Расчет соединений элементов деревянных конструкций

Действующее на соединение (связь) усилие не должно превышать расчетной несущей способности соединения (связи) Т.

Расчетную несущую способность соединений, работающих на смятие и скалывание, следует определять по формулам:

а) из условия смятия древесины.

; (56).

б) из условия скалывания древесины.

(57).

где F_см — расчетная площадь смятия;

F_ск — расчетная площадь скалывания;

R_смб — расчетное сопротивление древесины смятию под углом б к направлению волокон;

R_ск^ср — расчетное среднее по площадке скалывания сопротивление древесины скалыванию вдоль волокон, определяемое в п. 5.3.

При использовании древесины из однонаправленного шпона в формулах (56) и (57) следует использовать соответствующие значения и .

Среднее по площадке скалывания расчетное сопротивление древесины скалыванию следует определять по формуле.

(58).

где R_ск — расчетное сопротивление древесины скалыванию вдоль волокон (при расчете по максимальному напряжению); или — для древесины из однонаправленного шпона;

l_ск — расчетная длина плоскости скалывания, принимаемая не более 10-кратной глубины врезки в элемент;

е — плечо сил скалывания, принимаемое равным 0,5h при расчете элементов с несимметричной врезкой в соединениях без зазора между элементами (рис. 5, а) и 0,25h при расчете симметрично загруженных элементов с симметричной врезкой (рис. 5, б); (h — полная высота поперечного сечения элемента);

в — коэффициент, принимаемый равным 0,25 при расчете соединений, работающих по схеме, показанной на рис. 5, г и в = 0,125 при расчете соединений, работающих по схеме согласно рис. 5, в, если обеспечено обжатие по плоскостям скалывания.

Отношение l_ск/е должно быть не менее 3.

а — несимметричная; б — симметричная; в, г — схемы скалывания в соединениях.

Рисунок 5 — Врезки в элементах соединений.

Клеевые соединения

При расчете конструкций клеевые соединения следует рассматривать как неподатливые соединения.

Клеевые соединения следует использовать:

• а) для стыкования отдельных слоев на зубчатом соединении (рисунок 6, а);
• б) для образования сплошного сечения (пакетов) путем сплачивания слоев по высоте и ширине сечения. При этом по ширине пакета швы склеиваемых кромок в соседних слоях следует сдвигать не менее чем на толщину слоя 5 по отношению друг к другу (рисунок 6, б). По длине пакета зубчатые шипы в соседних слоях следует сдвигать не менее чем на 5-кратную толщину слоя. При этом в одном сечении пакета не должно совпадать более 25% слоев с зубчатыми шипами, кроме крайних слоев растянутой зоны изгибаемых элементов, где допускается совпадение не более двух слоев;
• в) для стыкования клееных пакетов, сопрягаемых под углом на зубчатый шип по всей высоте сечения (рисунок 6, в). Величина внутреннего угла между осями сопрягаемых под углом элементов должна быть не менее 104°.

а — при стыковании отдельных слоев по длине зубчатым шипом, выходящим на пласть; б — при образовании пакетов и сплачивании по пласти и кромке; в — при стыковании клееных элементов под углом зубчатым шипом.

Рисунок 6 — Клеевые соединения Применение усового соединения допускается для фанеры вдоль волокон наружных слоев. Длину усового соединения следует принимать не менее 10-кратной толщины стыкуемых элементов.

Толщину склеиваемых слоев в элементах, как правило, следует принимать не более 33 мм. В прямолинейных элементах допускается толщина слоев до 42 мм при условии устройства в них продольных прорезей.

В клееных элементах из фанеры с древесиной не следует применять доски шириной более 100 мм при склеивании их с фанерой и более 150 мм — в примыканиях элементов под углом от 30 до 45°.

Примечание — Соединения на вклеенных стержнях рассмотрены в пп. 5.30−5.45.

Соединения на врубках Узловые соединения элементов из брусьев и круглого леса на лобовых врубках следует выполнять с одним зубом (рисунок 7).

