Деревянные бруски особенности и типы соединений

ТехЛиб СПБ УВТ

Библиотека Санкт-Петербургского университета высоких технологий

Соединения деревянных конструкций: общие сведения

1. Конструкции соединений деревянных конструкций прошли путь от простейших видов (врубки) до сложных современных видов (нагельные пластинки, вклеенные стержни) и продолжают совершенствоваться. Вопросы конструктивных решений соединений и их теоретического обоснования по-прежнему актуальны, поскольку именно на стыки деревянных конструкций приходится значительная доля затрат материалов и труда.

Вследствие ограниченности размеров дерева создание из него строительных конструкций больших пролетов или высоты невозможно без соединения отдельных элементов. Соединения деревянных элементов для увеличения поперечного сечения конструкции называют сплачиванием, а для увеличения их продольной длины — сращиванием, под углом и прикрепление к опорам – анкеровкой.

Увеличение заготовок по длине называется сращиванием. Увеличение заготовок по сечению называется сплачиванием. Соединения деревянных конструкций классифицируют по различным признакам. Например, по виду работы элемента и работы самой связи (соединения на растянутых связях, соединения на податливых связях).

По характеру работы все основные соединения делятся на:

• без специальных связей (лобовые упоры, врубки);
• со связями, работающими на сжатие (шпонки колодки);
• со связями, работающими на изгиб (болты, стержни, гвозди, винты, пластинки);
• со связями, работающими на растяжение (болты, винты, хомуты);
• со связями, работающими на сдвиг-скалывание (клеевые швы).

По характеру работы соединений деревянных конструкций делятся на податливые и жесткие. Податливые изготавливаются без применения клеев. Деформации в них образуются в результате неплотностей.

Принято различать три группы соединений деревянных конструкций:

1. Контактные соединения (без использования рабочих механических связей: врубки и другие соединения «впритык»)
2. Соединения с использованием механических связей (нагельные: болтовые, гвоздевые; шпоночные, соединения на шайбах, нагельных пластинках и т.п.)
3. Клеевые соединения и соединения комбинированного типа

Требования к соединениям

1. Надежность. В частности, рекомендуется сводить к минимуму неблагоприятные (ненадежные) виды работы древесины в соединениях (работа древесины на скалывание, смятие поперек волокон, растяжение поперек волокон). С понятием надежности тесно связан так называемый принцип дробности: «чем мельче связи и чем их больше, тем выше надежность соединения». Другими словами, десять болтов маленького диаметра предпочтительнее одного болта при одинаковых затратах металла, так как в первом случае древесина работает в основном на смятие («надежный» вид работы древесины), а во втором случае — на сдвиг («ненадежный» вид работы древесины)

2. Прочность. В частности, стремление к равнопрочности с основной частью конструкции, к отсутствию ослаблений (отверстия) в сечении.

3. Снижение трудоемкости при изготовлении и монтаже конструкций (технологичность)

4. Деформативность. Например, в контактных соединениях величина предельной деформации смятия ограничена

Работа древесины в соединениях. Виды работы древесины на смятие поперек и под углом к волокнам, а также на скалывание относятся к неблагоприятным. Именно эти виды работы древесины сопровождают работу соединений и именно они чаще всего являются прямой или косвенной причиной отказа конструкции.

Смятие. Работа древесины на смятие поперек и под углом к волокнам характеризуется повышенной деформативностью и низкой прочностью. Диаграмма «сила — деформация» при смятии древесины поперек волкон отражает эффект сплющивания трубчатообразных клеток древесины. Различают три вида смятия:

• n смятие по всей поверхности (R _см = 1,8 МПа, самый неблагоприятный вид смятия)
• n смятие на части длины
• n смятие на части поверхности (под шайбами) (R _см = 4 МПа)

Увеличение прочности в последнем случае объясняется подкрепляющим влиянием окружающих площадку смятия волокон древесины.

Основные эмпирические зависимости при смятии.

