Требования и рекомендации при изготовлении лобовых врубок.

Врубки.

Положительные и отрицательные свойства соединений на врубках.

Достоинства:

- врубки не требуют большого расхода стали и неподвержены коррозии.

-изготовление врубок не требует специального оборудования и осуществляется с помощью простейших инструментов.

- контроль за качеством изготовления и поведения в эксплуатации врубок имеет место, т.к. врубки открыты для просмотра, конструирование на врубках допускают подтягивание натяжных устройств (тяжей), что позволяет выровнять их провисание при производстве ремонтных работ.

Недостатки:

-Врубки являются полукустарными соединениями, изготовление их механизмами с применением эл. станков невозможно, т.к. это оборудование обеспечивает точность 2мм, что неприемлемо. Изготовление врубок может быть поручено лишь плотникам 1 квалификации.

-применение врубок сопряжено со значительным ослаблением соединяемых элемен6тов.

- в большинстве случаев врубки разрушаются от скалывания древесины, что обусловлено их хрупкой невязкой работой.

- нам фактическую несущую способность сильно влияет упругие древесины, трещины, косослои и другие пороки древесины.

Применение врубок целесообразно лишь в случаях, когда надо передать сжимающее усилие с одного элемента на другой.

К применению рекомендуется ортогональные врубки с одиночным зубом с центрированной насадкой смятия, лобовые упоры в подушке, а так же косые и прямые подруби.

Ортогональная врубка с одиночным зубом: Такая конструкция врубок соответствует расчётной схеме, например, ферме, когда вертикальная нагрузка приложена только в узлах верхнего пояса.

При конструировании лобовых врубок в плоскости, работающей на смятие соединений в элементах, эти элементы не испытывают поперечного изгиба, следует располагать перпендикулярно к оси примыкающего сжатого элемента. Если примыкающий элемент помимо сжатия испытывает поперечный изгиб, то рабочую плоскость сжатия следует располагать перпендикулярно равнодействующей осевой и поперечной сил.

Осевую, сжимающую силу, а так же равнодействующую осевой и поперечной сил следует центровать по центру тяжести площадок смятия. Усилие растяжения рекомендуется центрировать по центру тяжести расслабленного сечения.

Глубину врубок (hвр) следует назначать:

а. не менее 2 см для брусьев и не менее 3 см для брёвен;

б. не более 1/3 толщины элемента в опорных и не более ¼ в промежуточных узлах сквозных ферм.

В лобовых врубках с 2-м зубом глубина врубки 2 зуба должна быть более глубины 1 зуба по крайней мере на 2 см.

Длину плоскости скалывания (lск) лобовых врубок следует принимать не менее 1.5H сечения, где H – полная высота сечения скалываемого элемента. Длина плоскости скалывания так же должна быть не более 2 глубин врубок.

При конструировании врубок следует предусматривать постановку болтов или хомутов, стягивающих соединяемые элементы (скобы, штыри), т.е. связи, надёжно фиксирующие взаимное проектное положение элементов. Этим связям придают значение аварийных, которые воспринимают усилия, возникающие в соединении после скалывания врубки.

34.Расчёт лобовых врубок.

1. Расчёт врубок на смятие под торцом наклонного элемента.

, где - расчётная площадь сжатия равная:

для соединения брусьев -=, для соединения брёвен - =

hВР/d 1/3 1/4 1/5 1/7
k 0,73 0,71 0,70 0,69

RСМα – расчётное сопротивление древесины смятию под углом α к направлению волокон.

2. Расчёт врубок из условия скалывания древесины.

, где -расчётная площадь скалывания, =b×lСК, lСК – расчётная длина плоскости скалывания, - расчётное среднее по площадке скалывания сопротивление скалыванию вдоль волокон.

, где - расчётное сопротивление древесины скалыванию вдоль колонны, принимая для лобовых врубок, для сортов древесины: 1сорт- =2,4 МПа; 2 сорт - =2,1 МПа.

- плечо сил скалывания, в данном случае, =0,5 h

-коэффициент принимаемый равным: для одностороннего скалывания =0,25, для промежуточного скалывания =0,125.

3. Проверка ослабленной внутренней на действие растягивающей силы.

А. если растягивающая сила центрируется по центру тяжести ослабленного сечения, т.е. , где - площадь (нетто) ослабленной группы, для бруса =b(h-hВР), для бревна =0,25Πd2-kbhВР,

Б. В случаях, когда центрация растягивающего усилия осуществляется по сечению (брутто) растянутого элемента, то проверку прочности расслабленного сечения производят на внецентренное растяжение.

, где - площадь, - момент сопротивления ослабленного сечения, - расчётное сопротивление древесине изгибу.

М=NP×e, e=0,5hBP, где М – изгибающий момент в ослабленном сечении, возникающий в следствии приложения растягивающей силы NP с эксцентриситетом- e.

Работа аварийных связей.

Монтажные болты, которыми снабжают опорные узлы ферм на врубках выполняют дополнительную функцию аварийной связи, предотвращающее разрушение конструкции, которая может наступить в результате скалывания врубок (усушечные трещины). После скалывания врубки аварийный болт вступает в работу на растяжение, при этом под торцом пояса образуется местная вмятина, увеличивающаяся при сдвиге верхнего пояса по плоскости скалывания. В результате влияния торца верхнего пояса волокон нижнего пояса и развития сил трения, усилие Nот (отпора) отклоняется от вертикального направления примерно на 310 . С учётом этого отклонения расчётное усилие растяжения Nδ в аварийном болте оказывается равным: Nδ = NC tg(900-310-α)

По этому усилию назначают d болта с учётом его ослабления навеской при этом расчётное сопротивление для стали, принимают по её временному сопротивлению. Поэтому гвозди скрепляющие под ферменную подкладку с нижним поясом рассчитывают на усилие сдвига.

Nсдв = Nδ ×sinα-kТР(Nδ-cosα+A) , где

kТР – коэффициент трения древесины по пластику. kТР =0,2.