Соединение деревянных конструкций на болтах и стержнях. Соединение конструкций на скобах, хомутах и анкерах.

1. Соединение деревянных конструкций на болтах и стержнях.

Немаловажное значение при строительстве крыш имеют применяемые в работе материалы и крепёж. Что необходимо знать при подборе и покупке крепежа.

Нагелями называют гибкие стержни, препятствующие взаимному сдвигу соединяемых элементов и работающие в основном на изгиб. К стальным цилиндрическим нагелям относятся:

  • болты, шпильки, глухари;
  • гладкие цилиндрические стержни (штыри);
  • гвозди, саморезы, шурупы и т.п.

Для крепления изделий из дерева также используется крепёж, изготовленный из стали, который либо сам по себе, либо в комплекте с гвоздями представляет собой прочные и легко устанавливаемые соединения.

 

1.1. Соединение изделий из дерева на болтах.

Болты- это цилиндрические стальные стержни, как правило, с гайкой и резьбой, пронизывающие соединяемые деревянные элементы перпендикулярно их поверхности.

Силовые болтовые соединения должны иметь не менее 2 болтов диаметром не менее 12 мм и не более 24 мм (рис.1).

В целях уменьшения смятия древесины под гайкой ставится шайба из листовой стали, сторона которой определяется из условий работы её на изгиб и смятия древесины под шайбой.

Стальные болты с накидной гайкой для соединения изделий из дерева показаны на рис.1.

Типовые размеры болтов стальных с накидной гайкой для соединения изделий из дерева.
Типовые размеры болтов стальных с накидной гайкой для соединения изделий из дерева

1- стальной болт с резьбой и неподвижной гайкой; 2- гайка неподвижная; 3- гайка накидная; 4- резьба; 5- шайба круглая съёмная.

Практически сторона квадратной шайбы принимается равной 4,5d (где d- диаметр болта).

Размеры квадратных шайб принимаются по диаметру болтов согласно таблице 3.

Таблица 3: Сортамент рабочих и стяжных болтов.

п/ пДиаметр болтов (мм)Площадь сечения (см²)Вес, кгРазмеры квадратных шайб болтов (мм)
по стер-жню, dбрпо наре-зке, dнтпо стер-жню, Fбрпо наре-зке, Fнт1 пог. м бол-таодной гайкирабочих болтовстяжных болтов
ше-сти-гран-нойква-драт-нойраз-ме-ры, ммвес 1 шай-бы, кграз-ме-ры, ммвес 1 шай-бы, кг
123456789101112
164,7010,2830,1730,220,0040,00430х 30 х30,01--
286,3770,5050,3160,390,0080,00740х 40 х40,048--
3108,0510,7850,5090,620,0140,01450х 50 х50,095--
4129,7271,130,7440,890,0200,02160х 60 х60,16445х 45 х40,06
51613,42,011,4081,580,0520,05380х 80 х80,38655х 55 х40,088
62016,753,142,1822,470,0930,095100х 100 х100,76070х 70 х50,18
72420,14,5213,1653,550,1410,144120х 120 х121,34190х 90 х70,42
82723,15,7224,184,490,1820,187140х 140 х142,091100х 10 х80,591
93025,457,0655,065,550,2910,297160х 160 х152,93--
103630,8010,177,447,990,4960,506190х 190 х184,957--

Минимальные расстояния между болтами и минимальные удаления от кромок дерева устанавливаются с учётом допустимых напряжений скалывания древесины. О чём более подробно будет рассказано в следующих разделах сайта.

В капитальном строительстве, когда требуется надёжность и устойчивость конструкции, болты могут применяться только в том случае, когда с помощью спец. средств будет предотвращено возникновение сдвига в швах контакта (узел 33).

Например, могут быть использованы калиброванные отверстия, т.е. такие, когда диаметр отверстия равен диаметру болта, или же проведено последующее заполнение промежутка между стержнем болта и краями отверстия.

Узел соединения деревянных балок стяжными болтами показан на рис.2.

Узел соединения деревянных балок стяжными болтами.
Узел соединения деревянных балок стяжными болтами

Болты применяются в конструкциях, работающих на растяжение при подвеске строительных элементов (рис.2) и как ненесущие соединения в виде зажимных болтов.

 

1.2. Соединение на стержневых нагелях.

Стержневые нагели- это цилиндрические стальные стержни, как правило, без гайки и резьбы которые вгоняются в просверленные отверстия уменьшенного на 0,2…0,5 мм диаметра (рис.3 поз.6).

У стягивающих болтов под головкой (рис.3 поз.2) и гайкой (рис.3 поз.3) устанавливаются шайбы (рис.3 поз.3).

РЕКОМЕНДУЕТСЯ устанавливать по обе стороны большие и толстые шайбы.

Стержневой стяжной крепёж для соединения деревянных конструкций показан на рис.3.

Стержневой стяжной крепёж для деревянных конструкций.
Стержневой стяжной крепёж для деревянных конструкций

1- стяжной болт 12х260 мм; 2- шестигранная головка; 3-гайка; 4- метрическая резьба; 5- шайба; 6- стержневой нагель гладкий или с нарезными бороздками.

Применение стержневых нагелей имеет большое значение для несущих соединений, т.к. при нём можно не опасаться деформаций из-за выборки зазоров в отверстиях и ползучести конструкций.

Соединения с помощью стержневых нагелей позволяют добиться высоких показателей: при небольшой площади они могут воспринимать сравнительно большие нагрузки.

