Нагельные (болтовые) соединения
Клеевые и сварные соединения, обладая рядом преимуществ, имеют существенные недостатки. Клеевые соединения не теплостойки, а сваривать можно только термопластичные полимеры. И тот и другой вид соединения требует приспособлений для зажима и другое оборудование, которые не всегда можно разместить на объекте или на конструкции. Поэтому клеевые и сварные соединения применяются, в основном, при укрупненной сборке 'и при изготовлении конструкций.
При монтаже и раскреплении уже установленных конструкций наиболее удобным видом соединения является нагельный (болтовой).
Нагелем называется работающий на изгиб вкладыш, закладываемый в гнезда соединяемых элементов и препятствующий их относительному сдвигу. К недостаткам нагельного соединения относится ослабление соединяемых элементов при выборке гнезд, необходимость в дополнительных затратах материала и средств на изготовление нагеля. Преимущество нагельного соединения — простота конструкции и применения.
Для нагелей можно использовать как металл, получая из него болты, винты, заклепки и другие элементы, так и пластмассы. Металлические нагели удобны в изготовлении, но неприемлемы при работе конструкции в агрессивной среде. Пластмассовые нагели могут изготовляться из той же пластмассы, что и соединяемые элементы, либо из более прочной. Хорошо для этой цели использовать ориентированные стеклопластики (СВАМ и АГ-4С) и ДСП-Б. Эти материалы, обладая большой прочностью, допускают обработку и устройство резьбы специальными резцами при высокой скорости резания. Лучше, однако, нагели и болты из этих материалов получать прессованием. В обоих случаях волокна наружных швов должны направляться вдоль нагеля, а при изготовлении гаек — поперек. Прессованные нагели обладают повышенной прочностью.
Работа нагельного соединения отличается большой сложностью. Под воздействием внешней нагрузки происходит изгиб нагеля, смятие материала в гнезде, а в случае достаточной жесткости материала соединяемых элементов может произойти срез нагеля. При соотношении длины нагеля к его диаметру, >5, разрушение нагельного соединения, как правило, наступает от изгиба нагеля. При коротких нагелях типа заклепок причиной разрушения является срез. Если соединяемые элементы выполняются из пластмасс, обладающих малой твердостью, происходит неравномерное смятие гнезда. Хотя смятие само по себе не может вызвать разрушения, в соединении могут возникнуть такие большие деформации, что эксплуатация его окажется невозможной.
Очевидно также, что металлические нагели при соединении элементов из древесных пластиков работают не хуже, чем в древесине.
нагели из стеклопластика в соединениях элементов из стеклопластика и из древесных пластиков имеют такую же несущую способность, как металлические, разрушаясь от изгиба..
Для того чтобы избежать недостатков, которые присущи нагельным и клеевым соединениям, при изготовлении панелей применяются так называемые комбинированные соединения
В комбинированных соединениях клеевые швы сочетаются с местными точечными креплениями в виде шурупов винтов заклепок, металлических трубок и точечной сварки, если ее допускает материал . Клей придает шву непрерывность, соединение получается монолитным. Точечные крепления увеличивают прочность шва, выполняют роль аварийных в случае пожара и заменяют запрессовочные устройства при отверждении клея в шве.
Процесс установки заклепок и точечная сварка могут быть механизированы. Винты завинчиваются, как правило, вручную в заранее рассверленные отверстия. Металлические втулки изготовляются из оцинкованного железа толщиной 0,5 мм. Они применяются для соединения асбестоцементных листов, так же, как и заклепки, вставляются в рассверленные по их диаметру отверстия, причем края втулок расклепываются, а отверстие заполняется расширяющимся цементом. Исследования показывают, что при отсутствии клея несущая способность металлических креплений на срез уменьшается, в 1,5—2 раза.