Зависимость сопротивления от угла между направлением силы и направлением волокон древесины

Зависимость сопротивления от длины площадки смятия

Скалывание. Работа древесины на скалывание (сдвиг) характеризуется низкой прочностью и хрупким характером разрушения. В «чистом» виде скалывание практически не встречается. Обычно этот вид напряженного состояния комбинируется с другими (растяжение и сжатие поперек волокон).

Различают два вида скалывания: скалывание одностороннее и скалывание двустороннее. В первом случае прочность меньше, поскольку выше степень неравномерности распределения напряжений. В расчетах условно принимают равномерное распределение напряжений по длине площадки сдвига. Поэтому вводят понятие «среднее значение сопротивления сдвигу»

Формула отражает физическую сущность явления скалывания: коэффициент b учитывет вид скалывания, а отношение L/e учитывает влияние нормальных напряжений, сопутствующих скалыванию. R_ск,ср — сопротивление скалыванию при равномерном распределении касательных напряжений.

Зависимость сопротивления скалыванию от угла между направлением силы и направлением волокон древесины имеет вид:

Рекомендуемые разновидности соединений элементов деревянных конструкций

В конструкциях, изготовляемых в заводских условиях

В конструкциях, изготовляемых с применением облегченных средств механизации.

Деревянные бруски: особенности и типы соединений

Бруски из дерева – это один из наиболее распространенных видов пиломатериала, который имеет широкое применение в строительстве и производстве деревянных конструкций. В статье мы рассмотрим разновидности и способы соединения бруса, а также выясним, можно ли крепить гипсокартон на деревянные бруски.

Размеры деревянных брусков бывают весьма разнообразными.

Особенности бруса

Разновидности и размеры

На фото – различные виды клееного бруса.

Деревянным брусом называют пиломатериал с правильными прямоугольными формами сечения. В терминологии ГОСТ существуют различия между брусом и бруском. Так, брусом называется пиломатериал со стороной 100 мм и более, а брусок может иметь толщину до 100 мм и ширину, превышающую толщину не более чем вдвое.

Брус производят путем обтесывания бревна или путем склейки ламелей. Ламели – это доски, из которых собирают брусья нужного сечения.

Круглые бревна обтесывают для получения прямоугольного или квадратного профиля.

Брусок обычно производят из досок путем их распиловки по длине. Если хотя бы одна пласть или обе кромки изделия обработаны строганием, тогда оно называется строганым. Брус в зависимости от количества обработанных плоскостей может быть двухкантным, трехкантным и четырехкантным.

Если материал обработан и высушен до заданных размеров и показателей влажности, тогда он называется калиброванным. Пиломатериал может производиться из лиственных и хвойных пород древесины.

Вот что можно сделать из деревянных брусков при наличии навыков.

Для бруска из хвойных пород характерны такие размеры: 16, 19, 22, 25, 32, 40, 44, 50, 60 и 75 мм по ширине и толщине. Длина может колебаться от одного метра до шести с половиной с шагом в 250 мм.

Вагонка для отделки стен и бруски для обрешетки.

Для лиственных пород характерны такие размеры: 19, 22, 25, 32, 40, 45, 50, 60, 70, 80, 90 и 100 мм по ширине и толщине.

Длина колеблется от 0.5 до 6.5 м с шагом 10 см, для мягких лиственных пород при длинах от 2 до 6.5 метров шаг увеличивается до 25 см.

Сечение может иметь форму квадрата, прямоугольника или представлять собой фигурный профиль. Профилированный пиломатериал получил большую популярность при строительстве деревянных домов, так как позволяет создавать более плотные соединения.

Профилирование повышает качество соединений при строительстве стен.

Важно!
Соединение деревянных брусков с профилированным сечением является более надежным и плотным.

Способы соединения

Крепление деревянных брусков между собой вполдерева под углом 90˚.

Чтобы понимать, как соединить деревянные детали правильно, следует знать о существующих способах их вязки.

