загрузка...
загрузка...
На головну

З'єднання зі сталевими зв'язками

  1. АЗОТ І ЙОГО СПОЛУКИ
  2. Азотомісткі АРОМАТИЧНІ ГЕТЕРОЦИКЛІЧНІ З'ЄДНАННЯ
  3. АРОМАТИЧНІ Діазо- І Азосоединения, барвники
  4. Болтові з'єднання металевих конструкцій
  5. У більшості випадків естрадному драматургу слід домагатися, щоб тема програми, її склад давали можливість органічного, смислового з'єднання двох відділень.
  6. Види з'єднання резисторів
  7. ВОДЕНЬ І ЙОГО СПОЛУКИ

 Малюнок 4 - Розтягнуті болти:а - загальний вигляд; б - схема роботи болта та деревини; в - Схема роботи шайби; 1 - гайка; 2 - Стрижень; 3 - Головка; 4 - Шайба; 5 - Сполучаються елементи

З'єднання, в яких зусилля відсутні або діють розтягують, стискають або зсувні сили, успішно вирішуються за допомогою сталевих зв'язків. У число цих зв'язків входять болти, стрижні, цвяхи, гвинти, Когтевая шайби, хомути і деякі інші зв'язку. Сталеві зв'язку в залежності від характеру їх роботи можуть входити до складу стяжних, розтягнутих або згинаються - нагельних з'єднань. Вони є найбільш універсальними і застосовуються як при заводському, так і будівельних виготовленні дерев'яних конструкцій. Найбільш поширеними сталевими зв'язками є болти і цвяхи.

Болтові з'єднання. Болти (рис. 4) являють собою стандартизовані вироби з будівельної стали марки С38 / 23. Болти, що застосовуються в більшості дерев'яних конструкцій, називаються чорними і виготовляються без точної обробки. Вони відрізняються значною довжиною, відповідної великим перетинах дерев'яних елементів, і забезпечуються великими квадратними шайбами, необхідними для розподілу зусилля в болті на достатню площу деревини. Розміри перетинів болтів наведені в додатку V. Найбільшого поширення набули болти діаметром 12, 16 і 20 мм.

Для постановки болтів в з'єднуються елементах просвердлюють отвори такого ж діаметру, як і болт. Для надійного збігу отворів при складанні конструкцій свердлити отвори слід одним проходом свердла через сполучаються елементи або в окремих елементах по шаблонах. Болтові з'єднання бувають зі стяжними, розтягнутими і згинатися болтами.

З'єднання зі стяжними болтами служать для щільного з'єднання окремих елементів при їх поперечному згуртовуванні і в деяких вузлах конструкцій. У них можуть виникати лише незначні зусилля, і розрахунок їх не потрібно. Перетину стяжних болтів встановлюються по конструктивних міркувань. Діаметр болтів не повинен бути менше 12 мм і менше 1/20 загальної товщини елементів, що сполучаються.

Шайби стяжних болтів повинні мати ширину не менше 3,5 і товщину не менше 0,25 розміру їх діаметра. У перші роки експлуатації стяжні болти нерідко слабшають і потребують підтяжки.

З'єднання з розтягнутими болтами застосовуються при окремому кріпленні дерев'яних конструкцій до опор, при підвісці до конструкцій перекриттів і устаткування і в вузлових з'єднаннях. Вони сприймають діючі в з'єднаннях розтягують зусилля N.

Болт працює і розраховується на розтяг по площі перетину ослабленою нарізкою F. Розрахунковий опір стали приймається зменшеним на 20% з урахуванням концентрації напруг, що розтягують а в зоні нарізки. Розрахунок роблять за формулою

 . (3)

З цієї ж формулою, переписаною щодо необхідної площі перетину болта , за допомогою табличних даних можна підібрати переріз болта.

Деревина під шайбами ??болта працює і розраховується на місцеве зминання. Розрахунковий опір зім'яту під шайбами ??при кутах зминання від 90 до 60 ° приймається з урахуванням малої площі зминання і значного підтримує дії оточуючих ділянок деревини, з підвищеним коефіцієнтом умов роботи  і становить  Розрахунковий опір зім'яту під шайбами ??під кутом а до волокон визначають за формулою (5.14), яка після підстановки числових значень розрахункових опорів має вигляд

 (4)

Розрахунок на зминання під шайбами ??виробляють за формулою (5.15).

