетную гибкость элемента).
kс – получен по опытным данным, значения приведены в табл.15 СП «Деревянные конструкции».
Слайд 30 nш – расчетное количество швов в элементе по которым суммируется
взаимный сдвиг;
nс – расчетное количество срезов связей в одном шве
на 1 м длины элемента.
L0 – расстояние между связями
Различают:
а) стержни с короткими прокладками;
б) стержни-пакеты.
Связи в швах расставляют
равномерно.
Слайд 31Гибкость составных элементов на податливых связях определяют по формуле
в соответствии
с рекомендациями п.п.6.6, СП «Деревянные конструкции», в этой формуле:
-
гибкость всего элемента относительно оси Y;
- гибкость отдельной ветви относительно собственной оси 1-1.
При проверке устойчивости составного элемента на податливых связях:
Слайд 324.6.3. Учет податливости связей в сжато-изгибаемых элементах
Метод расчета остается таким
же – вводятся коэффициенты снижающие жесткость элемента.
Но в сжато-изогнутых элементах
возникает сложное напряженно-деформированное состояние (сжатие и изгиб).
Податливость связей учитывается дважды:
1) от изгиба (как при поперечном изгибе) введением коэффициентов:
kw к моменту сопротивления W
kж к моменту инерции I;
2) вычислением коэффициента ξ с учетом приведенной гибкости элемента:
Прогиб составного сжато-изогнутого элемента увеличивается делением на коэффициент ξ .