Применяются такие виды соединений:

• По ширине . Применяется соединение в паз и гребень, в «ласточкин хвост», на гладкую фугу, в четверть, на рейку, путем вклейки рейки в торец, путем вклейки шпонки. Все эти способы применяются при сборке щитов, полов, стен, облицовочных покрытий и т.п.;
• По длине . Здесь наиболее популярны такие виды креплений, как впритык, в четверть, на рейку, «на ус», в паз и гребень, в замок, косым прирубом, на клеевое зубчатое соединение. Чаще всего эти способы применяются при строительстве обвязок, каркасов, мауэрлатов и подобных сооружений;
• Угловое . Применяется соединение вполдерева, в полулапу, шиповое и угловое.
• Крестообразное . В случае крестового пересечения деталей применяют сочленение в полдерева, в треть дерева, в четверть, с зарубкой одного из брусьев. Чаще всего используется при производстве оконных переплетов, оснований, подставок;
• По высоте . Такое сочленение еще называют наращиванием. Бывает наращивание впритык со сквозным гребнем или с потайным шипом, вполдерева с креплением хомутами, болтами, полосовой сталью, впритык с накладками, наращивание косым прирубом с креплением болтами.

Изготовление паза для врубки своими руками.

Важно!
Очень распространено шиповое сращивание.
Шип может быть вырезан на торце, может представлять собой рейку, а может иметь форму круглого шканта или нагеля.

Применение

Что можно сделать из бруска дерева – зависит только от вашей фантазии.

Деревянные брусья применяются в самых разных отраслях строительства и производства. Вот только некоторые из них:

Деревянные бруски: особенности и типы соединений

Бруски из дерева – это один из наиболее распространенных видов пиломатериала, который имеет широкое применение в строительстве и производстве деревянных конструкций. В статье мы рассмотрим разновидности и способы соединения бруса, а также выясним, можно ли крепить гипсокартон на деревянные бруски.

Размеры деревянных брусков бывают весьма разнообразными.

Особенности бруса

Разновидности и размеры

На фото – различные виды клееного бруса.

Деревянным брусом называют пиломатериал с правильными прямоугольными формами сечения. В терминологии ГОСТ существуют различия между брусом и бруском. Так, брусом называется пиломатериал со стороной 100 мм и более, а брусок может иметь толщину до 100 мм и ширину, превышающую толщину не более чем вдвое.

Брус производят путем обтесывания бревна или путем склейки ламелей. Ламели – это доски, из которых собирают брусья нужного сечения.

Круглые бревна обтесывают для получения прямоугольного или квадратного профиля.

Брусок обычно производят из досок путем их распиловки по длине. Если хотя бы одна пласть или обе кромки изделия обработаны строганием, тогда оно называется строганым. Брус в зависимости от количества обработанных плоскостей может быть двухкантным, трехкантным и четырехкантным.

Если материал обработан и высушен до заданных размеров и показателей влажности, тогда он называется калиброванным. Пиломатериал может производиться из лиственных и хвойных пород древесины.

Вот что можно сделать из деревянных брусков при наличии навыков.

Для бруска из хвойных пород характерны такие размеры: 16, 19, 22, 25, 32, 40, 44, 50, 60 и 75 мм по ширине и толщине. Длина может колебаться от одного метра до шести с половиной с шагом в 250 мм.

Вагонка для отделки стен и бруски для обрешетки.

Для лиственных пород характерны такие размеры: 19, 22, 25, 32, 40, 45, 50, 60, 70, 80, 90 и 100 мм по ширине и толщине.

Длина колеблется от 0.5 до 6.5 м с шагом 10 см, для мягких лиственных пород при длинах от 2 до 6.5 метров шаг увеличивается до 25 см.

Сечение может иметь форму квадрата, прямоугольника или представлять собой фигурный профиль. Профилированный пиломатериал получил большую популярность при строительстве деревянных домов, так как позволяет создавать более плотные соединения.

Профилирование повышает качество соединений при строительстве стен.

Важно!
Соединение деревянных брусков с профилированным сечением является более надежным и плотным.

Способы соединения

Крепление деревянных брусков между собой вполдерева под углом 90˚.