Шайби болтів працюють і розраховуються на вигин від реактивного тиску мнеться деревини як квадратні пластинки шириною b, опертих в центрі на гайку болта. Найбільший згинальний момент М в середньому перетині шайби, ослабленому отвором діаметром d, і необхідну товщину шайби  можна наближено визначити з виразів

.

Аналогічно розраховують розтягнуті стрижні наскрізних конструкцій круглого перетину з шайбами ??і гайками на кінцях. Їх максимальна гнучкість не повинна перевищувати 400. Якщо в з'єднанні застосований ряд болтів, розрахунковий опір знижується на 0,85, з огляду на можливу нерівномірність його розподілу між болтами.

 
 Мал. 6.5. Згинальні болти:a - Схеми розстановки; б - Розрахункові схеми; в - схема роботи; 1 - пряма розстановка; 2 - Шахова; 3 - В сталевих накладках; 4 - В з'єднаннях під кутом; 5 - Симетрична двухсрезная схема; 6 - несиметрична односрезную; 7 двухсрезная - зі сталевими накладками; 8 - умовні епюри напружень зминання

З'єднання з згинатися болтами (Рис. 6.5) відносяться до класу нагельних, в яких зв'язки, в даному випадку болти, працюють головним чином на вигин без розпору. Ці сполуки широко застосовуються в стиках і вузлах дерев'яних конструкцій, перешкоджаючи взаємним зрушень з'єднуються, причому зусилля в них можуть бути знакозмінними. Шайби цих болтів не сприймають розрахункових зусиль і мають ті ж розміри, що і стяжні болти. Від поздовжніх зусиль, що діють в такому поєднанні, по площі контакту болта з отвором в деревині елементів, що з'єднуються виникають нерівномірні по периметру і Довжині напруги зминання, а також сколювання і розтягування поперек волокон між отворами. В результаті реактивного тиску деревини в болті виникають зусилля вигину і зрізу.

Розстановку болтів в з'єднанні виробляють за правилами, що виключає небезпеку передчасного руйнування деревини елементів від сколювання і розтягування поперек волокон. Відстань між осями болтів вздовж волокон і до торців елементів повинно бути не менше 7d, а поперек волокон між осями - 3,5 d і до кромок - 3 d.

Болтові з'єднання можуть бути симетричними, коли поздовжні сили діють уздовж однієї осі, щодо якої симетрично розташовані елементи, і несиметричними, коли осі елементів не збігаються і симетрія сполуки відсутня. Сполучаються елементи можуть розташовуватися по одній осі вздовж волокон або під кутом один до одного.

Зрізами в болтових з'єднаннях називаються перетину болтів з площинами зсуву між елементами, від числа яких прямо залежить несуча здатність з'єднання. Однак напруги зрізу в болтах незначні і не визначають їх несучої: здатності.

Наприклад, найбільш поширений болтової стик розтягнутих стрижнів з двосторонніми дерев'яними накладками є симетричним "двухсрезная з'єднанням, а стик елементів, розташованих в різних площинах, без накладок, - несиметричним односрезную з'єднанням.

Розрахунок болтового з'єднання виробляють за несучою здатністю в одному зрізі болта по вигину і деревини з'єднуються по смятию. Несуча спроможність болтових з'єднань була визначена теоретично, причому болт вважався балкою, що лежить на пружній основі - деревині, що з'єднуються.

Несуча спроможність одного зрізу болта (МН) залежить від розмірів (м) його діаметра d, товщини середнього елемента симетричних і більш товстого або рівного елемента несиметричних з'єднань с, товщини крайнього елемента симетричних і більш тонкого елемента несиметричних з'єднань а і кута нахилу волокон з'єднувальних елементів а і визначається за такими формулами:

по вигину болта

 ,але не більше  ; (5)

по зім'яту середнього елемента

 ; (6)

по зім'яту крайнього і тонкого елемента

 ; (7)

по зім'яту більш товстого елемента

 . (8)

коефіцієнти  враховують меншу несучу здатність болтових з'єднань елементів під кутом в результаті більшої податливості деревини при смятии. Вони залежать від розмірів кута а, діаметра болта d і приймаються по табл. 1 для основних розмірів діаметрів, а для проміжних - по інтерполяції.

