Лекции по деревянным конструкциям - часть 17

специальных  связей,  с  деревянными  связями,  с  металлическими  связями,  с 
клеевыми связями. 

Клеевые  соединения,  наиболее  прогрессивные  и  технологичные,  являются 

основными  соединениями  элементов  при  заводском  изготовлении  деревянных 
конструкций.  Соединения,  не  требующие  специальных  связей  (упоры  и  врубки), 
применяются  главным  образом  при  построечном,  изготовлении  деревянных 
конструкций.  Металлические  соединения  являются  универсальными  и  широко 
используются при обоих основных методах изготовления деревянных конструкций. 
Соединения  с  деревянными  связями  являются  устарелыми  типами  соединений, 
требующими  значительных  затрат  ручного  труда.  Они  применяются  редко  и 
только при построечном изготовлении деревянных конструкций. 

Все  соединения  деревянных  конструкций  являются  податливыми,  за 

исключением клеевых. Деформации в них образуются в результате неплотностей, 
возникающих  при  изготовлении,  от  усушки  и  смятия  древесины,  особенно 
поперек  волокон  и  изгиба  связей.  Величина  этих  деформаций  при  длительном 
действии  расчетных  нагрузок  в  соединениях,  где  древесина  работает  поперек 
волокон, принимается равной 3 мм, а во всех других случаях— 1,5—2 мм. 

В  большинстве  соединений  деревянных  конструкций,  кроме  клеевых,  в 

результате  действия  сжимающих  усилий  или  начального  обжима,  например  при 
постановке  болтов,  возникают  между  соединяемыми  элементами  силы  трения, 
которые  уменьшают  усилия  в  связях.  Однако  эти  силы  в  результате  возможной 
знакопеременности  усилий,  усушки  древесины  и  ослабления  начальных 
натяжений связей  могут  снизиться  до  нуля  и  поэтому  расчетом  не  учитываются. 
Они  учитываются  только  при  кратковременном  действии  сжатия  с 
коэффициентами  трения  пласти  по  пласти 0,2, торца  по  пласти 0,3 и  когда  они 
вызывают дополнительные напряжения с коэффициентом трения 0,6. 

Расчет  соединений  деревянных  конструкций  по  прочности  производят  на 

основе методики, изложенной в гл. 4. 

§ 2. Соединения без специальных связей 

Соединения  элементов,  в  которых  действуют  незначительные  усилия  или 

усилия  передаются  непосредственно  от  одного  элемента  к  другому,  не  требуют 
специальных  связей,  подлежащих  расчету.  К  таким  соединениям  относятся 
конструктивные врубки, лобовые упоры и лобовые врубки. 

Конструктивные  врубки  (рис. 1) являются  соединениями,  в  которых 

возникают усилия намного меньше их несущей способности, и они не нуждаются 
в  расчете.  В  деревянных  конструкциях  наибольшее  применение  находят 
конструктивные соединения в четверть, в шпунт, в полдерева и косой прируб. 

 

 
 

Соединение  в  четверть  представляет  собой  сплачивание  досок  кромками  по 

ширине,  для  чего  в  них  вырезаются  односторонние  пазы  глубиной,  несколько 
большей  половины  толщины,  в  которые  входят  образовавшиеся  выступы  кромок 
соседних  досок.  Обшивки  стен  из  досок,  соединенных  в  четверть,  препятствуют 
продуванию  стен  и  проникновению  атмосферных  осадков.  Сосредоточенные 
нагрузки в таких обшивках распределяются на две соседние доски. 

 

 

 
 
 

Рисунок 1 - Конструктивные врубки: 

а - врубка в полдерева; б - косой прируб; в - соединения в четверть; г 

- соединения в шпунт; - соединяемые элементы; 2 - стяжные болты 

Рисунок 2 - Лобовые упоры: 

а - продольные; б - поперечные;

 

в - наклонные;  

1 - стяжной болт; 2 - узловое крепление; 3 - опора; 4 -штырь 

Соединение  в  шпунт  представляет  собой  сплачивания  досок  или  брусьев 

кромками,  в  одной  из  которых  вырезаны  двусторонние  пазы,  в  другой - о д и н  
с р е д н и й  п а з   (шпунт),  равный  примерно  Уз  толщины,  в  который  входит 
образовавшийся выступ (гребень) соседней доски. Настилы из досок, соединены в 
шпунт,  препятствуют  просыпанию  засыпок,  и  сосредоточенные  нагрузки  на  них 
распределяются на ряд соседних досок. 

Врубка  в  полдерева  представляет  собой  соединение  концов  брусьев  или 

бревен с врезками до половины толщины под углом в одной плоскости, стянутых 
конструктивным  болтом.  Так  соединяются,  например,  концы  стропильных  ног  в 
коньке крыш. 

Косой  прируб  представляет  собой  продольное  сращивание  брусьев  или 

бревен  концами,  в  которых  сделаны  односторонние  наклонные  врезки  длиной, 
равной  удвоенной  высоте  сечения,  с  торцами,  равными 0,15 высоты  сечения.  Косые 
прирубы  стягиваются  конструктивными  болтами  и  применяются  для  соединения 
прогонов и балок по длине. 