Чтобы понимать, как соединить деревянные детали правильно, следует знать о существующих способах их вязки.

Применяются такие виды соединений:

• По ширине . Применяется соединение в паз и гребень, в «ласточкин хвост», на гладкую фугу, в четверть, на рейку, путем вклейки рейки в торец, путем вклейки шпонки. Все эти способы применяются при сборке щитов, полов, стен, облицовочных покрытий и т.п.;
• По длине . Здесь наиболее популярны такие виды креплений, как впритык, в четверть, на рейку, «на ус», в паз и гребень, в замок, косым прирубом, на клеевое зубчатое соединение. Чаще всего эти способы применяются при строительстве обвязок, каркасов, мауэрлатов и подобных сооружений;
• Угловое . Применяется соединение вполдерева, в полулапу, шиповое и угловое.
• Крестообразное . В случае крестового пересечения деталей применяют сочленение в полдерева, в треть дерева, в четверть, с зарубкой одного из брусьев. Чаще всего используется при производстве оконных переплетов, оснований, подставок;
• По высоте . Такое сочленение еще называют наращиванием. Бывает наращивание впритык со сквозным гребнем или с потайным шипом, вполдерева с креплением хомутами, болтами, полосовой сталью, впритык с накладками, наращивание косым прирубом с креплением болтами.

Изготовление паза для врубки своими руками.

Важно!
Очень распространено шиповое сращивание.
Шип может быть вырезан на торце, может представлять собой рейку, а может иметь форму круглого шканта или нагеля.

Применение

Что можно сделать из бруска дерева – зависит только от вашей фантазии.

Деревянные брусья применяются в самых разных отраслях строительства и производства. Вот только некоторые из них:

ТехЛиб СПБ УВТ

Библиотека Санкт-Петербургского университета высоких технологий

Соединения деревянных конструкций: общие сведения

1. Конструкции соединений деревянных конструкций прошли путь от простейших видов (врубки) до сложных современных видов (нагельные пластинки, вклеенные стержни) и продолжают совершенствоваться. Вопросы конструктивных решений соединений и их теоретического обоснования по-прежнему актуальны, поскольку именно на стыки деревянных конструкций приходится значительная доля затрат материалов и труда.

Вследствие ограниченности размеров дерева создание из него строительных конструкций больших пролетов или высоты невозможно без соединения отдельных элементов. Соединения деревянных элементов для увеличения поперечного сечения конструкции называют сплачиванием, а для увеличения их продольной длины — сращиванием, под углом и прикрепление к опорам – анкеровкой.

Увеличение заготовок по длине называется сращиванием. Увеличение заготовок по сечению называется сплачиванием. Соединения деревянных конструкций классифицируют по различным признакам. Например, по виду работы элемента и работы самой связи (соединения на растянутых связях, соединения на податливых связях).

По характеру работы все основные соединения делятся на:

• без специальных связей (лобовые упоры, врубки);
• со связями, работающими на сжатие (шпонки колодки);
• со связями, работающими на изгиб (болты, стержни, гвозди, винты, пластинки);
• со связями, работающими на растяжение (болты, винты, хомуты);
• со связями, работающими на сдвиг-скалывание (клеевые швы).

По характеру работы соединений деревянных конструкций делятся на податливые и жесткие. Податливые изготавливаются без применения клеев. Деформации в них образуются в результате неплотностей.

Принято различать три группы соединений деревянных конструкций:

1. Контактные соединения (без использования рабочих механических связей: врубки и другие соединения «впритык»)
2. Соединения с использованием механических связей (нагельные: болтовые, гвоздевые; шпоночные, соединения на шайбах, нагельных пластинках и т.п.)
3. Клеевые соединения и соединения комбинированного типа

Требования к соединениям

1. Надежность. В частности, рекомендуется сводить к минимуму неблагоприятные (ненадежные) виды работы древесины в соединениях (работа древесины на скалывание, смятие поперек волокон, растяжение поперек волокон). С понятием надежности тесно связан так называемый принцип дробности: «чем мельче связи и чем их больше, тем выше надежность соединения». Другими словами, десять болтов маленького диаметра предпочтительнее одного болта при одинаковых затратах металла, так как в первом случае древесина работает в основном на смятие («надежный» вид работы древесины), а во втором случае — на сдвиг («ненадежный» вид работы древесины)

2. Прочность. В частности, стремление к равнопрочности с основной частью конструкции, к отсутствию ослаблений (отверстия) в сечении.

