Оценка надежности клеевых соединений

Склеивание – один из наиболее распространенных способов со-единения деталей и узлов в современных строительных деревянных конст-рукциях. Чтобы обеспечить требуемую прочность клееной конструкции, необходимо правильно рассчитать параметры сопряжений, точно опреде-лить размеры деталей и самого изделия, выбрать соответствующий клей. Для этого выполняется расчет пределов прочности при скалывании по клеевому слою, при отрыве перпендикулярно плоскости склеивания, при скалывании от воздействия нормальных нагрузок (изгиба) и т.д. Выбор ва-рианта проверочного расчета зависит от типа и конструкции изделия, ус-ловий его работы и характера наиболее опасных разрушений. Например, клееные балки проверяют на скалывание по клеевому слою при действии изгибающей нагрузки. Для балок двутаврового сечения со стенкой из до-сок, приклеенных кромками к полкам, проверяют прочность на отрыв по клеевому соединению. Прочность склеивания считается достаточной, если выполняются условия, выраженные неравенством

где T₁ – расчетное сдвигающее усилие на единицу длины элемента, дейст-вующего на площадь скалывания F_ck = В∙ 1 = В;

B –ширина сечения в плоскости сдвига; τ –расчетное напряжение скалывания;

R_cк –расчетное сопротивление скалыванию вдоль волокон.Сдвигающее усилие

где Q – расчетная нормальная сила;

S_бр –статический момент брутто части,сдвигаемой относительно ней-тральной оси;

J_бр –момент инерции брутто рассматриваемого сечения.

Если требуется оценить надежность приклеивания нижней полки балки ко всей конструкции (двутавровая балка с нагрузкой на нижнюю полку), то необходимо рассчитать величину предела прочности на отрыв в направлении, перпендикулярном к плоскости клеевого слоя, по формуле

где Р – расчетный сосредоточенный груз, расположенный в месте установ-ки опорных планок щитов наката;

σ_обр –напряжение при обрыве нижней полки от стенки; а –ширина опорной планки щитового наката;

b₁ –толщина стенки;

6

R_P90 –расчетное сопротивление отрыву по клеевому слою поперек во-локон (принимается с учетом неравномерного распределения на-пряжения по ширине и возможности частичного непроклеивания по плоскости соединения равным 0,4 МПа).

Уровень оценки соответствия показателей прочности и деформа-тивности установленным нормам оценивается сравнением полученных ре-зультатов с нормативными величинами.

Необходимые для выполнения данной учебной работы справочные материалы приведены в табл.1-6.

Дополнительные сведения можно получить из СНиП 2-25-80 и СТО 36554501-002-2006, а также «Рекомендаций по изготовлению и приме-нению деревянных конструкций в строительстве».

Нормативно-справочный материал

Предел прочности (временное сопротивление)

Для древесины сосны и ели при влажности 15 % предел прочности должен быть не менее:

при сжатии вдоль волокон …………….300 кг/см² (30 МПа);

при изгиб……………………….………..500 кг/см² (50 МПа);

при скалывании вдоль волокон …………60 кг/см² (6,0 МПа).

Расчетные сопротивления

Сопротивление древесины в крупноразмерных элементах конст-рукций значительно меньше, чем в малых стандартных образцах. Это обу-словлено неоднородностью древесины и влиянием пороков произрастания (сучки, косослой). Для перехода от сопротивления чистой древесины в ма-лых образцах к сопротивлению строительной древесины установлены пе-реходные коэффициенты – коэффициенты однородности. Они учитывают суммарное влияние действительных размеров элементов, влияние допус-тимых по нормам пороков и других факторов.

7

Таблица 2

Основные расчетные сопротивления древесины сосны и ели

Примечание. Значения основных расчетных сопротивлений длядревесины других пород получают умножением данных табл.2 на коэффи-циенты, приведенные в табл.3.

8

Таблица 3 Коэффициенты расчетных сопротивлений древесины разных пород

по отношению к древесине сосны и ели

Примечание. Модуль упругостидревесины вдоль волокон при-нимается при определении деформаций независимо от породы равным Е = 100000 кг/см² . При отклонении условий эксплуатации от нормальных вносится поправка согласно табл.4.

Таблица 4

Коэффициенты снижения расчетных сопротивлений и модуля упругости древесины для конструкций, работающих

в неблагоприятных условиях

9

Таблица 6

Предельные допустимые прогибы изгибаемых элементов

МЕТОДИКА И ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