Рабочая плоскость смятия во врубках при соединении элементов, не испытывающих поперечного изгиба, должна располагаться перпендикулярно оси примыкающего сжатого элемента. Если примыкающий элемент помимо сжатия испытывает поперечный изгиб, рабочую плоскость смятия во врубках следует располагать перпендикулярно равнодействующей осевой и поперечной сил.

Элементы, соединяемые на лобовых врубках, должны быть стянуты болтами.

Рисунок 7 — Лобовая врубка с одним зубом Лобовые врубки следует рассчитывать на скалывание согласно указаниям пп. 5.2 и 5.3, принимая расчетное сопротивление скалыванию по п. 5 таблицы 3.

Длину плоскости скалывания лобовых врубок следует принимать не менее 1,5h, где h — полная высота сечения скалываемого элемента.

Глубину врубки следует принимать не более ¹/₄h в промежуточных узлах сквозных конструкций и не более ¹/₃h в остальных случаях, при этом глубина врубок h₁ в брусьях должна быть не менее 2 см, а в круглых лесоматериалах — не менее 3 см.

Расчет на смятие лобовых врубок с одним зубом следует производить по плоскости смятия (см. рисунок 7). Угол смятия древесины следует принимать равным углу между направлениями сминающего усилия и волокон сминаемого элемента.

Расчетное сопротивление древесины смятию под углом к волокнам для лобовых врубок следует определять по формуле (2) примечания 2 к таблице 3 независимо от размеров площади смятия.

Соединения на цилиндрических нагелях Расчетную несущую способность цилиндрического нагеля на один шов сплачивания в соединениях элементов из сосны и ели, в том числе клееных, и древесины из однонаправленного шпона (рисунок 8) при направлении усилий, передаваемых нагелями вдоль волокон, гвоздями под любым углом и стальными нагелями, установленными в торец клееных деревянных элементов, следует определять по таблице 17. В необходимых случаях расчетную несущую способность цилиндрического нагеля, определенную по таблице 17, следует устанавливать с учетом указаний п. 5.15.

Расчетную несущую способность цилиндрических нагелей при направлении передаваемого нагелем усилия под углом к волокнам следует определять согласно п. 5.13 с умножением:

а) на коэффициент k (таблица 19) при расчете на смятие древесины в нагельном гнезде;

б) на величину при расчете нагеля на изгиб; угол следует принимать равным большему из углов смятия нагелем элементов, прилегающих к рассматриваемому шву.

Расчетную несущую способность нагелей в соединениях элементов конструкций из древесины других пород, в различных условиях эксплуатации, в условиях повышенной температуры, при действии только постоянных и длительных временных нагрузок следует определять согласно пп. 5.13 и 5.14 с умножением:

• а) на соответствующий коэффициент по таблицам 4, 5, 6 и пп. 3.2, б и 3.2, в при расчете нагельного соединения из условия смятия древесины в нагельном гнезде;
• б) на корень квадратный из этого коэффициента при расчете нагельного соединения из условия изгиба нагеля.

Нагельное соединение со стальными накладками и прокладками на болтах или глухих цилиндрических нагелях (рисунок 9) допускается применять в тех случаях, когда обеспечена необходимая плотность постановки нагелей.

а — симметричные; б — несимметричные; в — в торец клееного элемента.

Рисунок 8 — Нагельные соединения Таблица 17.