3. Снижение трудоемкости при изготовлении и монтаже конструкций (технологичность)

4. Деформативность. Например, в контактных соединениях величина предельной деформации смятия ограничена

Работа древесины в соединениях. Виды работы древесины на смятие поперек и под углом к волокнам, а также на скалывание относятся к неблагоприятным. Именно эти виды работы древесины сопровождают работу соединений и именно они чаще всего являются прямой или косвенной причиной отказа конструкции.

Смятие. Работа древесины на смятие поперек и под углом к волокнам характеризуется повышенной деформативностью и низкой прочностью. Диаграмма «сила — деформация» при смятии древесины поперек волкон отражает эффект сплющивания трубчатообразных клеток древесины. Различают три вида смятия:

• n смятие по всей поверхности (R _см = 1,8 МПа, самый неблагоприятный вид смятия)
• n смятие на части длины
• n смятие на части поверхности (под шайбами) (R _см = 4 МПа)

Увеличение прочности в последнем случае объясняется подкрепляющим влиянием окружающих площадку смятия волокон древесины.

Основные эмпирические зависимости при смятии.

Зависимость сопротивления от угла между направлением силы и направлением волокон древесины

Зависимость сопротивления от длины площадки смятия

Скалывание. Работа древесины на скалывание (сдвиг) характеризуется низкой прочностью и хрупким характером разрушения. В «чистом» виде скалывание практически не встречается. Обычно этот вид напряженного состояния комбинируется с другими (растяжение и сжатие поперек волокон).

Различают два вида скалывания: скалывание одностороннее и скалывание двустороннее. В первом случае прочность меньше, поскольку выше степень неравномерности распределения напряжений. В расчетах условно принимают равномерное распределение напряжений по длине площадки сдвига. Поэтому вводят понятие «среднее значение сопротивления сдвигу»

Формула отражает физическую сущность явления скалывания: коэффициент b учитывет вид скалывания, а отношение L/e учитывает влияние нормальных напряжений, сопутствующих скалыванию. R_ск,ср — сопротивление скалыванию при равномерном распределении касательных напряжений.

Зависимость сопротивления скалыванию от угла между направлением силы и направлением волокон древесины имеет вид:

Рекомендуемые разновидности соединений элементов деревянных конструкций

В конструкциях, изготовляемых в заводских условиях

В конструкциях, изготовляемых с применением облегченных средств механизации.

ТехЛиб СПБ УВТ

Библиотека Санкт-Петербургского университета высоких технологий

Соединения деревянных конструкций: общие сведения

1. Конструкции соединений деревянных конструкций прошли путь от простейших видов (врубки) до сложных современных видов (нагельные пластинки, вклеенные стержни) и продолжают совершенствоваться. Вопросы конструктивных решений соединений и их теоретического обоснования по-прежнему актуальны, поскольку именно на стыки деревянных конструкций приходится значительная доля затрат материалов и труда.

Вследствие ограниченности размеров дерева создание из него строительных конструкций больших пролетов или высоты невозможно без соединения отдельных элементов. Соединения деревянных элементов для увеличения поперечного сечения конструкции называют сплачиванием, а для увеличения их продольной длины — сращиванием, под углом и прикрепление к опорам – анкеровкой.

Увеличение заготовок по длине называется сращиванием. Увеличение заготовок по сечению называется сплачиванием. Соединения деревянных конструкций классифицируют по различным признакам. Например, по виду работы элемента и работы самой связи (соединения на растянутых связях, соединения на податливых связях).

