Лекция 7

Содержание: Общие сведения о нагельных соединениях. Расчет нагельного соединения. Определение минимальной несущей способности одного среза нагеля. Особенности работы гвоздей

1.Общие сведения о нагельных соединениях

Нагелями называются гибкие стержни или тонкие пласти­ны, которые препятствуют взаимному сдвигу сопрягаемых эле­ментов, а сами в основном работают на изгиб.

К нагелям относятся в первую очередь болты с резьбой, ци­линдрические стальные стержни, как правило, без гайки и резь­бы, шурупы, глухари, гвозди.

Нагели применяются в растянутых стыках элементов сквозных конструкций, в узловых соединениях. Пластинчатые на­гели применяются в балках составного сечения для сплачива­ния брусьев по высоте.

Нагели могут выполняться из стали, стеклопластика или древесины твердых пород.

По способу постановки различают нагели, закладываемые в заранее подготовленные отверстия (болты, цилиндрические стальные стержни, шурупы, глухари), и нагели, забиваемые в цельную древесину (гвозди).

Диаметр отверстия под рабочий болт должен быть равен диаметру болта. Для нерабочих болтов диаметр отверстия мо­жет быть на 1 мм больше.

Цилиндрические стальные стержни вставляются в просвер­ленные отверстия диаметром на 0,2—0,5 мм меньше диаметра стержня.

Шурупы с минимальным диаметром 4 мм могут использо­ваться как несущие в соединениях. При этом древесина должна предварительно просверливаться сверлом с диаметром, равным диаметру шурупа, на всю длину его гладкой части. Забитый шуруп не обладает высокой несущей способностью, поскольку резьба сильно разрушает древесину, и он ведет себя практичес­ки как обычный проволочный гвоздь.

Чтобы получить плотное соединение, сверлить отверстия необходимо в предварительно собранном и обжатом пакете элементов.

В зависимости от вида деформации нагелей под нагрузкой различают: симметричные соединения (при симметричной от­носительно середины длины нагеля кривой изгиба его оси) и несимметричные.

По количеству плоскостей сдвига соединяемых элементов (количеству рабочих швов сплачивания) соединения делятся на односрезные, двухсрезные и многосрезные.

Здесь понятие «срез» означает только место пересечения нагелем рабочего шва сплачивания и не относится к характеру разрушения. Этот термин заимствован у металлических конст­рукций.

В деревянных соединениях отношение длины нагеля к его диаметру значительно больше, чем в металлических. В связи с этим нагель является гибким стержнем, работающим на изгиб, срезывающие напряжения в этом случае имеют второстепенное значение.

Срезать деревянным элементом нагель, даже деревянный, нельзя, не говоря уже о металлическом нагеле.

2. Расчет нагельного соединения

Расчет нагельных соединений строится на основе общих положений расчета конструкций по предельным состояниям.

Расчет нагельного соединения чаще всего сводится к опре­делению количества нагелей, необходимых для восприятия, дей­ствующего на соединение усилия

n_н=

где N - расчетное усилие (кН); п_ср - количество срезов или швов, которое пересекает нагель; T_min – минимальная несущая способность одного среза нагеля.

Силы стягивания в болтовых соединениях не велики, они зависят от силы закручивания гайки. Эти силы не могут быть сильно увеличены из-за смятия древесины поперек волокон, поэтому силы трения в расчетах не учитываются.