Лобовые  упоры  (рис. 2) являются  наиболее  простыми  и  надежными 

соединениями, применяемыми в большинстве видов деревянных конструкций для 
крепления  сжатых  стержней.  Они  работают  и  рассчитываются  на  смятие, 
возникающее  в  них  от  действия  сжимающих  усилий.  На  растяжение  они 
работать  не  могут.  Лобовые  упоры  бывают  продольными,  поперечными  и 
наклонными. 

Продольный  лобовой  упор  -  это  соединение  обрезанного  под  прямым  углом 

конца сжатого стержня с опорой, диафрагмой узла или торца другого такого же 
стержня  в  сжатом  стыке.  В  стыке  упор  перекрывается  конструктивно 
двусторонними  накладками  толщиной  не  менее 

1

/

з

  толщины  стержней  и  длиной 

не  менее  трех  высот  сечений  на  болтах.  В  продольном  лобовом  упоре  древесина 
работает  на  смятие  вдоль  волокон  и  имеет  наиболее  высокое  расчетное 
сопротивление.  В  большинстве  случаев  напряжения  смятия  достигают 
значительной величины и требуют проверки по формуле (5.15) только в упорах, где 
на смятие работает только часть площади торца. 

Поперечный лобовой упор - это соединение двух стержней под прямым углом, 

когда  торец  сжатого  стержня  упирается  в  пласть  другого  и  закрепляется 
конструктивными  накладками  на  болтах.  Так,  например,  соединяются  стойки  с 
верхними и нижними элементами  каркаса.  В  этом  соединении  древесина  торца 
работает  на  смятие  вдоль  волокон,  а  древесина  пласти - поперек  волокон. 
Соединение  рассчитывается  только  по  меньшей  прочности  древесины  при 
местном смятии поперек волокон по формулам (5.13) и (5.15) в порядке. 

Наклонный  лобовой  упор  представляет  собой  соединение  двух  сжатых 

стержней под углом меньше прямого. При этом конец одного из них образуется 
под прямым углом. Так, например, соединяются подкосы с ригелями в подкосных 
конструкциях.  В  этом  соединении  площадь,  где  смятие  происходит  под  углом  к 
волокнам  древесины,  имеет  меньшее  сопротивление  смятию  и  должна  быть 
проверена  по  прочности  при  общем  смятии  под  углом  по  формулам (5.14) и 
(5.15).  Формула (5.14) может  быть  упрощена  путем  подстановки  значений 
расчетных сопротивлений смятию вдоль и поперек волокон: 





3

sin

22

,

6

1

13







cм

R

 

 

 

 

 

 

(1) 

Лобовая врубка с одним зубом является простым в изготовлении соединением 

двух  стержней  углом.  Она  применяется  главным  образом  для  соединения 
стержней  малопролетных  дерм  и  подкосных  систем  в  узлах  при  их  построечном 
изготовлении,  причем  один  из  врубаемый,  должен  быть  обязательно  сжат. 
Примером  лобовой  врубки  является  опорный  узел  треугольной  брусчатой 
малопролетной фермы (рис. 3). 

 

 

 
 
 
 
Врубаемый стержень верхнего пояса фермы частью обрезанного под прямым 

углом  и  срезанного  снизу  конца  «зубом»  вводится  во врезку  в  стержне  нижнего 
пояса и упирается в ее рабочую поверхность. Узкий 

клиновидный 

зазор 

исключает 

нежелательное 

сжатие 

нерабочих 

поверхностей врубки. Глубина врубки h

вр

 должна быть не более 

1

/з, а расстояние от 

ее  вершины  до  конца  нижнего  пояса  l

ск

 - не  менее 1,5 высоты  его  сечения  h  для 

получения достаточных площадей растяжения и скалывания. Врубка должна быть 
центрирована  по  осям  опоры,  верхнего  пояса  и  ослабленного  врубкой  сечения 
нижнего пояса, для того чтобы в этом сечении не возникло кроме растяжения еще и 
изгиба  от  эксцентриситета  растягивающего  усилия.  Врубка  стягивается 
дополнительно  наклонным  болтом,  перпендикулярным  верхнему  поясу  и 
называемым  аварийным.  Он  препятствует  расхождению  стержней  в  процессе 
монтажа  фермы  в  случае  возникновения  в  верхнем  поясе  растяжения.  При 
разрушении  врубки  от  скалывания  аварийный  болт  включается  в  работу  и 
предотвращает  опасность  внезапного  обрушения  фермы.  Опорная  подбалка, 
прибиваемая гвоздями, предохраняет нижний пояс от местного смятия на опоре и 
необходимости устройства в нем ослабляющей его врезки для шайбы аварийного 
болта. 

Лобовая  врубка  работает  и  рассчитывается  на  смятие  от  действия 

сжимающего  усилия  во  врубаемом  стержне  N  и  скалывание  от  действия 
горизонтальной  проекции  этого  усилия  Т,  равного  растягивающему  усилию  в 
нижнем поясе фермы. 

Смятие  древесины.  От  действия  сжимающего  усилия  N  по  площади  упора 

торца  сжатого  стержня  в  рабочую  поверхность  врезки  растянутого  возникают 

Рисунок 3 - Лобовая врубка: 

1 — аварийный болт; 2 — врубаемый элемент; 3 —опорный элемент; 4 

— гвозди;  5 — подбалка; 6 —опорная подкладка