ЛЕКЦИЯ 6 4.4. Клеевые соединения. Клеевые соединения - Основной вид соединений при заводском изготовлении конструкций. При обеспечении прочности клеевого. - презентация

1 ЛЕКЦИЯ Клеевые соединения

2 Клеевые соединения - Основной вид соединений при заводском изготовлении конструкций. При обеспечении прочности клеевого шва не менее прочности древесины: соединение неподатливое – клееные элементы рассчитываются как элементы цельного сечения. Соединение на «ус» Горизонтальный зубчатый шип Вертикальный зубчатый шип

3 Клеевые соединения: а поперечные стыки; б,в продольные стыки; г угловой стык; 1 стык по пластям; 2 стык по кромкам; 3 по пласти и кромке; 4 вертикальный зубчатый шип; 5 горизонтальный зубчатый шип; 6 стык фанеры на «ус»; 7 угловой зубчатый шип. 7

4 Клеевые соединения используются: а) для стыкования отдельных слоев клееного пакета по длине на зубчатом шипе; б) для образования сплошного сечения, сплачивая слои по высоте и ширине сечения; в) для стыкования клееных пакетов, сопрягаемых под углом, на зубчатый шип по всей высоте сечения.

5 Толщину склеиваемых слоев следует принимать не более 33…34 мм. В прямолинейных элементах допускается толщина слоя до 42 мм при условии устройства в них пропилов. сл

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

7 Применение соединения на «ус» допускается для фанеры вдоль волокон наружных шпонов (слоев)

8 Формирование клееного пакета:

9 Достоинства: Возможно рациональное размещение по высоте поперечного сечения пиломатериала различного качества (в соответствии с напряженным состоянием). Применение мелкоразмерного материала позволяет создавать конструкции больших пролетов, различного очертания по пролету и различных форм сечения. Снижается влияние пороков из-за их дробного расположения по сечению. Снижаются внутренние усушечные напряжения и растрескивание элементов сводится к минимуму. Клеевые соединения рассматриваются как неподатливые – рассчитываются как элементы цельного сечения.

10 4.5. Соединения на вклеенных стержнях Область применения вклеенных стержней: в узловых соединениях для сплачивания и наращивания элементов, для ремонта и усиления, для армирования. Используют очищенную от ржавчины и обезжиренную стальную арматуру периодического профиля классов А300…А400 диаметром 14…25 мм. Допускается использовать арматуру А240 со сплошной нарезкой резьбы по длине вклеивания. Вклеиваются в прямоугольные или круглые пазы составом на основе эпоксидной смолы ЭД20 с наполнителем молотым песком (маршалитом). Предпочтительно наклонное расположение стержней. Продольное вклеивание необходимо сочетать с поперечным расположением стержней. Допускается применять в условиях эксплуатации А1, А2, Б1, Б2. Стержни могут располагаться: вдоль волоконпоперек волоконпод углом к волокнам

11 используются: а) как связи в составных элементах б) для повышения прочности на сдвиг клееной балки

12 в) для анкеровки закладных деталей г) в опорных узлах конструкций д) в коньковых узлах конструкций

13 е) в симметричных жестких стыках сжатых, растянутых, изгибаемых элементов

14 ж) в растянутых стыках

15 з) в сжатых стыках с полимербетоном и) в несимметричных узлах полигональных элементов (карнизные узлы трехшарнирных рам)

16 к) для защемления стоек в фундаменте

17 Правила расчета и конструирования соединений на вклеенных стержнях приведены в пунктах: 7.30 – 7.52 СП «Деревянные конструкции» Рассматривают 3 расчетных случая: 1 – соединения на стержнях, вклеенных вдоль волокон древесины; 2 – соединения на стержнях, вклеенных под углом к волокнам; 3 - соединения на вклеенных стальных нагелях.

18 Расчетная несущая способность вклеиваемого стержня на выдергивание или продавливание вдоль и поперек волокон в соединениях из сосны и ели где: n – количество стержней; R – расчетное сопротивление древесины выдергиванию вклеенного стержня, принимается равным 4,5 МПа. d 1 – диаметр отверстия, м; L – длина заделываемой части, м; d – диаметр вклеиваемого стержня, м; k с – коэффициент, учитывающий неравномерность напряжений сдвига, k с =0,6; m d – коэффициент, учитывающий зависимость расчетного сопротивления от диаметра стержня. m d = 1,12 – 10d. Требуемая площадь стержней

