Соединения деревянных элементов на цилиндрических нагелях и болтах, работающих на поперечный изгиб. Работа соединений и принцип расчета.

Расчетную несущую способность соединения на цилиндрических нагелях из одного материала и одинакового диаметра следует определять по формуле:

где

— минимальное значение несущей способности одного среза нагеля в соединении;

— количество нагелей в соединении;

— количество швов в соединении для одного нагеля,

Расчетную несущую способность одного среза в симметричных и несимметричных соединениях следует принимать как наименьшее из найденных значений по приведенным ниже формулам:

где

и — расчетное сопротивление древесины смятию в глухом нагельном гнезде соответственно для симметричных и несимметричных соединений;

— расчетное сопротивление нагеля изгибу;

— толщина крайних элементов в симметричных соединениях или более тонких элементов в односрезных соединениях;

— толщина средних элементов в симметричных соединениях, или более толстых, или равных по толщине элементов в односрезных соединениях;

d — диаметр нагеля;

— коэффициент, зависящий от отношения толщины более тонкого элемента к диа­метру нагеля;

— коэффициент, учитывающий угол a между силой и направлением волокон.

Соединения древесины с древесиной

а, б — симметричные соединения;

в, г — несимметричные соединения

Схемы расстановки нагелей:

а — прямая;

б — в шахматном порядке;

в — косыми рядами (только для гвоздей)

Минимальные расстояния между нагелями

Соединения на нагелях препятствуют взаимному сдвигу стыкуемых элементов, поэтому гвозди и шурупы в некоторой степени можно считать разновидностью нагелей. Нагели изготавливают из стали, древесины твердых пород и пластмасс, в виде стержней круглого сечения. В конструкциях, которые находятся в агрессивной среде, используют алюминиевые, пластмассовые и дубовые нагели. Их устанавливают в предварительно просверленные отверстия. Диаметр отверстий для нагеля делают равным диаметру самого нагеля, чем обеспечивается плотность соединения и уменьшается опасность раскалывания.

В нагельном соединении, находящемся под воздействием внешней нагрузки, сам нагель работает на изгиб, а древесина соединяемых элементов под нагелями подвергается смятию.

Болтами можно соединять как изогнутые, так и прямые детали. Крепежный болт используется для крепления досок сечением 50×100 мм. Машинный и каретный болты применяют для установки деревянных деталей на стальных конструкциях. Параметры болта определяют заданным его диаметром и длиной от нижней плоскости шляпки до конца. Длина крепежного болта с плоской шляпкой измеряется от верхушки до конца.