Законодательная база Российской Федерации

"ДЕРЕВЯННЫЕ КОНСТРУКЦИИ. СТРОИТЕЛЬНЫЕ НОРМЫ И ПРАВИЛА. СНиП II-25-80." (утв. Постановлением Госстроя СССР от 18.12.80 N 198)

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

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)

где Fсм-расчетная площадь смятия;

Fсм - расчетная площадь скалывания;

Rсмa - расчетное сопротивление древесины смятию под углом к направлению волокон;

- расчетное среднее по площадке скалывания сопротивление древесины скалыванию вдоль волокон, определяемое п. 5.3.

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

, (54)

где Rск - расчетное сопротивление древесины скалыванию вдоль волокон (при расчете по максимальному напряжению);

lск - расчетная длина плоскости скалывания, принимаемая не более 10 глубин врезки в элемент;

е -плечо сил скалывания, принимаемое равным 0,5hпри 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);

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

Отношение lск /е должно быть не менее 3.

Рис. 5. Врезки в элементах соединений
а -несимметричная; б -симметричная; в, г - схемы скалывания в соединениях

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);

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).

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

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°.

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 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 1/3 h в остальных случаях, при этом глубина врубок h1 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 a 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.

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.

Таблица 17

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 пп. 2а и 2б таблицы;

б) при толщине крайних элементов а > с расчетную несущую способность нагеля следует определять из условия смятия в крайних элементах по п. 2а таблицы с заменой с на а;

в) при определении расчетной несущей способности из условий изгиба нагеля толщину крайнего элемента а в п. 3 таблицы следует принимать не более 0,6с.

3. Значения коэффициентов kн для определения расчетной несущей способности при смятии в более тонких элементах односрезных соединений при с >= а >= 0,35с приведены в табл. 18.

4. Расчетную несущую способность нагеля в рассматриваемом шве следует принимать равной меньшему из всех значений, полученных по формулам табл. 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 nн в симметричном соединении, кроме гвоздевого, следует определять по формуле

, (55)

где N -расчетное усилие;

Т -наименьшая расчетная несущая способность, найденная по формулам табл. 17;

nш - число расчетных швов одного нагеля.

Рис. 8. Нагельные соединения
а -симметричные; б -несимметричные

Таблица 18

Примечание. В знаменателе указаны значения kн для Т в кгс.

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 ka (табл. 19) при расчете на смятие древесины в нагельном гнезде;

Таблица 19

Примечания:

1. Значение ka для промежуточных углов определяется интерполяцией.

2. При расчете односрезных соединений для более толстых элементов, работающих на смятие под углом, значение ka следует умножать на дополнительный коэффициент 0,9 при с/а < 1,5 и на 0,75 при с/а >= 1,5.

б) на величину при расчете нагеля на изгиб; угол a 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;

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.

Рис. 9. Нагельные соединения со стальными накладками
а - на болтах; б - на глухих цилиндрических нагелях

Глухие стальные цилиндрические нагели должны иметь заглубление в древесину не менее 5 диаметров нагеля.

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 S1, поперек волокон S2 и от кромки элемента S3 (рис. 10) следует принимать не менее:

Рис. 10. Расстановка нагелей
а -прямая; б - в шахматном порядке

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

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

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

При толщине пакета bменьше 10d (см. рис. 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.

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 2S1, а поперек волокон S2 = 2,5d.

5.20. 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 (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:

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 >= 15d.

Расстояние вдоль волокон древесины от гвоздя до торца элемента во всех случаях следует принимать не менее S1 = 15d.

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 =< 45° (рис. 12) расстояние может быть уменьшено до 3d.

Рис. 12. Расстановка гвоздей косыми рядами

Расстояние S3от крайнего ряда гвоздей до продольной кромки элемента следует принимать не менее 4d.

Примечание. Расстояние между гвоздями вдоль волокон древесины в элементах из осины, ольхи и тополя следуе увеличивать на 50 % по сравнению с указанными выше.

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.

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 в МН (кгс), забитого в древесину поперек волокон, следует определять по формуле

, (56)

где Rв.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.

Примечания: 1. 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 табл. 5, 6 и пп. 3.2б и 3.2в 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 10d.

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 в МН (кгс), завинченного в древесину поперек волокон, следует определять по формуле

, (57)

где Rв.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 табл. 5, 6 и пп. 3.2б и 3.2в настоящих норм;

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. рис. 10).

5.28. 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 рис. 13. Направление волокон в пластинках должно быть перпендикулярно плоскости сплачивания элементов.

Рис. 13. Соединение на пластинчатых нагелях
а -со сквозными пластинками; б -с глухими пластинками

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)

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

В случаях применения для сплачивания элементов из других древесных пород следует вводить поправочный коэффициент по табл. 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 табл. 5 и 6 и пп. 3.2б и 3.2в.

5.30. Применение соединений на вклеенных стальных стержнях из арматуры периодического профиля класса А-II и выше, диаметром от 12 до 25 мм, работающих на выдергивание и продавливание, допускается в условиях эксплуатации А1, А2, Б1 и Б2 при температуре окружающего воздуха, не превышающей 35°.

Примечание. Не допускается применение вклеенных стержней в открытых соединениях, металл которых может подвергаться прямому воздействию огня при пожаре.

5.31. Вклеивание предварительно очищенных и обезжиренных стержней следует осуществлять составами на основе эпоксидных смол в просверливаемые отверстия или в профрезерованные пазы (рис. 14). Диаметры отверстий или размеры пазов должны приниматься более номинальных диаметров вклеиваемых стержней на 5 мм.

Рис. 14. Соединения на стержнях из арматуры периодического профиля, вклеенных
а - в цилиндрические отверстия; б - в профрезерованные пазы

5.32. Расчетную несущую способность, МН (кгс), вклеиваемого стержня на выдергивание или продавливание вдоль и поперек волокон в растянутых и сжатых стыках элементов деревянных конструкций из сосны и ели следует определять по формуле

, (59)

где d -номинальный диаметр вклеиваемого стержня, м (см);

l -длина заделываемой части стержня, м (см), которую следует принимать по расчету, но не менее 10d и не более 30d;

kc - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения напряжений сдвига в зависимости от длины заделываемой части стержня, который следует определять по формуле

, (60)

Rск - расчетное сопротивление древесины скалыванию, МПа (кгс/см2), определяемое по п. 5г табл. 3.

5.33. Расстояние между осями вклеенных стержней, работающих на выдергивание при продавливании вдоль волокон, следует принимать не менее S2 = 3d, а до наружных граней -не менее S3 = 2d.