Схемы соединений.	Напряженное состояние соединения.	Расчетная несущая способность Т на один шов сплачивания (условный срез), кН (кгс).
		гвоздя, стального, алюминиевого, стеклопластикового нагеля.	дубового нагеля.
1. Симметричные соединения (рисунок 8, а).	а) смятие в средних элементах.	0,5cd (50cd)	0,3cd (30cd)
	б) смятие в крайних элементах.	0,8cd	0,5cd
		(80cd).	(50cd).
2. Несимметричные соединения (рис. 8, б).	а) смятие во всех элементах равной толщины, а также в более толстых элементах односрезных соединений.	0,35cd (35cd)	0,2cd (20cd)
	б) смятие в более толстых средних элементах двухсрезных соединений при а? 0,5с	0,25cd (25cd)	0,14cd (14cd)
	в) смятие в более тонких крайних элементах при а? 0,35с	0,8ad (80ad)	0,5ad (50ad)
	г) смятие в более тонких элементах односрезных соединений и в крайних элементах при с > а > 0,35с	kнad	kнad
3. Симметричные и несимметричные соединения.	а) изгиб гвоздя.	2,5d2+0,01a2 (250d2+a2), но не более 4d2 (400d2)	;
	б) изгиб нагеля из стали А240.	1,8d2+0,02a2 (180d2+2a2), но не более 2,5d2 (250d2)	;
	в) изгиб нагеля из алюминиевого сплава Д16-Т.	1,6d2+0,02a2 (160d2+2a2), но не более 2,2d2 (220d2)	;
	г) изгиб нагеля из стеклопластика АГ-4С.	1,45d2+0,02a2 (145d2+2a2), но не более 1,8d2 (180d2)	;
	д) изгиб нагеля из древесно-слоистого пластика ДСПБ.	0,8d2+0,02a2 (80d2+2a2), но не более (100d2)	;
	е) изгиб дубового нагеля.	;	0,45d2+0,02a2 (45d2+2a2), но не более 0,65d2 (65d2)
4. Соединения на нагелях в торец: — с металлической накладкой (рисунок 9, в, г; 10, в, г); - с деревянной накладкой (рисунок 8, в; 10, в, г).	Изгиб нагеля из стали А240.	150d2	;
		d2	;
Примечания. 1 В таблице: с — толщина средних элементов, а также равных по толщине или более толстых элементов односрезных соединений, а — толщина крайних элементов, а также более тонких элементов односрезных соединений; d — диаметр нагеля; все размеры в см. 2 Расчетную несущую способность нагеля в двухсрезных несимметричных соединениях при неодинаковой толщине элементов следует определять с учетом следующего: а) расчетную несущую способность нагеля из условия смятия в среднем элементе толщиной с при промежуточных значениях а между с и 0,5с следует определять интерполяцией между значениями по поз. 2а и 2б таблицы; б) при толщине крайних элементов а > с расчетную несущую способность нагеля следует определять из условия смятия в крайних элементах по поз. 2а таблицы с заменой с на а; в) при определении расчетной несущей способности из условий изгиба нагеля толщину крайнего элемента, а в поз. 3 таблицы следует принимать не более 0,6с. 3 Значения коэффициента kн для определения расчетной несущей способности при смятии в более тонких элементах односрезных соединении при с? а? 0,35с приведены в таблице 18. 4 Расчетную несущую способность нагеля в рассматриваемом шве следует принимать равной меньшему из всех значений, полученных по формулам таблицы 17. 5 Расчет нагельных соединений на скалывание производить не следует, если выполняются условия расстановки нагелей в соответствии с пп. 5.18 и 5.22. 6 Диаметр нагеля d следует назначать из условия наиболее полного использования его несущей способности по изгибу. 7 Число нагелей пн в соединении, кроме гвоздевого, следует определять по формуле (59). где N — расчетное усилие; Т — наименьшая расчетная несущая способность, найденная по формулам таблицы 17; nш — число расчетных швов одного нагеля. 8 В соединениях число нагелей должно быть не менее 2. Исключение могут составлять нагели, устанавливаемые конструктивно (например, на период сборки и монтажа).

Таблица 18.

Таблица 19.

а — на болтах; б — на глухих цилиндрических нагелях; в — на глухих цилиндрических нагелях, установленных в торец клееного элемента; г — то же, с усилением поперечным армированием.

Рисунок 9 — Нагельные соединения со стальными накладками Глухие стальные цилиндрические нагели должны иметь заглубление в древесину не менее 5 диаметров нагеля и не менее 10 диаметров нагеля при установке в торец. В последнем случае диаметр отверстия должен быть на 1 мм меньше диаметра нагеля.

Нагельные соединения со стальными накладками и прокладками следует рассчитывать согласно указаниям пп. 5.13−5.15, причем в расчете из условия изгиба (поз. 3 таблицы 17) следует принимать наибольшее значение несущей способности нагеля.

Стальные накладки и прокладки следует проверять на растяжение по ослабленному сечению и на смятие под нагелем.

Несущую способность соединения на цилиндрических нагелях из одного материала, но разных диаметров следует определять как сумму несущих способностей всех нагелей, за исключением растянутых стыков, для которых вводится снижающий коэффициент 0,9.

