СНиП II-25-80 от 01.01.1982. Деревянные конструкции. Часть 4

4.28. Расчет на прочность поясов изгибаемых элементов двутаврового и коробчатого сечений с фанерными стенками (рис.4) следует производить по формуле (17), принимая  при этом напряжения в растянутом поясе не должны превышать , а в сжатом -  ( - коэффициент продольного изгиба из плоскости изгиба).

4.29. При проверке стенки на срез по нейтральной оси в формуле (42) значение  принимается равным , а расчетная ширина

                    (43)

При проверке скалывания по швам, между поясами и стенкой в формуле (42)  а расчетную ширину сечения следует принимать равной:    

,                        (44)

Рис. 4. Поперечные сечения клееных балок с плоской фанерной стенкой

а - двутаврового сечения; б - коробчатого сечения

4.30. Прочность стенки в опасном сечении на действие главных растягивающих напряжений в изгибаемых элементах двутаврового и коробчатого сечений следует проверять по формуле

                                                               (45)

Устойчивость стенки с продольным по отношению к оси элемента расположением волокон наружных слоев следует проверять на действие касательных и нормальных напряжений при условии

                     (47)

Расчет следует производить по формуле    

                      (48)

При поперечном по отношению к оси элемента расположении наружных волокон фанерной стенки проверку устойчивости следует производить по формуле (48) на действие только касательных напряжений в тех случаях, когда

                          (49)

Б. Расчет элементов деревянных конструкций

по предельным состояниям второй группы

4.31. Деформации деревянных конструкций или их отдельных элементов следует определять с учетом сдвига и податливости соединений. Величину деформаций податливого соединения при полном использовании его несущей способности следует принимать по табл.15, а при неполном - пропорционально действующему на соединение усилию.    

     4.32(К). Прогибы и перемещения элементов конструкций не должны превышать предельных, установленных СНиП 2.01.07-85.

4.33. Прогиб изгибаемых элементов следует определять по моменту инерции поперечного сечения брутто. Для составных сечений момент инерции умножается на коэффициент  учитывающий сдвиг податливых соединений, приведенный в табл.13.

Наибольший прогиб шарнирно-опертых и консольных изгибаемых элементов постоянного и переменного сечений  следует определять по формуле 

                          (50)

Значения коэффициентов  и  для основных расчетных схем балок приведены в табл.3 прил.4.

4.34. Прогиб клееных элементов из фанеры с древесиной следует определять, принимая жесткость сечения равной  Расчетная ширина обшивок плит и панелей при определении прогиба принимается в соответствии с указаниями п.4.25.    

Таблица 15

Таблица 16

4.35. Прогиб сжато-изгибаемых шарнирно-опертых симметрично нагруженных элементов и консольных элементов следует определять по формуле    

,                      (51)

5. Расчет соединений элементов

деревянных конструкций.

Общие указания

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

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

     а) из условия смятия древесины     

                          (52)

б) из условия скалывания древесины    

                         (53)

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

                         (54)

Отношение  должно быть не менее 3.

Рис. 5. Врезки в элементах соединений

а - несимметричная; б - симметричная;

в, г - схемы скалывания в соединениях

Клеевые соединения

5.4. При расчете конструкций клеевые соединения следует рассматривать как неподатливые соединения.

     5.5. Клеевые соединения следует использовать:

     а) для стыкования отдельных слоев на зубчатом соединении (рис.6,а);   

Рис. 6 Клеевые соединения

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

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  по отношению друг к другу (рис. 6, б);

в) для стыкования клееных пакетов, сопрягаемых под углом на зубчатый шип по всей высоте сечения (рис. 6, в).    

Величина внутреннего угла между осями сопрягаемых под углом элементов должна быть не менее 104°.

5.6. Применение усового соединения допускается для фанеры вдоль волокон наружных слоев. Длину усового соединения следует принимать не менее 10 толщин стыкуемых элементов.

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

5.8. 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° .  

Соединения на врубках

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

Рис. 7. Лобовая врубка с одним зубом

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.

5.10. Лобовые врубки следует рассчитывать на скалывание согласно указаниям пп. 5.2 и 5.3, принимая расчетное сопротивление скалыванию по п. 5 табл. 3.

