|
Расчетное усилие, действующее на
соединение (с учетом коэффициентов перегрузки), не должно превышать расчетной
несущей способности соединения (с учетом породы древесины, условий
эксплуатации и т. п.).
Если несущая способность связи определяется по расчету
соединяемых элементов на смятие и на скалывание, то влияние угла а между
силой и волокном учитывается по формулам или графикам. Под словом сила здесь
разумеются приложенные к единице сминаемой площади элементарные силы
(напряжения) смятия; эти силы считаются направленными перпендикулярно
площадке смятия, поскольку разгружающее действие трения не учитывается. Угол
асм принимается равным большему (в пределах 90°) из углов между
перпендикуляром к площадке смятия и направлением волокон древесины элементов,
примыкающих к этой площадке.
Так, например, при лобовом упоре наклонного под углом 45°
подкоса в горизонтальный ригель' ригельно-подкосного моста расчетная сила D
сжатия в подкосе, по условию смятия волокон ригеля не должна превышать ЛГСМ=
= /?см« ^см- При правильном (под углом 90° к силе D) расположении площадки
смятия ( 78, а) угол смятия волокон ригеля (аСм=45°) больше угла смятия
волокон подкоса (аСм=0°) и, следовательно, расчетное сопротивление смятию в
упоре для временного сооружения не должно превышать
хотя торец подкоса мог бы выдержать Rcм =150 кг!см2.
Площадь смятия Fсм в растянутых элементах следует
назначать без излишних запасов, поскольку она увеличивается за счет
ослабления растянутого элемента, что в свою очередь увеличивает опасность
хрупкого разрыва древесины в ослабленном се- чении). Согласно нормам глубина
врубок (врезок, пропилов) в промежуточных узлах сквозных конструкций не
должна превышать XU полной высоты (или толщины) элемента. В опорных узлах
глубина лобовой врубки не должна превышать !/з полной высоты бруса (81).
Во всех видах соединений деревянных элементов
действительное тмакс существенно превышает среднее тср вследствие
неравномерности распределения скалывающих напряжений по длине скалываемого
шва. Степень этой неравномерности зависит от схемы приложения сил и от
отношения длины площадки скалы- вания /ск к плечу е сдвигающих сил ( 79).
Схема одностороннего скалывания характеризуется
расположением площадки скалывания по одну сторону от места приложения сил Np
и Nc ( 79, а, б). Скалывающие напряжения при этом концентрируются в начале
площадки скалывания на границе между зонами максимального удлинения волокон
растянутой и максимального укорочения волокон сжатой частей элемента. Эпюра т
имеет несимметричное очертание, приближающееся к треугольному. Для
одностороннего скалывания коэффициент ? = 0,25; как видно из графика ( 79,
кривая У), расчетное среднее Яск ПРИ этом составляет от 0,57 до 0,29
расчетного максимального RCK (в пределах /ск / е от 3 до 10).
Схема промежуточного скалывания характеризуется
промежуточным расположением площадки скалывания между местами приложения сил
Nc ( 79, в, г). В этом случае наблюдается меньшая степень концентрации
скалывающих напряжений, поскольку они в обоих концах площадки скалывания
возникают на границе между зонами максимального и нулевого укорочения
волокон, подверженных напряжениям лишь одного знака. Эпюра т имеет очертание,
приближающееся к симметричному, прямоугольному. По нормам для промежуточного
скалывания коэффициент 3 = 0,125; как видно из графика ( 79, кривая 2),расчетное
среднее /?с? ПРИ этом составляет от 0,73 до 0,44 расчетного максимального RCK
(в тех же пределах /ск/ е от 3 до 10)
Чем больше длина /ск площадки скалывания по сравнению с
плечом е сдвигающих сил, тем больше степень неравномерности распределения т
по длине площадки скалывания и тем более значение среднего отличается от
значения основного расчетного /?Ск» приведенного в нормах для максимального
напряжения.
Увеличение длины площадки скалывания за пределами десяти
глубин врезки по нормам в расчете на скалывание не учитывается, поскольку при
наличии допускаемого нормами косослоя выкалывание может произойти на длине
/ск = 10 Лвр и при большей длине запроектированной площадки скалывания.
Все же длину площадки скалывания, если не учитывается
влияние косослоя, особенно при одностороннем скалывании, рекомендуется
принимать достаточно большой, чтобы предотвратить опасное влияние отдирающих
напряжений, т. е. краевых растягивающих напряжений поперек волокон, и опасное
влияние торцовых усушечных трещин на несущую способность соединения. Нормы
требуют, чтобы при всех условиях длина площадки скалывания была не менее
1Ск^> 3 е.
Экспериментально-теоретические исследования [15]»
положенные в основу методов и норм расчета соединений элементов д. к. на
скалывание, выявили существенное, а иногда и решающее значение местных
растягивающих напряжений поперек волокон. При отсутствии или недостаточности
прижима скалываемых частей расчет соединений следовало бы вести по краевым
растягивающим напряжениям (на отдирание) поперек волокон. При этом пришлось
бы учесть, что сопротивление древесины растяжению поперек волокон в 3—4 раза
слабее ее сопротивления скалыванию вдоль волокон и что несущая способность
таких соединений в наибольшей мере зависит от внутренних усушечных
напряжений.
Следовательно, при проектировании соединений растянутых
элементов д. к. большое внимание должно уделяться конструктивным и
технологическим мерам защиты древесины от появления усушечных напряжений и
трещин в плоскостях скалывания. Во всех случаях рекомендуется автоматическое
обеспечение прижима скалываемой части. Согласно нормам обжатие по плоскостям
скалывания должно служить обязательной предпосылкой для применения расчетных
коэффициентов 3 = 0,25 и 0 = 0,125.
Наличие прижима скалываемой части является характерным
признаком, отличающим лобовые врубки ( 80, а) от ложно- лобовых ( 80, в) и от
щековых ( 80,г).
В ложнолобовых врубках поперечная составляющая сила Nc не
только не обеспечивает требуемого прижима скалываемой части, но, напротив,
способствует местному отдиранию ее вслед ствие упора «пяткой» ( 80, в) или
«носком» (при усушке) не в скалываемую часть, а в основание, от которого
отдирается скалываемая часть.
В щековых врубках поперечная составляющая силы Nc вместо
прижима скалываемой части вызывает дополнительные местные напряжения
скалывания поц углом a=f=0 к волокнам. Частичный прижим, создаваемый
первоначальной затяжкой «хвостовых» болтов, может ослабнуть и утратить свое
значение в случае усушки древесины ( 80, г в плане). Применение щековых врубок в несущих деревянных конструкциях вообще не рекомендуется.
|