Таблиця 1

 кут а, град  коефіцієнти  при діаметрі d
 0,950,750,70  0,900,700,60  0,900,650,55  0,900,600,50

Розрахункова несуча здатність болта в одному зрізі Т є найменшою з величин, визначених за цими формулами. Несуча здатність болтового з'єднання прямо пропорційна кількості болтів n, кількості зрізів nср і несучої здатності одного зрізу болта. Кількість болтів в з'єднанні, де діє зусилля N, визначають за формулою

 . (9)

У симетричних стиках ця кількість повинна бути подвоєна.

Болтові з'єднання зі сталевими накладками застосовуються у вузлах конструкцій. Накладки зазвичай робляться двосторонніми з листової сталі. Відстань від осей болтів до країв накладок має бути не менше двох діаметрів болтів вздовж і півтора - поперек зусилля. Ці сполуки на зігнутих болтах є симетричними і двусрезнимі. Несучу здатність одного зрізу болта по зім'яту деревини визначають за формулою (6), а по вигину болта, з огляду на його часткове защемлення в накладках, - за формулою

 . (10)

З'єднання з згинатися сталевими стрижнями виконуються із застосуванням арматурної сталі класу A-I зі знятими фасками. Вони теж відносяться до класу нагельних з циліндричними нагелями. Ці сполуки працюють і розраховуються так само, як з'єднання з згинатися болтами. Розставляються вони за тими ж правилами, що і болти. У болтових з'єднаннях з метою зниження їх вартості може бути замінено до 75% болтів стрижнями. Короткі стрижні в з'єднаннях зі сталевими накладками вставляються в некрізні отвори в деревині. Вони працюють і розраховуються як односрезную, несиметричні згинаються з'єднання і називаються глухими нагелями.

Підбір перерізів болтів, і стрижнів виробляють з умови, щоб сума допускаються відстаней між поздовжніми осями і до кромок елемента, що залежать від їх діаметра, не перевищувала висоти перерізу елемента. Так, наприклад, діаметр болтів d при розстановці в два поздовжніх ряди в елементі висотою перетину h повинен бути не більше .

 Малюнок 6 - висмикувати цвяхи:а - загальний вигляд; б - схема роботи; 1 - капелюшок; 2 - стрижень; 3 - Вістря; 4 - Сполучаються елементи; 5 - епюра напружень тертя

Цвяхові з'єднання. Цвяхи (рис. 6) виготовляють з холоднотянутой дроту відповідно до ГОСТ 4028-63. Вістря цвяха має чотиригранну форму і довжину, рівну півтора діаметрам. Кругла капелюшок має діаметр, рівний двом діаметрам цвяха. Найбільше застосування в, деревяннихконструкціях знаходять цвяхи діаметром 3, 4, 5 і 6 мм г і довжиною відповідно 80, 100, 150 і 200 мм. Цвяхи забивають в цільну деревину ударами ручного або пневматичного молотка. Цвяхові соед-Іненю є простими і загальнодоступними, але праце-ємними і застосовуються головним чином при будівельних виготовленні дощатих дерев'яних конструкцій.

Гвоздь при забиванні частково розриває, а частково розсовує волокна деревини, утворюючи в ній отвір з ущільненими стінками. Завдяки цьому він міцно затискається в деревині і добре чинить опір висмикування, проте з цієї ж причини в ній виникають додаткові зусилля розтягування поперек волокон. Крім того, мала згинальна жорсткість цвяхів призводить до підвищеної повзучості цвяхових з'єднань. Розбіжності з'єднань перешкоджають стяжні болти.

Правила розстановки цвяхів в з'єднаннях виключають небезпеку передчасного сколювання і розколювання з'єднуються, яка підвищується в міру зменшення їх товщини.

Тому діаметр цвяхів повинен бути не більше 1/4 товщини елементів.

Відстані між цвяхами діаметром d вздовж волокон з'єднувальних елементів повинні бути не менше: від торцов-15d, між осями в елементах товщиною, рівній і більшою 10d, - 15d, між осями в елементах товщиною, рівній 4d, - 25d, а в елементах проміжної товщини приймають по інтерполяції.

