До атегорія: Дерев'яні конструкції
комбіновані з'єднання
Цвяховий притиск при склеюванні. Хоча цей вид з'єднання і одночасно спосіб запресовування визнані застарілими, вони все ж знаходять застосування в технології клеєних конструкцій. Зокрема, цвяховий притиск використовується при виготовленні криволінійних елементів і фанерних конструкцій. Розміри і розстановка цвяхів залежать від товщини елементів, що склеюються, якості обробки, ступеня викривлення і щільності деревини. Для склеювання багатошарових виробів довжина цвяхів повинна бути не менше 2 товщин дошки, а відстань між цвяхами - не менше 4 товщини. Для з'єднання фанери з дерев'яним каркасом цвяхи забивають з більш частою розстановкою, з огляду на невелику товщину фанери. Якщо часта розстановка цвяхів небажана, фанеру притискають до каркаса за допомогою дерев'яних брусків на декількох великих цвяхах, які потім видаляють разом з брусками, а що залишилися отвори зашпаклевивают.
З'єднання на вклеєних нагелях встановлюють в отвори, на 1/3 глибини заповнені клеєм, після затвердіння якого несуча здатність стику підвищується в 1,4 рази. Для цього діаметр отворів робиться на 3-5 мм більше, ніж діаметр Нагель, а сполучаються елементи повинні бути щільно стиснуті між собою, щоб запобігти витіканню клею. Застосовують клеї з наповнювачами (епоксидні, карбамідні); як нагелів використовують сталеві арматурні стержні класу АП-А1У, склопластикові і ін.
Завдяки підвищеній щільності з'єднання мають високу корозійностійких, залучають до роботи більший обсяг деревини нагельного гнізда, ефективно працюють на розтягнення. Рекомендуються в основному для клеєних конструкцій при строго ограничиваемой вологості деревини, для посилення расслоившихся елементів клеєних згинаються конструкцій, в вузлах ферм. При експлуатації конструкцій в агресивному середовищі використовують нагелі зі склопластику, поверхня яких попередньо роблять шорсткою для підвищення зчеплення клею. При комбінуванні з накладками (з деревних пластиків) вклеєні нагелі доповнюють головками-анкерами. Це підвищує працездатність нагелів при розтягуванні, оскільки конструкція анкера заснована на Розклинювання.
Вклеєні нагелі, в тому числі склопластикові з накладками, використовують в конструкціях естакад, веж, ферм покриттів, в складах мінеральних добрив і в інших будівлях з агресивними середовищами.
З'єднання на вклеєних стержнях. Розрізняють з'єднання на вклеєних стержнях уздовж волокон, поперек волокон і похило до волокон. З'єднання уздовж волокон, що володіють великою жорсткістю і міцністю, застосовують для стикування частин багатопролітних балок, поясів ферм, арок і приєднання стійок до фундаментів. Менш жорсткі з'єднання на стрижнях вклеєних поперек волокон, доцільно застосовувати для посилення опорних зон балок, ригелів ферм, підвищення експлуатаційної надійності гнутоклеєних конструкцій. З'єднання під кутом найбільш універсальні; їх відрізняє технологічність, експлуатаційна надійність, керованість жорсткості.
Ріс.5.11. Клеєні конструкції із з'єднаннями на вклеєних стержнях а - линзообразная ферма; б - двосхилий балка з гнутим низом
Для стрижнів використовують арматурну сталь періодичного профілю класів A-II - A-IV і епоксидно-цементний клей ЕПЦ-1. Отвори свердлять електро- і пневмоінструментом, видуваючи стружки стисненим повітрям, потім заповнюють на 0,1 -0,2 обсягу клеєм. Стрижні занурюють в отвір віброінструментом з додатковою заливкою клею в міру поглинання його деревиною. Кінцева операція - зварювання зі стрижнями заставних металевих деталей в проектному положенні.
Використання сполук на вклеєних стержнях дозволяє створювати нові види конструкцій - галактика ферми, двосхилі балки з гнутим низом в середині прольоту, нарощувані колони та ін.