Расстояние между осями цилиндрических нагелей вдоль волокон древесины S₁, поперек волокон S₂ и от кромки элемента S₃ (рисунок 10) следует принимать не менее:

для стальных нагелей S₁ = 7d; S₂ = 3,5d; S₃ = 3d;

для алюминиевых и стеклопластиковых нагелей S₁ = 6d; S₂ = 3,5d; S₃ = 3d;

для стальных нагелей, в том числе нагелей, устанавливаемых в древесину из однонаправленного шпона, S₁ = 6d; S₂ = 3d; S₃ = 3d;

для дубовых нагелей S₁ = 5d; S₂ = 3d; S₃ = 2,5d.

При толщине пакета b меньше 10d (см. рисунок 10) допускается принимать:

для стальных, алюминиевых и стеклопластиковых нагелей S₁ = 6d; S₂ = 3d; S₃ = 2,5d;

для дубовых нагелей S₁ = 4d; S₂ = S₃ = 2,5d;

для стальных нагелей, установленных в торец, расстановку нагелей принимать по рисунку 10, в и г.

а — прямая; б — в шахматном порядке; в — установленных в торец без армирования; г — то же, с усилением армированием.

Рисунок 10 — Расстановка нагелей Нагели в растянутых стыках следует располагать в два или четыре продольных ряда; в конструкциях из круглых лесоматериалов допускается шахматное расположение нагелей в два ряда с расстоянием между осями нагелей вдоль волокон 2S₁, а поперек волокон — S₂ = 2,5d.

При определении расчетной длины защемления конца гвоздя не следует учитывать заостренную часть гвоздя длиной 1,5d; кроме того, из длины гвоздя следует вычитать по 2 мм на каждый шов между соединяемыми элементами.

Если расчетная длина защемления конца гвоздя получается меньше 4d, его работу в примыкающем к нему шве учитывать не следует.

При свободном выходе гвоздя из пакета расчетную толщину последнего элемента следует уменьшать на 1,5d (рисунок 11).

Диаметр гвоздей следует принимать не более 0,25 толщины пробиваемых элементов.

Рисунок 11 — Определение расчетной длины защемления конца гвоздя Расстояние между осями гвоздей вдоль волокон древесины следует принимать не менее:

S₁ = 15d при толщине пробиваемого элемента с? 10d;

S₁ = 25d при толщине пробиваемого элемента с = 4d.

Для промежуточных значений толщины с наименьшее расстояние следует определять по интерполяции.

Для элементов, не пробиваемых гвоздями насквозь, независимо от их толщины, расстояние между осями гвоздей следует принимать равным S₁? I5d.

Расстояние вдоль волокон древесины от гвоздя до торца элемента во всех случаях следует принимать не менее S₁ = I5d.

Расстояние между осями гвоздей поперек волокон древесины при прямой расстановке гвоздей следует принимать не менее S₂ = 4d; при шахматной расстановке или расстановке их косыми рядами под углом а? 45° (рисунок 12) расстояние может быть уменьшено до 3d.

Рисунок 12 — Расстановка гвоздей косыми рядами Применение шурупов и глухарей в качестве нагелей, работающих на сдвиг, допускается в односрезных соединениях со стальными накладками и накладками из бакелизированной фанеры. Расстояния между осями шурупов следует принимать по указаниям п. 5.18 как для стальных цилиндрических нагелей.

Несущую способность шурупов и глухарей при заглублении их ненарезной части в древесину не менее чем на два диаметра следует определять по правилам для стальных цилиндрических нагелей.

Соединения на гвоздях и шурупах, работающих на выдергивание Сопротивление гвоздей выдергиванию допускается учитывать во второстепенных элементах (настилы, подшивка потолков и т. д.) или в конструкциях, где выдергивание гвоздей сопровождается одновременной работой их как нагелей.

Не допускается учитывать работу на выдергивание гвоздей, забитых в заранее просверленные отверстия, забитых в торец (вдоль волокон), а также при динамических воздействиях на конструкцию.

Расчетную несущую способность на выдергивание одного гвоздя в МН (кгс), забитого в древесину, в том числе в древесину из однонаправленного шпона, поперек волокон, следует определять по формуле.