Відстані між цвяхами поперек волокон і до кромок елементів повинні бути при прямій розстановці не менше 4d, а при розподілі шахової і косими рядами - не менше 3d.

З'єднання з конструктивними цвяхами застосовуються для кріплення дощатих обшивок і настилів. Цвяхи в них не несуть істотних зусиль і не розраховуються.

З'єднання з висмикувати цвяхами (Див. Рис. 6) відносяться до класу сполук з розтягнутими зв'язками. Вони застосовуються для кріплення дощок підшивок стель, щитів перекриттів і опалубки. Від дії навантажень в цих з'єднаннях виникають розтягують зусилля N, прагнуть висмикнути цвяхи з деревини елемента, до якого прибиті дошки. Цьому зусиллю пручаються сили тертя між поверхнею цвяхів і навколишнього деревиною.

Розрахунковий опір висмикування цвяха, забитого в суху деревину поперек волокон, становить  , А в сиру, з огляду на небезпеку появи тріщин усушки в зоні цвяхового отвори після висихання деревини елементів  . Несучу здатність цвяха діаметром d на висмикування Тг визначають за формулою (11) як твір розрахункового опору на площу поверхні тертя. При цьому робочу довжину цвяха l1 знаходять по його загальній довжині, з якої виключається товщина прибиваються дощок, а також довжина вістря цвяха, рівна 1,5d, і можлива щілину між елементами шириною 0,002 м, що не беруть участі в роботі на тертя. Формула має вигляд

 (11)

Необхідна кількість висмикувати цвяхів, необхідних для сприйняття розтягуючого зусилля, знаходять з виразу

Розміри висмикувати цвяхів підбирають з умов, щоб розрахункова довжина цвяха l1 була не меншою 10d і не менше подвійної товщини прибиваються дощок.

З'єднання з згинатися цвяхами (Рис. 7) відносяться до того ж класу нагельних з'єднань, що і згинаються болтові з'єднання. Вони застосовуються в стиках і вузлах дощатих конструкцій, перешкоджаючи взаємним зсувам, що з'єднуються. З'єднання з згинатися цвяхами працюють і розраховуються аналогічно з'єднанням з згинатися болтами - цвяхи працюють на вигин, а навколишня деревина - на зминання з деякими особливостями.

Цвяхи мають підвищений в порівнянні з болтами опір вигину, оскільки їх холоднотянутая дріт має більш високу межу текучості. Зважаючи на малу товщини і щільного защемлення в деревині несуча здатність цвяхових з'єднань не залежить від кута дії зусиль по відношенню до напрямів волокон в з'єднаннях під кутом і коефіцієнт при розрахунку до уваги береться. Якщо цвях пробиває всі елементи з'єднання наскрізь, розрахункова товщина останнього елемента зменшується на 1,5, з огляду на небезпеку відщеплення крайніх волокон при виході вістря. Якщо цвях не пробиває з'єднання наскрізь, враховується тільки глибина його защемлення a1 в останньому елементі, що визначається так само, як і l1 у висмикувати цвяхів, за умови, що вона не менш 4d.

 Малюнок 7 - Згинальні цвяхи: а - Схеми розстановки; б - розрахункові схеми; в - схема - роботи; 1 - пряма розстановка; 2 - Шахова; 3 - В сталевих накладках; 4 - В з'єднаннях під кутом; 5 - симетрична двухсрез ная схема; 5 несиметрична - односрезную; 7 - несиметрична зі сталевими накладками; 8 - умовні епюри напружень зминання

Несучу здатність цвяха в одному зрізі по вигину визначають за формулою

але не більше 40 d2 .

Несуча спроможність одного зрізу цвяха по зім'яту середнього з і крайнього a елемента визначають за формулами (6), (7) і (8), в яких  . Несуча спроможність одного зрізу цвяха T є найменшою з обчислених. Загальна необхідна кількість цвяхів у з'єднанні знаходять за формулою (6).