По характеру работы все основные соединения делятся на:

• без специальных связей (лобовые упоры, врубки);
• со связями, работающими на сжатие (шпонки колодки);
• со связями, работающими на изгиб (болты, стержни, гвозди, винты, пластинки);
• со связями, работающими на растяжение (болты, винты, хомуты);
• со связями, работающими на сдвиг-скалывание (клеевые швы).

По характеру работы соединений деревянных конструкций делятся на податливые и жесткие. Податливые изготавливаются без применения клеев. Деформации в них образуются в результате неплотностей.

Принято различать три группы соединений деревянных конструкций:

1. Контактные соединения (без использования рабочих механических связей: врубки и другие соединения «впритык»)
2. Соединения с использованием механических связей (нагельные: болтовые, гвоздевые; шпоночные, соединения на шайбах, нагельных пластинках и т.п.)
3. Клеевые соединения и соединения комбинированного типа

Требования к соединениям

1. Надежность. В частности, рекомендуется сводить к минимуму неблагоприятные (ненадежные) виды работы древесины в соединениях (работа древесины на скалывание, смятие поперек волокон, растяжение поперек волокон). С понятием надежности тесно связан так называемый принцип дробности: «чем мельче связи и чем их больше, тем выше надежность соединения». Другими словами, десять болтов маленького диаметра предпочтительнее одного болта при одинаковых затратах металла, так как в первом случае древесина работает в основном на смятие («надежный» вид работы древесины), а во втором случае — на сдвиг («ненадежный» вид работы древесины)

2. Прочность. В частности, стремление к равнопрочности с основной частью конструкции, к отсутствию ослаблений (отверстия) в сечении.

3. Снижение трудоемкости при изготовлении и монтаже конструкций (технологичность)

4. Деформативность. Например, в контактных соединениях величина предельной деформации смятия ограничена

Работа древесины в соединениях. Виды работы древесины на смятие поперек и под углом к волокнам, а также на скалывание относятся к неблагоприятным. Именно эти виды работы древесины сопровождают работу соединений и именно они чаще всего являются прямой или косвенной причиной отказа конструкции.

Смятие. Работа древесины на смятие поперек и под углом к волокнам характеризуется повышенной деформативностью и низкой прочностью. Диаграмма «сила — деформация» при смятии древесины поперек волкон отражает эффект сплющивания трубчатообразных клеток древесины. Различают три вида смятия:

• n смятие по всей поверхности (R _см = 1,8 МПа, самый неблагоприятный вид смятия)
• n смятие на части длины
• n смятие на части поверхности (под шайбами) (R _см = 4 МПа)

Увеличение прочности в последнем случае объясняется подкрепляющим влиянием окружающих площадку смятия волокон древесины.

Основные эмпирические зависимости при смятии.

Зависимость сопротивления от угла между направлением силы и направлением волокон древесины

Зависимость сопротивления от длины площадки смятия

Скалывание. Работа древесины на скалывание (сдвиг) характеризуется низкой прочностью и хрупким характером разрушения. В «чистом» виде скалывание практически не встречается. Обычно этот вид напряженного состояния комбинируется с другими (растяжение и сжатие поперек волокон).

Различают два вида скалывания: скалывание одностороннее и скалывание двустороннее. В первом случае прочность меньше, поскольку выше степень неравномерности распределения напряжений. В расчетах условно принимают равномерное распределение напряжений по длине площадки сдвига. Поэтому вводят понятие «среднее значение сопротивления сдвигу»

Формула отражает физическую сущность явления скалывания: коэффициент b учитывет вид скалывания, а отношение L/e учитывает влияние нормальных напряжений, сопутствующих скалыванию. R_ск,ср — сопротивление скалыванию при равномерном распределении касательных напряжений.

Зависимость сопротивления скалыванию от угла между направлением силы и направлением волокон древесины имеет вид:

Рекомендуемые разновидности соединений элементов деревянных конструкций

В конструкциях, изготовляемых в заводских условиях

В конструкциях, изготовляемых с применением облегченных средств механизации.