Их лучше всего применять для пакетов досок, а также для соединения со стальными элементами, находящимися внутри конструкции (узел- 35).

На рисунке узла 34 приведен вариант крепления конькового узла стропильной фермы. Брусчатые раскосы прикреплены к верхнему поясу 4 нагелями. В середине- стяжные болты. Верхние пояса стропил скреплены с коньковой подбалкой болтами.

Крепление конькового узла стропильной фермы стяжными болтами и нагелями показано на рис.4.

Крепление конькового узла стропильной фермы стяжными болтами и нагелями.
Крепление конькового узла стропильной фермы стяжными болтами и нагелями

1- верхний пояс стропил; 2- брусчатые раскосы; 3- коньковая подбалка; 4- крепление нагелями; 5- стяжные болты коньковой подбалки с верхним поясом стропил.

На эскизе узла 35 приведён вариант крепления двухветвевой стойки с одинарным ригелем. Такое крепление даёт практически жёсткое соединение двухветвевой стойки с одинарным ригелем с помощью расположенных по кольцу нагелей.

Стяжные болты обеспечивают плотность соединения и используются при монтаже стропильной системы и стеновых перегородок.

Узел крепления стержневыми нагелями ригеля на стойке показано на рис.5.

Узел крепления стержневыми нагелями ригеля на стойке.
Узел крепления стержневыми нагелями ригеля на стойке

1- ригель (балка); 2- парная стойка; 3- гвозди в 2 толщины доски; 4- стяжные болты.

В выше рассмотренных соединениях следует использовать не более 4-х стержней на соединение.

Минимальный диаметр стержневого нагеля 8 мм.

Глухие стальные цилиндрические нагели следует заглублять в древесину не менее, чем на 5 диаметров.

При использовании нагелей большого диаметра возможно появление трещин на концах соединяемых элементов, вызванное скалыванием древесины вдоль волокон.

Поэтому концевые расстояния принимают несколько больше, чем промежуточные.

 

 

2. Соединение конструкций на скобах, хомутах и анкерах.

Вспомогательные стальные крепёжные детали (скобы, хомуты, анкера и др.) ставят чаще всего в узлах для соединения деревянных элементов в период сборки и монтажа, для соблюдения проектных размеров конструкций и при их работе на незначительные усилия.

Стальные скобы ставят в узлах конструкций из брусьев или брёвен.

В зависимости от размеров сечений элементов и длины скоб диаметр их бывает 8…18 мм.

Стальные скобы для соединения элементов из брусьев или брёвен показаны на рис.6.

Стальные скобы для соединения элементов из брусьев или брёвен.
Стальные скобы для соединения элементов из брусьев или брёвен

1- скобы строительные прямые; 2- скобы строительные игловые.

Забивают скобы в древесину без просверливания отверстий с таким расчётом, чтобы место забивки не совпадало с сердцевинной частью деревянных элементов.

А расстояния от вершины угла скобы до центра заглубления скобы в конструкцию должны быть одинаковыми.

Расстояние от центра забивки скобы до торца элемента (S1) принимают такое же, как и для нагелей (см. раздел по установке нагелей).

Стальные скобы строительные для деревянных конструкций показаны в табл.7.

Таблица 7: Стальные скобы строительные для деревянных конструкций.

п/пЕд-ца измер.Размеры, мм
12345678910
1l/h150/70200/80250/90300/100
2d, мм8108108101012
3Масса, кг0,10,150,120,180,140,220,260,38
4l/h350/110400/120450/130500/140
5d, мм1012121612161618
6Масса, кг0,30,480,490,860,540,961,061,34

Узлы подвески и крепления деревянных балок стропил и перекрытий при помощи хомутов показаны на рис.7.

Узлы подвески и крепления балок на металлических хомутах.
Узлы подвески и крепления балок на металлических хомутах

1- продольные балки (стропила); 2- поперечная балка; 3- отделка вокруг коренника; 4- хомут; 5- гвозди.

Размеры хомутов для подвески и крепления деревянных балок показаны в табл.8.

Таблица 8: Размеры хомутов для подвески балок.

п/пЕд. изм.Размеры, мм
12345678910
1b, мм5050606060707070
2h, мм150180180200220200220240
3Масса, кг2,22,352,372,462,552,482,582,67

Развёртка хомута для раскроя металла показана на рис.8.

Развёртка хомута для раскроя металла.
Развёртка хомута для раскроя металла

Для крепления свесов кровли и стыка балок применяют Т-образные анкеры массой 2,19 кг.

Размеры Т-образных анкеров для крепления свесов кровли и стыка балок показаны на рис.9.

Размеры анкеров для крепления свесов кровли и стыка балок.
Размеры анкеров для крепления свесов кровли и стыка балок

Все вспомогательные стальные крепёжные детали (скобы, хомуты, анкера и др.) защищают от коррозии.

Выступающие металлические части защищают деревянными элементами.

Пока всё. Удачи!

Ссылка на нормы и стандарты

Работы по устройству крыш должны соответствовать требованиям СНиП РК 3.02-06-2002 "Крыши и кровли", СНиП II-26-76 "Кровли".

По несущей способности и нагрузкам конструкции крыш и кровли должны соответствовать СНиП 2.01.07 и выполняться в соответствии с указаниями СНиП 3.03.01-87 "Несущие и ограждающие конструкции".