(60).

где R_в.г — расчетное сопротивление выдергиванию на единицу поверхности соприкасания гвоздя с древесиной, которое следует принимать для воздушно-сухой древесины равным 0,3 МПа (3 кгс/см²), а для сырой, высыхающей в конструкции, — 0,1 МПа (1 кгс/см²);

d — диаметр гвоздя, м (см);

l₁ — расчетная длина защемленной, сопротивляющейся выдергиванию части гвоздя, м (см), определяемая согласно п. 5.20.

Расстояние S₃ от крайнего ряда гвоздей до продольной кромки элемента следует принимать не менее 4d.

Примечания.

• 1 Расстояние между гвоздями вдоль волокон древесины в элементах из осины, ольхи и тополя следует увеличивать на 50% по сравнению с указанными выше.
• 2 В условиях повышенной влажности или температуры, а также при расчете на действие кратковременной или постоянной и длительной временной нагрузок расчетное сопротивление выдергиванию для воздушно-сухой древесины следует умножать на коэффициенты, приведенные в таблицах 5, 6 настоящего стандарта.
• 3 При диаметре гвоздей более 5 мм в расчет вводят диаметр, равный 5 мм.
• 5.26 Длина защемленной части гвоздя должна быть не менее двух толщин пробиваемого деревянного элемента и не менее 10d.

Расстановку гвоздей, работающих на выдергивание, следует производить по правилам расстановки гвоздей, работающих на сдвиг (см. п. 5.21).

Расчетную несущую способность на выдергивание одного шурупа или глухаря, МН (кгс), завинченного в древесину, в том числе в древесину из однонаправленного шпона, поперек волокон, следует определять по формуле.

(61).

где R_в.ш — расчетное сопротивление выдергиванию шурупа или глухаря на единицу поверхности соприкасания нарезной части шурупа с древесиной, которое следует принимать для воздушно-сухой древесины равным 1 МПа (10 кгс/см²); расчетное сопротивление выдергиванию следует умножать в соответствующих случаях на коэффициенты, приведенные в таблицах 5, 6 и пп. 3.2,б и 3.2,в настоящего стандарта;

d — наружный диаметр нарезной части шурупа, м (см);

l₁ — длина нарезной части шурупа, сопротивляющаяся выдергиванию, м (см).

Расстояние между осями винтов должно быть не менее: S₁ = 10d; S₂ = S₃ = 5d (см. рисунок 10).

Соединения на пластинчатых нагелях Применение дубовых или березовых пластинчатых нагелей (пластинок) допускается для сплачивания брусьев в составных элементах со строительным подъемом, работающих на изгиб и на сжатие с изгибом. Размеры пластинок и гнезд для них, а также расстановку их в сплачиваемых элементах следует принимать по рисунку 13. Направление волокон в пластинках должно быть перпендикулярно плоскости сплачивания элементов.

Сплачивание по высоте сечения более трех элементов, а также применение элементов, срощенных по длине, не допускается.

Расчетную несущую способность, кН (кгс), дубового или березового пластинчатого нагеля размерами по рисунку 13 в соединениях элементов из сосны и ели следует определять по формуле.

(62).

где b_пл — ширина пластинчатого нагеля, см, которую следует принимать равной ширине сплачиваемых элементов b_пл = b при сквозных пластинках и b_пл = 0,5b при глухих.

а — со сквозными пластинками; б — с глухими пластинками.

Рисунок 13 — Соединения на пластинчатых нагелях В случаях применения для сплачивания элементов из других древесных пород следует вводить поправочный коэффициент по таблице 4 (для скалывающих напряжений).

Для конструкций в условиях повышенной влажности или температуры, рассчитываемых на действие кратковременных или постоянной и длительной временной нагрузок, расчетную несущую способность пластинчатого нагеля следует умножать на поправочные коэффициенты по таблицах 5, 6 и пп. 3.2,б и 3.2,в.

Примечание — Применение вклеенных стержней в открытых соединениях, металл которых может подвергаться прямому воздействию огня при пожаре, не допускается в том случае, если температура стеклования полимера используемой клеевой композиции не превышает 70 °C.

