РАСЧЕТ СОСТАВНЫХ ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИЙ С УЧЕТОМ ПОДАТЛИВОСТИ

На сегодняшний день проблема обеспечения прочности, жесткости, несущей способности узлов соединения деревянных конструкций является актуальной при проектировании и изготовлении деревянных конструкций [1]. В элементах конструкций, которые испытывают нагрузку на сжатие, применяют лобовые упоры, врубки, применяются дополнительные накладки, которые стягиваются болтами, для стабилизации работы соединения. При работе конструкции на растяжение предпочтительнее использовать соединение на механических связях. При этом необходимо помнить, что древесина в отличии от других строительных материалов имеет анатомические особенности, механические свойства древесины сильно отличаются от направления волокон. Сегодня основные узлы соединения деревянных элементов конструкций делят на две группы, основываясь на способах передачи усилий:

- соединения с применением механических связей;

- соединения с применением различных видов клеев.

К соединениям на гибких связах, которые работают на изгиб и выдёргивание, относят соединения, выполненные на гвоздях, шурупах, глухарях и т.д. «рис.1», которые получили достаточно широкое распространение из-за простой технологии как изготовления, так и монтажа конструкции.

Для механических связей в нагельных соединениях характерна нелинейная зависимость нагрузки и податливости самого стыка [2].

Рисунок 1. Варианты применяемых механических связей.

1 - деревянный нагель, 2 – применяемые болты, 3 – применяемые штифты, 4 – применяемые винты, 5 – самонарезающие шурупы, 6 –шуруп

Податливость – это способность связей давать возможность соединяемым элементам сдвигаться друг относительно друга.

Затронем тему нормативного регулирования расчета податливости деревянных конструкций, можно понять, что по действующим нормам проектирования деревянных конструкций [3, 4], расчет нагельных соединений деревянных элементов выполняют по экспериментально-теоретическому методу, разработанному в 1953 г. доктором технических наук, профессором В.М. Коченовым [5]. При проектировании таких конструкций ключевую роль играют коэффициенты податливости. Однако, определение этих коэффициентов является сложной задачей, осуществляемой экспериментальным путем. В результате таких измерений часто наблюдается значительный разброс значений, что, в свою очередь, может повлиять на точность расчетов и оптимальное использование материалов при проектировании деревянных конструкций.

Стоит отметить, что расчет податливости узлов соединяемых деревянных элементов действующими нормами не регламентируется. [6] Ввиду этого, жесткости связей рекомендуется определять для каждого характерного случая на основании экспериментальных исследований в соответствии с рекомендациями [7], также при определении жесткости можно руководствоваться справочными материалами зарубежных стандартов [8—12].