Клеевінтовие і клеерезьбовие з'єднання застосовують при складанні конструкцій. Це з'єднання, в яких деталі запресовані, тобто притиснуті одна до іншої в процесі склеювання за допомогою гвинтів, болтів, шурупів, що залишаються в соединяемой парі після затвердіння клею. Наприклад, для запобігання сповзання скосів вуса і одночасного притиснення листів до накладок доцільно використовувати клеевінтовое з'єднання. У клеерезьбовом з'єднанні на вус завдяки застосуванню гвинтів підвищується міцність як при зрізі, так і при поперечному вигині. У цьому з'єднанні відсутня виступ листа, що виходить при з'єднанні внахлестку. Тому в поєднанні з гвинтами, що мають потайну головку, можна отримати гладку поверхню в місці з'єднання. Такі сполуки рекомендується застосовувати при виготовленні панельних конструкцій. Клеерезьбовие з'єднання вигідні при складанні на клею великогабаритних замкнутополостних деталей, до яких в процесі запресовування важко, а іноді і неможливо докласти постійний тиск, необхідне для доброякісного склеювання. Загвинчування не вимагає двостороннього підходу до місця з'єднання, що зручно, наприклад, при склеюванні обшивок тришарових конструкцій з вузькою порожниною.
Мал. 1. Види комбінованих з'єднань а - клеевінтовое; б - клееболтовое; в - клеезаклепочное; г - клеесварние; д - клеештиревое
Клееболтовие з'єднання ефективні при сполученні товстолистових елементів зі сталі, алюмінію і з'єднанні металевих деталей з неметалевими. Комбінування болтів з клеєм дозволяє зменшити число кріпильних деталей, знизити витрату матеріалів в поєднанні і створити герметичні шви. Постановка болтів підвищує опір клейових з'єднань дії віддирати напружень, що виникають при розтягуванні нахлестки, сприяє більш рівномірному розподілу зсувних напружень по довжині клейового шва. З іншого боку, сприймаючи зсувні зусилля між деталями, клейовий прошарок значно знижує піки напружень, що виникають при навантаженні гвинтових або болтових з'єднань, і тим самим покращує їх роботу.
В результаті адгезії клею до металу резьбовая пара стопориться, завдяки чому гвинти і шурупи не можуть мимовільно вигвинчують під дією динамічних навантажень, вібрації або температурних деформацій. Плівка клею на поверхні деталей, що з'єднуються оберігає їх від корозії, за винятком дуже рідкісних випадків, коли клей сам кородує метал.
Недолік гвинтових запрессовки - трудність регулювання питомої тиску через неточності параметрів, що визначають осьове зусилля гвинтової пари. Крім того, на ділянках між гвинтами тиск розподіляється нерівномірно і спостерігається релаксація напружень стиску, обумовлена пластичними властивостями клею і склеюваного матеріалу. При складанні деталей на клею з гвинтами осьове зусилля затяжки, необхідне для створення тиску в клейовому шві, визначають за величиною крутного моменту, прикладеного до голівки гвинта. За отриманими даними призначають крок гвинтів.
З'єднання на вклеєних гвинтах виконують за допомогою гвинтів або стрижнів діаметром 20-30 мм з великої метричної різьбою і поздовжнім пазом (4 × 4 мм) по всій довжині. Гвинти загвинчують ключем або гайковертом в отвори, заповнені клеєм. Діаметр отворів на 1,5-2 мм менше зовнішнього діаметра гвинта. Для загвинчування використовують знімну головку. За подовжньому пазу клей підтиском піднімається з отвору на поверхню і розподіляється по різьбі, утворюючи по поверхні контакту щільний модифікований шар деревини товщиною до 6 мм. Клей застосовується той же, яким склеюється деревина (резорциновий ФР-12, фенолрезорціновий ФРФ-50 і ін.). Гвинти одночасно служать засобом запрессовки в елементів, що склеюються, дозволяючи переміщувати його відразу після загвинчування на місце витримки для повного затвердіння клею.