Соединения на наклонно вклеенных стержнях Соединения на стержнях, вклеенных вдоль волокон древесины, допускаются в слабо нагруженных элементах и обязательно в комбинации с поперечно вклеенными стержнями.

В соединениях используется очищенная от ржавчины и обезжиренная стальная арматура периодического профиля диаметром от 14 до 25 мм классов А300 — А400. Допускается использовать арматуру А240 со сплошной нарезкой резьбы по длине вклеивания.

Для вклеивания используют эпоксидные клеи на базе смол ЭД20 с наполнителем — молотым песком (маршалитом) в количестве до 200 весовых частей от веса смолы. При необходимости обеспечения повышенной огнестойкости соединения возможно применение эпоксидных клеев специального состава с температурой стеклования около 70 °C. Вклеивание стержней и контроль качества следует производить в соответствии с «Рекомендациями по производству работ при вклеивании стержней» (ЦНИИСК, 2004).

Сверление отверстий под вклеиваемые стержни производится с помощью сверл для древесины или металла, нарощенных до требуемой длины. Точность сверления достигается использованием кондукторов с базой на боковых гранях. Диаметр отверстия в древесине должен превышать диаметр вклеиваемого стержня на 4 — 5 мм для арматуры классов А300 — А400 и на 2 мм для арматуры класса А240. Наиболее эффективным является расположение стержней под углом к направлению волокон в интервале от 30 до 45°. Стержни должны пересекать плоскости клеевых швов клееного пакета. Расстояние от боковых граней пакета до оси стержня принимается не менее 2d и не менее 30 мм; между осями стержней по ширине пакета расстояние должно быть не менее 2d; от торца пакета вдоль волокон до оси стержня — не менее 100 мм при сжатии; между наклонными стержнями и от торца при усилиях вдоль волокон 10d при угле наклона стержней = 45° и 14d при = 30° (см. рисунок 14).

А — опорная реакция от расчетной нагрузки; а — в виде связей составных элементов; б — для повышения сдвиговой прочности клееной балки; в — для анкеровки закладных деталей; г, д — в опорных и других узлах конструкций; е — схема симметричного универсального жесткого стыка элементов сечением 600; ж — для растянутых элементов; з — для сжатых стыков с полимербетоном; и — для полигональных элементов, несимметричная схема (карниз рамы); к — для узла защемления стоек.

Рисунок 14 — Используемые в проектировании соединения на наклонно вклееных стержнях по системе ЦНИИСК Влажность древесины при вклеивании стержней должна быть в интервале 7 — 14% (в зависимости от условий эксплуатации конструкций — см. таблицу 1). Не допускается использование вклеенных стержней для клееных пакетов с компенсационными прорезями.

Соединения на наклонно вклеенных стержнях используются:

• — для сплачивания элементов составного сечения, в том числе, композитных; для узловых соединений, воспринимающих сдвиг;
• — для повышения сдвиговой прочности клееных элементов;
• — для анкеровки закладных деталей, воспринимающих усилия разных направлений;
• — для устройства узловых сопряжений элементов плоских и пространственных конструкций (опорных узлов, поясов и решетки в фермах, ключевых шарниров в арках, рамах и т. п.);
• — для усиления участков конструкций, в которых действуют нормальные растягивающие напряжения поперек волокон и касательные напряжения (в зонах глубоких подрезок или ослаблений врезками, в изгибаемых элементах с искривленной осью, на торцах конструкций, подверженных колебаниям температуры и влажности, и мн. др.);
• — для устройства жестких равнопрочных стыков сборных изгибаемых, сжато-изгибаемых, растянуто-изгибаемых элементов (балок, арок, ферм, рам, защемленных стоек, куполов, сводов и т. п.);
• — для устройства равнопрочных стыков растянутых элементов (поясов и решетки ферм, жестких нитей, кольцевых ребер куполов и т. п.);
• — для устройства стыков сжатых элементов (в том числе, на монтажные нагрузки).

Принципиальные конструктивные схемы соединений в узлах и стыках элементов для различных напряженно-деформированных состояний приведены на рисунке 14.