19 Общие указания по конструированию: влажность древесины 12 %; диаметр отверстий на 5 мм больше диаметра стержней; Расстояние между осями стержней, вклеенных вдоль волокон, не менее: S 2 = 3d; до наружных граней S 3 = 2d. Расстояние между осями вклеенных нагелей, не менее: S 1 = 8d; S 2 = 3d; от кромки элемента не менее S 3 = 3d

20

21 Для увеличения длины или сечения деревянные конструкции выполняют составными. Отдельные брусья или доски соединяют с помощью связей, которые могут быть: жесткими (клеевые соединения, обеспечивающие монолитность сечения) или податливыми. Податливость – способность связей при деформации конструкций давать возможность соединяемым элементам сдвинуться относительно друг друга Учет податливости связей при расчете составных элементов ДК

22 Податливость связей ухудшает работу составного элемента: уменьшается несущая способность; увеличивается деформативность; изменяется характер распределения сдвигающих усилий по длине элемента. При проектировании учитывается податливость связей – в СП приведены расчетные формулы, дающие приближенное решение.

23 Учет податливости связей при поперечном изгибе Для учета податливости вводятся коэффициенты к геометрическим характеристикам сечения: k w – учитывает снижение прочности, вводится к моменту сопротивления сечения W; k ж - учитывает увеличение деформативности, вводится к моменту инерции сечения I. L q Эп.Q Эп. T L/2

24 Балка цельного сечения I ц = bh 3 /12 W ц = bh 2 /6 На податливых связях I п = k жbh3/12 (k ж =0,45…0,8) W п = k wbh 2 /6 (k w =0,7…0,9) Составная без связей I o = 2b(h/2)3/12=0,25bh3/12 W о =0,25bh 2 /6 I ц > I п > I o W ц > W п > W o f ц < f п < f o

25 В составной балке на податливых связях значение полного сдвигающего усилия остается постоянным (как в цельной балке). L q Эп.Q Эп. T L/2 T L/2 =L/2 =L/2

26 Но из-за податливости связей изменится характер распределения сдвигающих усилий по длине балки. В результате эпюра Q из треугольной превратится в криволинейную, близкую к синусоиде. Эп.Q L

27 Связи размещаются по длине балки равномерно. Расстояние между связями должно обеспечить прочность на скалывание. Количество связей на участке с эпюрой Q одного знака должно быть достаточно для восприятия полного сдвигающего усилия T = M max S / I Эп.Q L T с =T 1с ·n с Т с – несущая способность соединения; Т 1с – несущая способность одной связи n с – количество связей, n с = Т с /Т 1с.

28 Связи, поставленные около опор не должны быть перегружены n c = 1,5T / T 1 с T 1с – несущая способность одной связи. Эп.Q L T с =T 1с ·n с n c = 1,5M max S / IT 1с ;W=W·k w ;I=I·k ж Элементы составного сечения на податливых связях при поперечном изгибе:

29 Учет податливости связей при продольном изгибе При потере устойчивости центрально-сжатым элементом (продольный изгиб) возможные сдвиги в швах значительно меньше, чем при поперечном изгибе. Как и в изгибаемых элементах, учет податливости связей сведен к расчету элементов цельного сечения с введение коэффициента, учитывающего податливость связей Этот коэффициент всегда больше единицы и вводится к гибкости (увеличивает расчетную гибкость элемента). k с – получен по опытным данным, значения приведены в табл.15 СП «Деревянные конструкции».

30 n ш – расчетное количество швов в элементе по которым суммируется взаимный сдвиг; n с – расчетное количество срезов связей в одном шве на 1 м длины элемента. L 0 – расстояние между связями Различают: а) стержни с короткими прокладками; б) стержни-пакеты. Связи в швах расставляют равномерно.

31 Гибкость составных элементов на податливых связях определяют по формуле в соответствии с рекомендациями п.п.6.6, СП «Деревянные конструкции», в этой формуле: - гибкость всего элемента относительно оси Y; - гибкость отдельной ветви относительно собственной оси 1-1. При проверке устойчивости составного элемента на податливых связях:

32 Учет податливости связей в сжато-изгибаемых элементах Метод расчета остается таким же – вводятся коэффициенты снижающие жесткость элемента. Но в сжато-изогнутых элементах возникает сложное напряженно-деформированное состояние (сжатие и изгиб). Податливость связей учитывается дважды: 1) от изгиба (как при поперечном изгибе) введением коэффициентов: k w к моменту сопротивления W k ж к моменту инерции I ; 2) вычислением коэффициента ξ с учетом приведенной гибкости элемента: Прогиб составного сжато-изогнутого элемента увеличивается делением на коэффициент ξ.

33