З'єднання на вклеєних гвинтах використовують в стиках, для анкерування, для посилення опорних ділянок або расслоившихся зон конструкцій. Для посилення експлуатованих балок покриття гвинти ставлять знизу під кутом 45 °, що запобігає витіканню клею. З'єднання рекомендується для клеєних конструкцій, де експлуатаційна вологість деревини коливається в межах 6%. Для прискореного затвердіння клею використовують індукційний електропрогрев стрижнів або попередній нагрів в термостаті.
Клеесварние і клеезаклепочние з'єднання застосовуються для зрощування тонколистових металевих обшивок. У цих з'єднаннях механічними засобами кріплення є зварні точки, отримані контактної електрозварюванням, або заклепки, службовці засобом притиснення листів, що з'єднуються для отримання щільного клейового шва.
При виконанні клееметалліческіх з'єднань керуються такими правилами. Якщо товщина пакета менше або дорівнює 3 мм, діаметр заклепок в клеезаклепочном з'єднанні повинен бути не менше товщини пакета. Діаметр гвинтів в клеевінтовом з'єднанні 3-3,5 мм при товщині елементів 0,5-1 мм і 4-5 мм при товщині елементів 1-3 мм. Довжина гвинтів повинна бути на 5 мм більше загальної товщини пакета.
Мал. 2. Вузли конструкцій з вклеєною гвинтами а - стик елементів фахверка; б - анкерне закріплення стійки; в - шарнірно-нерухома опора арки; г - посилення розшарується ділянки балки
Відстань першого ряду заклепок або гвинтів від кромки з'єднання повинно бути мінімальним.
Зокрема, мінімальні відстані між зварними точками при товщині листів алюмінію 0,5-0,8 мм приймаються в межах 10-13 мм, а при товщині 1-1,5 мм-15-20 мм; відстань між заклепками і гвинтами встановлюються рівним 3d; відстань до кромки з'єднання - 2,5d (d - діаметр отвору для заклепки або болта).
Клеештирьевие з'єднання застосовують для зрощування встик стрижневих елементів. Це сталеві стрижні або обрізки арматури, вклеєні в торець елемента з достатнім заглибленням. У суміжному кінці іншого елемента висвердлені за шаблоном отвори, в які на клею вставляються штирі, що виступають з першого елемента. Для закріплення штирів в отворах використовують епоксидно-цементний клей. Глибина загортання штирів повинна бути не менше 20 діаметрів стержня.
Клееметалліческіе і клеепластмассовие шайби - це пластинки з отворами, приклеєні до поверхні дерев'яних елементів в вузлах сполучень. Пластинки служать для передачі на них зусиль від нагелів, що пропускаються через отвори. Для приклеювання металевих шайб застосовують фенолформальдегідні і епоксидні клеї, а для пластмасових (склопластикових) - поліефірні та епоксидно-поліефірні, переважно гарячого затвердіння.
Мал. 3. Схеми з'єднань на клеестальних шайбах а - дерев'яних елементів; б - фанерних труб; 1 - плоска шайба; 2 - шуруп для погашення відривають зусиль; 3 - нагель; 4 - фанерна труба; 5 - болт; 6 - отвори для болтів; 7 - шайба-втулка
Склопластикові шайби виготовляють з прес-ма-ла Каста-В товщиною 10 мм і приклеюють до дерев'яних елементів епоксидним клеєм холодного затвердіння. Для погашення відривають зусиль відповідні краю шайб закріплюють цвяхами зі склопластику АГ-4С.
Склопластикові шайби з матеріалу АГ-4С і АГ-4В можна напресовують на поверхню деревини шаром певної товщини без застосування клею - за рахунок клейкої здатності сполучного. Напресовує може бути виконана з місцевим потовщенням в зоні отвору і з переважною орієнтацією скловолокна в напрямку найбільших зусиль. Для напрессовки матеріал укладають в сталеву рамку і притискають до деревини при тиску 1,5-2 МПа і температурі 150 ° С. Завдяки наклеювання або напресування пластинок-шайб концентровані в отворах зусилля перерозподіляються на велику площу, в зв'язку з чим усувається або значно обмежується смятие деревини в отворах і підвищується жорсткість стрижневих конструкцій. Таким чином, клеестальние і клеепластмассовие шайби являють собою комбіновані нагельного-клейові з'єднання.