Клеевые соеденения

 

 

Презентация на тему:

 

Клеевые соединения

 

 

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

 

 

• Клеевые соединения:

а — поперечные стыки; б,в — продольные стыки; г — угловой стык;

1 — стык по пластам; 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

 

 

• 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.

 

 

• 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.

 

 

dсл

 

dсл

 

≥dсл

 

 

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

 

 

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

 

 

• Формирование клееного пакета:

 

1

 

2

 

3

 

4

 

 

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.

 

 

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 волокон  поперек волокон  под углом к волокнам

 

 

• используются:

а) как связи в  составных элементах

б) для повышения  прочности на сдвиг клееной  балки

 

 

• в) для анкеровки закладных деталей

г) в опорных узлах  конструкций

д) в коньковых узлах  конструкций

 

 

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

 

 

• ж) в растянутых стыках

 

 

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

 

 

• к) для защемления стоек в фундаменте

 

 

• Правила расчета и конструирования соединений на вклеенных стержнях приведены в пунктах:

7.30 – 7.52 СП 64.13330.2011 «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.

 

 

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.

d1 – диаметр отверстия, м;

L – длина заделываемой части, м;

d – диаметр вклеиваемого  стержня, м;

kс – коэффициент, учитывающий неравномерность напряжений сдвига, kс=0,6;

md – коэффициент, учитывающий зависимость расчетного сопротивления от диаметра стержня. md = 1,12 – 10d.

Требуемая площадь  стержней

 

 

• Общие указания по конструированию:
• влажность древесины  12 %;
• диаметр отверстий на 5 мм больше диаметра стержней;
• Расстояние между осями стержней, вклеенных вдоль волокон, не менее:

S2 = 3d;

до наружных граней

S3 = 2d.

• Расстояние между осями вклеенных нагелей, не менее:

 S1 = 8d; S2 = 3d;

от кромки элемента  не менее

 S3 = 3d

 

 

 

• 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.

 

4.6. Учет податливости связей при расчете составных элементов ДК

 

 

• 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.

 

 

4.6.1. Учет податливости связей при поперечном изгибе

 

• Для учета податливости вводятся коэффициенты к геометрическим характеристикам сечения:

kw – учитывает снижение прочности, вводится к моменту  сопротивления сечения W;

kж - учитывает увеличение деформативности, вводится к моменту инерции сечения I.

 

L

 

 

 

q

 

 

 

Эп.Q

 

Эп.t

 

TL/2

 

TL/2

 

 

• Балка цельного сечения

Iц = bh3/12

Wц = bh2/6

• На податливых связях

Iп = kж∙bh3/12 (kж=0,45…0,8)

Wп = kw∙bh2/6 (kw=0,7…0,9)

• Составная без связей

Io = 2∙b(h/2)3/12=0,25∙bh3/12

Wо =0,25∙bh2/6

Iц > Iп > Io

Wц > Wп > Wo

fц < fп < fo

 

 

• В составной балке на податливых связях значение полного сдвигающего усилия остается постоянным (как в цельной балке).

 

L

 

 

 

q

 

 

 

Эп.Q

 

Эп.t

 

TL/2

 

TL/2

 

TL/2 = t∙L/2

 

= t∙L/2

 

 

• 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

 

 

• 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 = Mmax S / I

 

Эп.Q

 

L

 

Tс=T1с·nс

 

Tс=T1с·nс

 

Тс – несущая способность соединения;

Т1с – несущая способность одной связи

nс – количество связей, nс = Тс/Т1с.

 

 

• Связи, поставленные около опор не должны быть перегружены

nc = 1,5∙T / T1с

T1с – несущая способность одной связи.

 

Эп.Q

 

L

 

Tс=T1с·nс

 

Tс=T1с·nс

 

nc = 1,5∙Mmax S / I∙T1с; W=W·kw; I=I·kж

 

Элементы составного  сечения на податливых связях  при поперечном изгибе:

 

 

4.6.2. 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).
• kс – получен по опытным данным, значения приведены в табл.15  СП «Деревянные конструкции».

 

 

nш – расчетное количество швов в элементе по которым  суммируется взаимный сдвиг;

nс – расчетное количество срезов связей в одном шве на 1 м  длины элемента.

L0 – расстояние между связями

• Различают:

а) стержни с короткими  прокладками;

б) стержни-пакеты.

• Связи в швах расставляют