|
Врубками называют соединения, при
которых усилия передаются с одного элемента на другой, т. е. непосредственно
через плоскости упоров. Применяются они преимущественно в брусчатых и
бревенчатых конструкциях: в перевязке элементов деревянных стен, в
наращивании сжатых стоек (врубки наращивания), при сращивании изгибаемых
прогонов (врубки сращивания), в узловых соединениях брусчатых и бревенчатых
ферм, в подкос- пых системах, а также при осуществлении непосредственных
лобовых упоров примыкающих сжатых элементов.
Наиболее часто применяются лобовые врубки с одним зубом (
22.1,6, в). В лобовых врубках с двумя зубьями ( 22.1, е) необходима
тщательная пригонка обоих зубьев к рабочим (упорным) плоскостям, так как их
надежность зависит в основном от одновременного включения в работу двух
упорных плоскостей (двух зубьев).
Рабочей плоскостью в лобовых врубках является плоскость а
— б ( 22.1,6, в). Эта плоскость, должна быть перпендикулярной
(ортогональной)' к осп примыкающего сжатого элемента. Все усилия примыкающего
элемента при таком соединении будут передаваться только на эту плоскость. По
нерабочей плоскости б — д рекомендуется делать зазор, так как при возможном
повороте примыкающего элемента, например вследствие просадки ферм, может
произойти отрыв зуба (см. 22.1,г).
При передаче усилия на рабочую плоскость волокна древесины
примыкающего элемента сминаются под углом 0°, а волокна растянутого элемента
— под углом а, поэтому соприкасающиеся площадки примыкающего сжатого и
растянутого элементов оказываются неравно- прочными. Теоретически
равнопрочность их может быть достигнута только в случае, если рабочая
плоскость будет расположена по биссектрисе угла ( 22.1, <?). Казалось бы,
что несущая способность такой врубки должна возрасти. Однако опыты проф. А.
И. Отрешко показали, что биссектрисные врубки преимуществ перед
ортогональными не имеют, так как их несущая способность от направления
площадки смятия по биссектрисе не увеличивается. Установлено, что в
разрушенных образцах биссектрисных врубок деформируется площадка смятия
растянутого элемента, но не примыкающего, сжатого. Вторая площадка смятия б —
д ( 22.1,(9), которая при биссектрисных врубках считается также рабочей,
фактически в работе не участвует. Кроме того, в этих врубках ухудшаются
условия скалывания, так как уменьшается сила прижима. Поэтому биссектрисные
врубки в настоящее время не рекомендуются.
В ортогональных врубках достигается наибольшее прижатие по
плоскости скалывания, возникающее от действия вертикальной составляющей
усилия примыкающего элемента. Напряжения растяжения поперек волокон, возникающие
от внецентренного сжатия по отношению к площадке приложения сил, в
значительной мере погашаются, и предел прочности площадки скалывания
увеличивается.
При проектировании врубок следует ось примыкающего сжатого
элемента совмещать с серединой рабочей площадки а — б ( 22.1,в). При
несоблюдении этого , условия в примыкающем элементе возникает момент, $
равный произведению эксцентрицитета на усилие в элементе ( 22.1, б).
Глубина врубок должна быть в брусьях не менее 2 см, в бревнах — 3 см .
Во врубках опорных узлов ( 22.2) обязательно ставят
аварийные болты, на которые может быть передано усилие'примыкающего элемента
в случае скалывания площадки /Ск от случайных причин.
Диаметр аварийного болта определяют расчетом на
воздействие аварийного усилия, возникающего после скалывания площадки.
В подферменном брусе делают фиксирующий подрез для правильного
размещения настенного бруса ( 22.2,о). Середина настенного мауэрлатного бруса
должна находиться строго под центром узла. Смещение бруса вправо или влево на
s вызывает изгибающий момент, равный M=SRA, который неблагоприятно отразится
на прочности узла.
В опорных узлах допускается определять положение опорной
реакции для бревен по пересечению осей брутто, а для брусьев по пересечению
оси примыкающего элемента с осью, проходящей по центру тяжести ослабленного
сечения растянуъого элемента. По конструктивным соображениям положение
опорной реакции во врубках ферм из брусчатого леса все же лучше определять по
пересечению осей брутто.
Расчет лобовых врубок опорных узлов сводится к расчету
рабочей площадки на смятие под углом, площадки скалывания, площадки смятия в
месте соприкосновения подферменного и настенного бруса и гвоздей для
прикрепления подферменного бруса к поясу ферм ( 22.2,в).
Растянутый элемент из условия разрыва по ослабленному
врубкой и гнездом аварийного болта сечению рассчитывают по формуле (22.1).
Все ослабления при этом принимаются совмещенными в одном сечении.
Расчетное сопротивление растяженню для врубок построечного
изготовления снижают на 30%.
Если при брусчатом лесе положение опорной реакции
определено по оси брутто сечения растянутого элемента, ослабленное сечение
необходимо проверять с учетом действия изгибающего момента как
внецентренно-растя- нутый элемент по формуле (21.14).
Лобовые врубки с двумя зубьями ( 22.3) обладают большей
несущей способностью, чем врубки с одним зубом, но, как указывалось выше,
требуют тщательной подгонки обоих зубьев к рабочим (упорным) плоскостям.
Лобовую врубку с двумя зубьями рассчитывают по правилам
расчета врубок с одним зубом и указаниям Норм ([1], п. 5.11). Площадки врубки
рассчитывают на смятие под углом от усилий, перпендикулярно направленных к
этим площадкам.
Лобовые упоры ( 22.4,6—г) применяют в конструкциях
довольно часто. Эти соединения рассчитывают на усилия, направленные
перпендикулярно площадкам смятия. При этом расчетные сопротивления площадок
смятия определяют в зависимости от размеров углов смятия.
|