Определение несущей способности врубки из условий смятия

Из условий скалывания

Соединения на нагелях

Нагелем называется гибкий стержень, который, соединяя элементы деревянных конструкций и препятствуя их взаимному сдвигу, сам в основном работает на изгиб.

По материалу различают нагели деревянные и стальные, в последнее время пластмассовые. По форме – цилиндрические и пластинчатые.

К цилиндрическим относятся болты, штыри, гвозди, винты.

Нагели могут вставляться в подготовленные отверстия или вбиваться. В зависимости от деформации нагеля под нагрузкой различают симметричные соединения и несимметричные.

По аналогии с металлическими конструкциями каждое пересечение нагеля с рабочим швом называется «срезом». В зависимости от количества срезов соединения может быть односрезным, 2^х срезным, многосрезным.

Напряжения смятия древесины нагелем имеет разные знаки, и их равнодействующие образуют две пары взаимно уравновешенных продольных сил препятствующих повороту нагеля.

По условию равновесия нагеля моменты этих пар равны

, откуда

Следовательно, равновесие нагеля обеспечивается только продольными силами, параллельными направлению сдвига соединяемых элементов.

Нагельные соединения без распорных

Несущая способность одного среза нагеля определяется из двух условий: - работа нагеля на изгиб

- работа древесины на смятие

Если несущую способность нагеля привести к одному срезу, то расчетное количество нагелей определяется по следующей формуле:

где Т_н – наименьшая несущая способность одного среза нагеля

Несущая способность одного среза нагеля из условия смятия определяется

                     (табл. 17 СНиП- II- 25- 80)

Несущая способность одного среза нагеля определяется из условия изгиба по следующей формуле

,где - толщина крайнего элемента

с – толщина среднего элемента

d_H – диаметр нагеля

K₁-K₅ – табличные коэффициенты

Если усилие Т направлено под углом к волокнам, то для определения несущей способности из условия смятия в соответствующие формулы вводится поправочный коэффициент К_α, при изгибе (Табл. 19- СНиП- II- 25-80)

Коэффициент К_α учитывает уменьшение несущей способности нагеля при действии усилия под углом α к направлению волокон древесины

К_α  зависит не только от угла α, но и от диаметра нагеля. Чем меньше d, тем сильнее сопротивление смятию нагельного гнезда (при d≤6 мм К_α=1.)

Основы расчета соединения на гвоздях

1. Диаметр гвоздей забиваемых в цельную древесину не превышает 6 мм и поэтому их несущая способность не зависит от угла между направлением действия силы и направлением волокон. В связи с этим для гвоздей коэффициент уменьшения несущей способности К_α не вводят в формулы определения несущей способности.

2. Расчетная длина a_p защемления конца гвоздя принимается равной

а) при неполной прошивке крайнего элемента

 - сумма толщин соединяемых элементов

 - количество швов (срезов)

0,2 – допустимый зазор между элементами

 - то 2^ой срез рабочий

 - то 2^ой срез нерабочий

б) при полной прошивке крайнего элемента

 принимаем не более 0,25 толщины пробивного элемента