ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Работа болтов в дереве из "Расчет и конструирование планера " Узловые соединения в деревянных конструкциях осуществляются при помощи накладок (одной или двух), прикрепляемых к деревянным элементам при помощи болтов или заклепок. Прочность работающего в дереве болта связана с работой на изгиб, а не на срез, так как под действием нагрузки болт будет работать как балка на деформируемом основании (за счет смятия дерева). Следовательно, напряжения изгиба в болте будут зависеть от закона распределения давления по длине болта. [c.203] При длинном болте, работающем в дереве, будем иметь следующую картину. При малых нагрузках болт остается прямым и передает давление равномерно по всей своей длине. С увеличением нагрузки болт начинает изгибаться, и давление по длине болта начинает распределяться неравномерно максимальное давление смещается к концам болта. При дальнейшем увеличении нагрузки указанное явление становится более резким, и наступает момент, когда нагрузка по середине болта меняет свой знак. [c.203] Разрушение у такого соединения начинается с краев, когда давление у краев болта достигает разрушающего напряжения смятия дерева. При разрушении дерева у краев отверстий происходит перераспределение давлений, в результате чего в работу втягиваются соседние слои дерева, расположенные ближе к середине болта, и происходит дальнейшее разрушение. [c.203] Таким образом при расчете длинного болта, работающего в дереве, встретится ряд затруднений, связанных с вопросом распределения давления по длине болта. [c.203] Только в коротких болтах с отношением 1/(1 2,5 расчет можно вести по общим методам сопротивления материалов, т. е. в предположении, что давление по длине болта распределяется равномерно вплоть до разрушения. [c.203] Длинными болтами будем называть болты с отношением //с 4. Поэтому при определении разрушающих усилий для болтов, работающих в дереве (из условия смятия дерева), можно пользоваться графиками, полученными опытным путем. [c.203] Рассмотрим каждый из этих факторов в отдельности. При этом будем считать, что изгиб болта будет иметь значение только для распределения напряжений в дереве, а следовательно,и для величины напряжения смятия дерева, так как при изгибе болта раньше разрушится дерево. Поэтому поверку напряжений в болте от изгиба производить не будем. В дальнейшем будем рассматривать работу одного болта в соединении. Причем необходимо указать, что при совместной работе нескольких болтов нагрузка возрастает пропорционально числу работающих болтов, если отношение их диаметров в соединении не превосходит 2 1 однако это будет верно при условии, что количество болтов в ряду не превышает 6. [c.204] На прочность болтового соединения будет оказывать большое влияние затяжка гаек, но увеличение прочности соединения от затяжки гайки при расчете не учитывается. [c.204] Как уже указывалось, напряжение смятия будет распределяться неравномерно по длине болта. Максимальное напряжение получается у краев отверстий и минимальное будет по середине от- Т р верстия(фиг. 154). В практи- ке пользуются графиками, показывающими зависимость разрушающих нагрузок в функциях длины болта I и его диаметра й. [c.204] Смятие дерева под болтами характеризуют следующие факторы 1) характеристика болта, 2) свойства дерева и 3) характер нагрузки. [c.204] Ниже рассматривается влияние каждого из перечисленных факторов. [c.204] До определенного предела (примерно до / = 12 (I), после которого практически нагрузка, выдерживаемая болтом, не возрастает, так как увеличение площади = 1(1 за счет длины болта приводит к увеличению изгибающего момента, а следовательно, и прогиба болта, что вызывает уменьшение напряжения среза Оср. [c.205] Как мы уже видели, характер распределения нагрузки зависит от прогиба болта, а прогиб болта в свою очередь зависит от модуля упругости болта Е. Чем больше Е, тем ббльшую нагрузку болт может выдержать. Однако, если учесть, что для сталей, идущих на изготовление болтов, величина Е почти одинакова, то можно пользоваться результатами опытов, полученными для болтов одной марки стали и для других марок сталей. [c.205] Как уже указывалось, болт в дереве работает на изгиб, а не на срез, поэтому часто в болтовых соединениях дерева применяются пустотелые болты, либо трубчатые заклепки. [c.205] Естественно, что при равных внешних диаметрах полый болт слабее сплошного, однако характер их работы одинаков. Поэтому все положения, относящиеся к сплошным болтам, действительны и для полых. [c.205] На величину безопасной нагрузки, выдерживаемой болтом, будет влиять предел упругости дерева, а на величину разрушающего напряжения — временное сопротивление дерева на смятие. Эти величины зависят от механических свойств дерева. Так как механические свойства дерева различны по различным направлениям, то от направления нагрузки по отношению к волокнам будут зависеть и величины допускаемых и разрушающих напряжений. Максимальное напряжение / ср получается при на- 555 грузке вдоль волокон и минимальное — поперек. [c.205] Иногда в практике встречается тип крепления, показанный на фиг. 157, т. е. нагрузка образует некоторый угол 6 с кромкой деревянной детали. Расчет такого соединения производим на проекцию силы Р os б, как при односторонней нагрузке. [c.206] Расчет стандартных сплошных и полых болтов можно производить, пользуясь графиками (фиг. 158, 159 и 160). показывающими зависимость разрушающей нагрузки Рц на болт от его диаметра d и длины I (ширины бруса) при симметричной двусторонней нагрузке вдоль волокон. График фиг, 161 даст ту же зависимость силы Р, при нагрузке поперек волокон. При одностороннем нагружении величины разрушающих сил Р и Р равны половине величины усилий, приведенных на графиках. [c.206] В случае двусторонней несимметричной нагрузки расчет ведется как при одностороннем нагружении большей силой. Если рассчитывается болт, для которого нет данных на графиках, то пользуются диаграммами, приведенными на фиг, 162 и 163 первая построена для нагрузки вдоль волокон по относительным размерам болта l/d, вторая — для нагрузки поперек волокон. [c.206] Для значений sin ш и os р приведена диаграмма на фиг. 164. [c.210] Вернуться к основной статье