При устройстве стыковых соединений в конструкциях используют два вида соединений на наклонно вклеенных стержнях. Преимущественно это анкера V-образной формы, которые представляют собой комбинацию из двух стержней, вклеенных наклонно по отношению к направлению волокон древесины и образующих между собой внутренний угол.

В отдельных случаях (обычно для слабо напряженных конструкций или в элементах небольших сечений) применяются соединения на наклонно вклеенных стержнях, присоединенных на сварке к стальным пластинам, передающим на древесину усилия сжатия, возникающие от разложения усилий растяжения в наклонных стержнях.

Расчетную несущую способность, МН (кгс), вклеиваемого под углом к волокнам стержня на выдергивание или продавливание в стыках клееных деревянных конструкций следует определять по формуле.

T = Rрd₁l_pk_cm_d? F_aR_a, (63).

где R — расчетное сопротивление древесины выдергиванию или продавливанию вклеенного стержня, МПа (кгс/см²), принимаемое по опытным данным, равным 4,5 МПа (45 кгс/см²);

d₁ — диаметр отверстия, м (см);

l_p — расчетная длина стержня, м (см).

l_p = l — l_о? 25d; (64).

l — длина заделываемой части;

l_о = 4d — глубина возможного снижения прочности клеевой прослойки при пожаре; для стержней, защищенных от огня, l_о = 0;

d — диаметр вклеиваемого стержня, м (см);

k_c — коэффициент, учитывающий неравномерность распределения напряжений сдвига в зависимости от длины заделываемой части стержня, который следует определять по формуле.

(65).

m_d — коэффициент, учитывающий зависимость расчетного сопротивления от диаметра стержня.

m_d = 1,12 — 10d; (1,12 — 0,1d); (66).

F_a — площадь сечения стержня;

R_a — расчетное сопротивление материала стержня.

Расчетная несущая способность V-образного анкера определяется аналогично расчетной несущей способности вклеенного стержня Т по формуле (63). Усилия в каждой ветви анкера определяются путем разложения усилий от внешней нагрузки по направлениям ветвей. Внутренний угол между ветвями анкера принимается от 90 до 120°. Длина ветви анкера также назначается аналогично l.

Проверка на прочность анкеров, сварных швов, соединительных пластин и других стальных элементов выполняется по нормам проектирования металлоконструкций.

При определении числа вклеенных стержней или анкеров необходимо учитывать коэффициент их совместной работы k_с1:

• — при двух анкерах с одной стороны стыка и на одной грани k_с1 = 0,9;
• — при трех стержнях и более на одной грани k_с1 = 0,75.

При проектировании стыков или узлов конструкций необходимо учитывать специфические особенности конструкции и технологии изготовления. В частности, для сечений высотой до 50 см и свыше 50 см технические решения связей в нейтральной зоне изгибаемых элементов существенно отличаются. Принципиально различаются конструктивные варианты сжатой и растянутой зон стыков сжато-изгибаемых элементов ломаного сечения, например, в карнизных узлах рам и т. д.

5.42 Наклонно вклеенные стержни располагаются в соединениях таким образом, чтобы в них возникали (в основном) растягивающие усилия. Возникающие при этом (от разложения сил) сжимающие усилия должны передаваться на древесину соединительными жесткими пластинами или специально вклеенными стержнями с соответствующей проверкой расчетом.

В V-образных анкерах это условие обычно обеспечивается конструктивно.

Для приведенных соединений в узлах и стыках обязательным условием является соблюдение расстояния от крайнего анкера или вклеенного стержня до торца элемента, гарантирующего от выкалывания древесины на торец.

Податливость соединений на наклонно вклеенных стержнях составляет не более 0,006 мм/тс.

Стыки и узлы сжато-, растянуто-изгибаемых, изгибаемых и растянутых элементов сборных конструкций должны проверяться расчетом и обеспечивать восприятие перерезывающих сил, а также усилий, возникающих при сборке, кантовке, перевозке, складировании и монтаже. Для сжатых стыков большепролетных конструкций, выполненных с заполнением полимербетоном, необходимо предусматривать специальные конструктивные решения стыков на наклонно вклеенных стержнях, способные воспринимать упомянутые монтажные нагрузки и перерезывающие силы.