З'єднання з згинатися цвяхами і сталевими накладками застосовують в вузлах деяких конструкцій. Цвяхи тут забивають через отвори, просвердлені в сталевих листових накладках. Це з'єднання по відношенню до цвяхів є несиметричним і односрезную. Несучу здатність одного зрізу цвяха по зім'яту деревини визначають за формулою (5) з урахуванням глибини його защемлення c1 а по вигину з урахуванням його часткового защемленія- за формулою

 . (13)

З'єднання з гвинтами (рис. 6.8). Гвинти представляють собою стандартизовані сталеві вироби і складаються з головки, ненаре-занной і нарізаною частин. їх діаметр d вимірюють по ненарезанной частини. Гвинти діаметром менше 12 мм називають шурупами. Вони мають сферичні або плоскі головки з прорізами для загортання їх викруткою. Гвинти діаметром 12 мм і більше називають глухарями, які мають шестигранні або квадратні головки для загортання їх ключем.

Гвинти застосовують для кріплення сталевих накладок і деталей до дерев'яних елементів в вузлах конструкцій. Вони загортаються через отвори в накладках в отвори, просвердлені в деревині. Діаметр отворів в деревині повинен бути рівним 0,8d ненарезанной частини гвинта, для того щоб нарізка повністю врізалася в деревину.

Гвинти розставляють в з'єднаннях на великих відстанях, ніж болти. Уздовж волокон між їх осями повинно бути не менше 10d,а поперек - 5d, оскільки зменшений діаметр отвору викликає додаткові напруги розтягнення поперек волокон. Глибина защемлення ненарезанной частини гвинта в деревині повинна бути не менше 4d.

 Малюнок 8 - Гвинти та хомути:а - Гвинти; 1 - схема роботи згинаного гвинта;II - Схема роботи висмикують гвинта; б - хомути; / - Глухар; 2 - Шуруп; 3' прямий хомут; 4 - Полугнутий; 5-гнутий

З'єднання з видергі- ваемого гвинтами відносяться до класу сполук з розтягнутими зв'язками. Гвинти тут чинять опір відриву від деревини накладок або деталей, в яких діють розтягуючі зусилля. Висмикування гвинта пручається головним чином деревина гвинтових жолобків нарізаною частини довжиною l1 працює на зминання, завдяки чому розрахунковий опір висмикування гвинтів вище, ніж цвяхів, і становить  . Несучу здатність гвинта на висмикування визначають за формулою (8).

З'єднання з згинатися гвинтами відносяться до класу нагельних з'єднань. Гвинти тут чинять опір зсуву накладок по поверхні

деревини від дії зсувних зусиль. Гвинти працюють на вигин, а навколишня деревина - на зминання, як в несиметричних болтових з'єднаннях зі сталевими накладками. Несучу здатність гвинта визначають як найменшу з певних по формулах (8), і (9).

З'єднання з хомутами відносяться до класу сполук з розтягнутими зв'язками. Вони охоплюють поверхні елементів і застосовуються головним чином при будівельних виготовленні дерев'яних конструкцій. Хомути бувають дротяними, смуговими зі стяжними болтами і болтовими з підкладками з листової або профільної сталі. За формою хомути бувають круговими в рублених конструкціях і прямокутними в конструкціях з пиломатеріалів. Хомути працюють і розраховуються на розтяг, а деревина - на місцеве зминання.

З'єднання з скобами відносяться до класу конструктивних з'єднань. Скоби виготовляють з арматурної сталі класу A-I діаметром 10-16 мм і мають подібну форму із загостреними і зазубреними кінцями. Вони забиваються в цільну деревину і забезпечують проектне положення елементів, що з'єднуються при будівельних виготовленні дерев'яних конструкцій з колод і брусів.

З'єднання з Когтевая шайбамивідносяться до класу сполук на шайбах шпоночного типу. Вони являють собою сталеві пластинки, в яких методом штампування утворені численні односторонні вістря - кігті. Шайби забиваються або упресовують з двох сторін в деревину, що з'єднуються. Відомі два основних типи когтевих шайб - Леннова і «Генг-НЕЙЛ». Шайби Леннова мають круглу форму і центральний отвір для болта. При складанні конструкцій елементи з'єднуються сталевими накладками, прикріпленими до гайок болтами. Шайби «Генг-Нейл» мають прямокутну форму, упресовують одночасно в сполучаються елементи при складанні і не вимагають сталевих накладок і болтів. Вістря шайб працюють на вигин, а навколишня деревина - на зминання. Несучу здатність шайб визначають експериментально.



1   2   3   4
загрузка...
© um.co.ua - учбові матеріали та реферати