Соединения элементов индустриальных деревянных конструкций

При изготовлении элементов конструкций на заводе основным способом сплачивания и сращивания сухих строганых пиломатериалов служат соединения на водостойких клеях. Клеевые соединения — на зубчатый стык — должны обеспечивать равнопрочность стыка с цельной древесиной. Многослойные клееные элементы рассматриваются при расчете как цельные, без учета податливости клеевого шва.

Сборные соединения, монтируемые на месте строительства, должны быть на заводе доведены до такой степени готовности, чтобы при сборке уже не требовались ни подгонка, прирезка или приторцовка контактных поверхностей, ни изготовление или врезка новых вкладышей, накладок или креплений.

В построечных условиях для сопряжения несущих элементов индустриальных деревянных конструкций в основном применяют нагели и, в частности, болтовые нагели, способные работать не только на изгиб, но и на растяжение в качестве монтажных или рабочих натяжных связей. В дальнейшем для безметальных конструкций намечается замена стальных нагелей нагелями из нержавеющих материалов, в частности из стеклопластиков.

В металлодеревянных и арочных конструкциях; в которых растягивающие усилия воспринимаются стальными тяжами, основным видом сопряжения деревянных блоков служат сжатые стыки, решаемые простым лобовым упором. Торцовое смятие относится к наиболее надежным видам работы древесины, но при проектировании напряженных шарнирных соединений приходится учитывать возможные производственные отклонения сминаемых поверхностей от строго параллельного направления и эксплуатационные нарушения равномерности распределения напряжений смятия. В таких условиях нужны дополнительные меры, повышающие надежность работы соединения: рабочая зона местного смятия должна окаймляться полосой плавного перехода к нерабочим зонам; эта пограничная полоса служит резервной площадкой смятия, вступающей в работу при перенапряжении края основной зоны местного смятия. Кроме того, в условиях местного перенапряжения торцовое вмятие твердых волокон летней древесины в мягкие волокна весенней древесины приводит к расклинивающему действию. Во избежание опасности -растрескивания торцовой зоны необходимо обеспечивать поперечное армирование стыкуемых концов стяжными болтами, а в безметальных конструкциях предусматривать оклеивание торцов тонкой водостойкой фанерой. В зоне, прилегающей к торцовому упору многослойных клееных элементов, должна быть обеспечена повышенная плотность склейки досок. В железобетонных опорных узлах предусматривается слегка вогнутая цилиндрическая форма сминаемой поверхности опоры, повышенная плотность бетона и косвенное армирование его стальными сетками. Между железобетоном и торцом деревянного элемента обеспечивается надежная гидроизоляция с помощью утепленной прокладки.

В сборно-разборных растянутых стыках и узловых соединениях рекомендуется применение шайб, т. е. стальных пластинок, обеспечивающих рассредоточенную передачу деревянному элементу усилия, сосредоточенно воспринимаемого шайбой от стального болта, тяжа, хомута и т. п. Рассредоточенная связь между шайбой и древесиной может осуществляться при помощи глухих нагелей малого диаметра, глухарей, шурупов и гвоздей или при помощи водостойких синтетических клеев. Ниже приведены краткие сведения по изготовлению и проектированию соединений на клеестальных шайбах, недостаточно освещенные в учебной и нормативной литературе.

Стальную шайбу приклеивают к высушенному и остроганному деревянному элементу в заводских условиях с применением кондукторных и обжимных приспособлений, нагревательных прокладок и измерительной аппаратуры, обеспечивающей контроль давления и температуры. В случае приклеивания стальной шайбы к бакелизированной фанере (ФБС) склеиваемую поверхность фанеры тщательно очищают от наружного слоя смоляного клея, которым пропитаны шпоны при склейке фанеры.

Поверхность стальной шайбы должна быть очищена от ржавчины и окалины пескоструйным аппаратом, обезжирена в горячем щелочном растворе, промыта водой, быстро просушена и покрыта тонким защитным клеевым подслоем жидкого клея БФ. Отверждение подслоя производится в сушильном шкафу с последовательным выдерживанием при t° = 60°С (1/4 часа), при t° = 90°С (1 час) и при t° = 140°С (1/2 часа).

Для приклеивания стальных шайб к элементам деревянных конструкций рекомендуются универсальные клеи БФ горячего отверждения, выпускаемые промышленностью (по ТУ МХП 1367—49) в виде спиртового раствора. Наилучшие результаты достигаются при использовании пленочных клеев БФ, из которых заранее почти полностью удалены летучие, мешающие образованию непрерывного монолитного клеевого шва.

Горячее приклеивание стальных шайб с помощью пленки БФ производят при температуре 140—145° С в течение 1 ч под давлением 10 кг/см² (для мягких древесных пород) или 15 кг/см² (для твердых пород и фанеры). Отверждение клеевого шва, образуемого пленкой толщиной 0,2—0,3 мм, обеспечивают контактным прогревом сквозь стальную шайбу, имеющую обычно небольшую толщину (3—10 мм). Контактные нагреватели прокладывают между плитой пресса и шайбой. Температуру контролируют с помощью плоских термопар, располагаемых в характерных точках между нагревателем и шайбой.

Конструированием и расчетом соединений на клеестальных шайбах (КСШ) обеспечивают по возможности равнопрочную работу клеевого шва на скалывание, болта на изгиб и болта и шайбы на смятие. При всех условиях обеспечивается прочное сопротивление болта на срез.