5.11. Длину плоскости скалывания лобовых врубок следует принимать не менее , где полная высота сечения скалываемого элемента.

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

5.12. Расчет на смятие лобовых врубок с одним зубом следует производить по плоскости смятия (см. рис. 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) примеч. 2 к табл. 3 независимо от размеров площади смятия.   

Соединения на цилиндрических нагелях

5.13. Расчетную несущую способность цилиндрического нагеля на один шов сплачивания в соединениях элементов из сосны и ели (рис. 8) при направлении усилий, передаваемых нагелями вдоль волокон и гвоздями под любым углом, следует определять по табл. 17. В необходимых случаях расчетную несущую способность цилиндрического нагеля, определенную по табл. 17, следует устанавливать с учетом указаний п. 5.15.

5.14. 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  (табл. 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.

5.15. 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 табл. 4, 5, 6 и пп. 3.2, б и 3.2, в при расчете нагельного соединения из условия смятия древесины в нагельном гнезде;

Рис. 8. Нагельные соединения

а - симметричные; б - несимметричные

Таблица 17

Таблица 18

Таблица 19

б) на корень квадратный из этого коэффициента при расчете нагельного соединения из условия изгиба нагеля.  

5.16. Нагельное соединение со стальными накладками и прокладками на болтах или глухих цилиндрических нагелях (рис.9) допускается применять в тех случаях когда обеспечена необходимая плотность постановки нагелей. Глухие стальные цилиндрические нагели должны иметь заглубление в древесину не менее 5 диаметров нагеля.    

Рис. 9. Нагельные соединения со стальными накладками

а - на болтах; б - на глухих цилиндрических нагелях

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

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

5.17. 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.

5.18. Расстояние между осями цилиндрических нагелей вдоль волокон древесины  поперек волокон  и от кромки элемента  (рис.10) следует принимать, не менее:    

Рис. 10. Расстановка нагелей

а - прямая; б - в шахматном порядке

для стальных нагелей  

для алюминиевых и стеклопластиковых нагелей    

для дубовых нагелей   

При толщине пакета  меньше  (см. рис.10) допускается принимать:

для стальных, алюминиевых и стеклопластиковых нагелей   

для дубовых нагелей  

5.19. 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 , а поперек волокон

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

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

При свободном выходе гвоздя из пакета расчетную толщину последнего элемента следует уменьшать на  (рис.11).    

Рис. 11. Определение расчетной длины защемления конца гвоздя

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

5.21. Расстояние между осями гвоздей вдоль волокон древесины следует принимать, не менее:

 при толщине пробиваемого элемента

 при толщине пробиваемого элемента

Для промежуточных значений толщины  наименьшее расстояние следует определять по интерполяции.

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

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

Расстояние между осями гвоздей поперек волокон древесины следует принимать:

при прямой расстановке гвоздей не менее

при шахматной расстановке или расстановке их косыми рядами под углом (рис.12) расстояние может быть уменьшено до 3

Расстояние  от крайнего ряда гвоздей до продольной кромки элемента следует принимать не менее

  Примечание. Расстояние между гвоздями вдоль волокон древесины в элементах

из осины,  ольхи  и  тополя  следует  увеличивать  на  50%  по  сравнению с

указанными выше.

Рис. 12. Расстановка гвоздей косыми рядами

5.22. 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.

5.23. 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

5.24. 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.

5.25. Расчетную несущую способность на выдергивание одного гвоздя, МН (кгс), забитого в древесину поперек волокон, следует определять по формуле

                              (56)

   Примечания: 1. В условиях повышенной влажности или температуры, а также

при  расчете  на  действие  кратковременной  или  постоянной и  длительной

временных  нагрузок  расчетное сопротивление выдергиванию  для  воздушно-

сухой древесины следует умножать на коэффициенты, приведенные в табл.5, 6

и пп.3.2,б и 3.2,в настоящих норм.

   2. 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 .

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

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

                      (57)

Расстояние между осями винтов должно быть не менее:   (см. рис.10).

Соединения на пластинчатых нагелях

5.28. Применение дубовых или березовых пластичных 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 рис. 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.

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

                            (58)