Дерево какие соединения бывают

Лекция №3 соединения деревянных элементов

Размеры лесоматериалов (длина и сечения) ограничены, поэтому отдельно они могут быть применены только в виде стоек и балок невысокой несущей способности. Для создания большинства строительных конструкций деревянные элементы должны быть прочно и надежно соединены между собой. При помощи соединений ряд элементов соединяется по длине — сращивается, по ширине — сплачивается, связывается под углом узлами и прикрепляется к опорам — анкеруется.

Соединения являются наиболее ответственными деталями деревянных конструкций. При изготовлении многих соединений в элементах конструкций делают отверстия и врезки, ослабляющие их сечения и повышающие их деформативность. Разрушение деревянных конструкций начинается в большинстве случаев в соединениях. Деформативностью соединений объясняются повышенные прогибы деревянных конструкций. Таким образом, от правильного решения, расчета и изготовления соединений зависят прочность и деформативность конструкции в целом.

Анизотропия строения, малая прочность древесины при скалывании, растяжении поперек волокон и смятии являются причиной большой сложности и многообразия соединений конструкций из дерева.

Наиболее просто и надежно решаются конструкции соединений сжатых деревянных элементов, в которых усилия передаются непосредственно от элемента, к элементу и не требуется специальных рабочих связей. Более сложно решаются соединения изгибаемых элементов, в которых для передачи усилий требуются рабочие связи.

Наиболее сложно решаются соединения растянутых элементов. В них имеется опасность хрупкого разрушения древесины по ослабленным сечениям, а также в результате скалывания и растяжения поперек волокон. Применение в соединениях растянутых элементов податливо работающих связей уменьшает опасность их хрупкого разрушения. Сложность соединения растянутых деревянных элементов приводит их в ряде конструкций к замене металлическими.

По характеру работы все основные соединения деревянных конструкций могут быть разделены на следующие группы:

а) соединения без специальных связей, требующих расчета, — упоры и врубки;

б) соединения со связями, работающими на сжатие,— шпонками и колодками;

в) соединения со связями, работающими на изгиб, — нагелями-болтами, штырями, гвоздями, винтами, деревянными пластинками и штырями;

г) соединения со связями, работающими на растяжение, — болтами, гвоздями, винтами и хомутами;

д) соединения со связями, работающими на сдвиг, — клеевыми швами.

В связи с тем что одни и те же связи входят в разные группы, удобно изучать соединения деревянных конструкций в следующем порядке: соединения без 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.

Источник

Виды соединений деталей из древесины

Станкозавод предлагает станки, которые разделывают пиломатериалы на стандартные бруски, брусья и доски. Из этих материалов можно создавать разнообразные деревянные продукты, эстетический вид и прочность которых будет зависеть от того:

У видов столярных соединений древесины нет единой классификации, одно соединение может иметь несколько названий.

Виды соединений древесины

Можно выделить 5 групп соединений деревянных заготовок:

• Сращивание ― детали стыкуются торцами, удлиняя заготовку;
• Наращивание ― компоненты заготовки соединяются по вертикали, добавляя высоту изделию;
• Сплачивание ― путем скрепления добиваются нужной ширины;
• Вязка ― скрепление под углом. Бывают угловые концевые и угловые серединные соединения;
• Ящичные ― безгвоздевые угловые.

Разъемные соединения

Способ соединения деревянных деталей, позволяющий без вреда для составляющих разобрать конструкцию, подразумевает использование резьбовых соединений:

• Винтовых ― для сцепления используется винт;
• Болтовых ― применяется болт, шайба или гайка;
• Шпилечных ― винт врезается в одну деталь;
• Комбинированных ― сочетание нескольких видов.

Неразъемные соединения

Разобрать конструкцию на части, не повредив составляющие, не получится. Элементы скрепляются:

Сплачивание

Для придания составляющим конструкции нужного размера используются боковые соединения. Метод сплачивания используется для создания столешниц, пола, стен, кровли, разъемных корпусов и ящичков.

Волокна древесины у стыкуемых элементов должны располагаться параллельно.

Виды соединения деревянных конструкций:

• На гладкую фугу: доски обрабатывают клеем, сфуговывают и фиксируют до высыхания.
• На рейку. Изготавливается отдельно, вкладывается в подготовленные пазы стыковочных досок. Можно сделать видимой или прикрыть отделочным материалом.
• Вгонка: соединение паз в гребень или упрощенная форма ― стык в четверть.
• Вполдерева ― на составляющих вырезаются углубления, с помощью которые элементы можно пересекать в одной плоскости.
• С шкантами: к одной составляющей крепяться выступы, в другой делается углубление. Соединение отличается надежностью. Дополнительно можно усилить скобами.

Сращивание

Длина деревянных элементов увеличивается соединениями:

• Впритык ― бруски стыкуются под прямым углом на опоре, их плотно соединяют и скрепляют.
• Косой прируб ― концы деталей срезаны под углом, укрепляют гвоздями или штырями.
• Зубчатое клеевое ― наибольшая площадь склейки.
• Замок ― стыкуемые части брусков и досок выполняют в виде пазлов.

Сращивание на ус и стыковка бруса с прирезкой

Ус ― это скосы на стыкуемых под углом составляющих конструкции. Прирезка нужна, чтобы при сочленении компонентов не появлялся видимый зазор.

Угловые соединения

• Шиповые. Одинарный, двойной или тройной выступ входит в подготовленное углубление. Выемка бывает глухой ― открытой с одной стороны, сквозной ― доступ с двух сторон, проушиной ― с трех.
• Внакладку или вполдерева. У каждой из соединяющихся деталей вырезается выемка наполовину толщины, после чего одна деталь накладывается на другую. Укрепляется нагелями на клею.
• На шкантах ― крепление на дюбеля или шипы.
• На ус.
• Срединные или примыкающие ― конец одного бруска стыкуется с серединой другого.

• Сквозной шип ― используется для спрятанных частей конструкции, на лицевой стороне закрываются отделкой.
• Ласточкин хвост ― выпиливаются скошенные шипы и углубления.
• Сковородень ― дает прочность на стык и растяжение.

Соединения в проушину

Проушина ― выемка, доступная с трех сторон. Соединение позволяет скреплять детали под углами: короб выдерживает нагрузку на смещение, сжатие, изгиб.

Используется для угловых и т-образных пересечений, укрепляется нагелями или склеивается.

Угловое соединение на ус

Эстетически привлекательное, но не самое надежное соединение. Укрепляется шипами, шпонками, клеем. Торцы стыкующихся деталей обрезают под углом:

Торцевое соединение

Используют для наращивания высоты изделия. Крепления устойчивы к нагрузкам от деформации древесины.

Для сопротивления сжатию наращиваемые брусья должны обладать пазом и выступом с одинаковыми размерами. Накладная часть может быть прямой и косой. Укрепляется шипами, шурупами, гвоздями или клеевой фиксацией.

Для сопротивления изгибу накладки делают с косым или ступенчатым стыком.

Для сопротивления растяжению накладки и пазы производятся с фигурными вырезами ― замками. Такие крепления надежно сохраняют скрепление от расстыковки.

Соединение врубкой/врезкой

Врубка ― это вид соединения деревянных конструкций, подразумевающий углубление, вырезаемое на одной детали, к которому крепится торец другой. Используется в угловых концевых и срединных соединениях.

• В потемок или полупотемок ― углубление под простой или ступенчатый шип,
• Угловая в четверть или фальц,
• Угловая в потемок или полупотемок.

Соединение в паз и боковой гребень

По всей кромке одной составляющей выпиливается бороздка, по всей длине другой ― выемка. Используется для изготовления мебели, покрытия полов, окон и так далее.

Соединение в полдерева

Проверенный временем способ соединения деревянных деталей: в заготовках делаются углубления в половину их толщины. Срез бывает прямым или косым ― от этого будет зависеть предполагаемая нагрузка.

• Поперечное ― для перекрещивающихся деталей.
• Ласточкин хвост: к одной составляющей прикрепляется скошенный выступ, у другой выпиливается подходящее для такого шипа углубление.
• Угловое ― концы заготовок, сочленяясь, образуют угол 90º.
• Угловое на ус ― создается декоративная накладка.

Соединение шипом в гнездо

Используется для угловых стыков и пересекающихся брусков. Прочнейшее из рамных соединений.

• с простым шипом,
• со ступенчатым шипом ― полупотемок. Ступенька шипа заходит в специальное расширение паза и не дает шипу покинуть паз.

Гнезда бывают: глухие ― с углублением по заданному параметру и сквозные.

Склеивание и фиксация зажимами

Зажимы нужны для фиксации деталей на время склеивания. Между зажимом и заготовкой стоит размещать прокладку ― защиту от вмятин.

Чтобы собрать крепкую и долговечную конструкцию надо:

• выбрать качественные пиломатериалы,
• определить подходящий способ соединения деревянных деталей,
• с максимальной точностью сделать опиловку стыковочных элементов,
• аккуратно склеить заготовки.

Источник