Как сращивать брус по длине

В этом материале Вы узнаете, как сращивать брус по длине. Ни для кого не секрет, что для изделий, используемых без нагрузки, с нагрузкой на растяжение, сжатие и изгиб используются различные способы сращивания. Мы познакомим Вас более детально с каждым из них, в результате чего Вы узнаете, как сделать прочное и красивое соединение.

Как сращивать брус по длине: основные моменты

Сращивание бруса по длине без нагрузки

Как уже было сказано, это самый простой вариант. Ярким примером является венец стены из бруса. Единственное требование к фиксации – оно ни в коем случае не должно продуваться. Уточним: точки сращивания обязательно должны смещаться от венца к венцу, иначе механическая прочность будет недостаточной.

• Соединение в полдерева (самое элементарное решение). Каждая из составляющих деталей вырезается на половину толщины, причем длина сращивания ни в коем случае не должна быть меньше от поперечного размера бруса. Плотные соединения обеспечиваются прокладкой утеплителя (обычно, джутовой ленты). Часто соединение делается вертикальным, что исключает вероятность продувания.

• Соединение с коренным шипом (несколько сложнее). На одной из деталей вырезается шип, имеющий размер в 1/3 толщины бруса, на второй делается соответствующий паз.

• Соединение шпонкой. Еще один эффективный способ сращивания венца. Пазы выбираются на двух брусьях; после укладки венца вбивается деревянная шпонка.

Сращивание бруса по длине – нагрузка на сжатие

Такой тип нагрузки характерен для разных колон и строек. Здесь перед строителем возникает сразу две задачи:

• Исключить увеличение сечения детали.
• Избежать взаимного смещения разных элементов конструкции.

Чтобы достигнуть вышеперечисленных целей на торцах бруса делается замок.

Первый вариант замка сильно напоминает соединение в половину дерева. Но скосы на торцах существенно меняют его свойства. В результате, увеличенная нагрузка на сжатие только усиливает конструкцию.

Еще одно решение – косой натяжной замок, заинтересует тех, что исключает вероятность рассоединения деталей во время растягивающей нагрузки. К примеру, это полезно для опоры навеса, имеющего высокую парусность.

Более того, элементы, которые образуют колонну, могут фиксироваться шипованным соединением. В таком случае наращивание бруса всегда начинается с нарезки на нем косых шипов. После чего детали садятся на клей. Высокая прочность склеивания достигается прессованием соединения и большой площадью поверхности шипов.

Нагрузка на растяжение и изгиб

Стоит отметить, что нагрузки на растяжение для деревянных конструкций – это скорей исключение, чем правило. Специфика эксплуатации заставляет разделить технологии сращивания бруса по длине в зависимости от того, что именно за элемент изготавливается.

Открытые балки

Для деревянного строительства они довольно типичны. Специфика здесь точно такая же, что и в случае колонн: фиксация ни в коем случае не должна увеличивать сечение балки.

Исключить рассоединение брусьев во время нагрузки на растяжение позволяет прямой накладкой замок. Косой накладкой замок перекладывает эту функцию на другие крепежные элементы – болты и шпильки. Они стягивают половины замка в одной точке, по центру. Для дополнительной фиксации применяется клей.

Прогоны, стропила

Здесь картина совершенно отличается: во время эксплуатации стропильная система скрыта от глаз обитателей дома. По этой причине здесь допустимы разные способы сращивания, которые увеличивают сечение бруса.

• Обычное соединение внахлест подразумевает, что брус имеет небольшую толщину (что типично для стропил). Длина нахлеста должна быть втрое больше ширины доски или бруса. Для фиксации применяются шпильки или болты.

• Сращивание встык также практикуется, но с усилением соединения боковыми накладками, которые могут быть сделаны из толстой фанеры или доски; могут применяться и перфорированные пластины, состоящие из оцинкованной стали.

Как выполнить соединение своими руками, которое будет красивым и прочным? Сама методика нами была досконально изучена: на торцах деталей формируются шипы фрезерованием, затем они склеиваются встык.

Внимание! Прессование обязательно, и на него должно отводиться не меньше 5-6 секунд. После этого детали надежно фиксируются в неподвижном положении на весь период высыхания клея.

Но результат во многом зависит от многих нюансов:

• Брусок подбирается по текстуре и цвету.
• Порода древесины обязательно должна быть одинаковой. Показатель влажности может отличаться в пределах 3%.
• Дефекты на сращиваемых элементах размещаются только с тыльной стороны.
• Между склеиванием и нарезкой шипов должно пройти не больше суток. Иначе неравномерная сушка скажется на качестве клеевого шва и точности подгонки шипов.
• Выдавившиеся во время прессования излишки клея немедленно удаляются. После его высыхания выполнить очистку детали будет гораздо сложнее.

Выводы

Надеемся, что наши рекомендации окажутся полезными Вашему читателю в отделке или строительстве дома. Дополнительную информацию можно посмотреть из видео, представленных в нашей статье. Желаем успехов!

Возможно Вам будет также интерестно:

Стык бруса по длине

Сращивание бруса между собой по длине: обзор видов

При строительстве загородных домов, дач, бань люди всегда предпочитали дерево. Этот природный материал не выделяет вредных веществ, дышит, но бережёт тепло, при правильной обработке не уступает в прочности и долговечности кирпичу и пеноблокам. Раньше срубы считались дорогостоящей редкостью, доступной немногим. Но деревообрабатывающее производство быстро развивается, и клееный или профилированный брус, наравне с круглыми бревнами, стал одним из самых доступных материалов для строительства. В соответствии с нормативными документами выпускают его различных сечений и длиной 6м. Но стены домов обычно проектируют длиннее. Поэтому знания, как можно выполнить сращивание бруса по длине, всегда актуальны для любого строителя.

Конечно, на производстве есть возможность выполнить брус любого типоразмера под заказ, но он будет стоить намного дороже стандартного. Поэтому на такой случай придумано несколько надёжных способов соединения деревянных брусьев между собой по длине.

Методы сращивания брусьев по длине различают по степени надежности и сложности исполнения. Некоторые из них под силу только опытным столярам. Но они долговечнее тех, что сможет выполнить любитель.

Самые простые способы, не требующие виртуозной точности, называются «в пол дерева» и прикладывание. Срастить брусья с их помощью можно легко и быстро, но использовать их для строительства долговечных построек не рекомендуют.

Сложнейший способ соединения в косой замок обеспечивает высокую надежность, но требует большого умения, терпения и ловкости.

Соединение бруса в коренной шип или в шип на шпонках представляют простоту и надежность, поэтому они пользуются заслуженной популярностью у мастеров.

Сращивание бруса в шип на шпонках – один из самых распространённых методов. Шпонка – это деталь шпоночного соединения в виде небольшого бруска. Она скрепляет элементы и не позволяет им смещаться и проворачиваться друг относительно друга. Надежность сращивания бруса в шип на шпонках увеличивается за счёт того, что шпонку изготавливают из дерева более твёрдой породы, например, осины. Это добавляет соединению прочности.

С торцевой стороны каждого бруса выпиливаются одинаковые пазы толщиной примерно треть от ширины так, чтобы при складывании они совпадали. Потом в пазы плотно забивается шпонка. Различают несколько видов шпонок по геометрической форме:

Последняя считается самой лучшей. Из-за утолщений с обеих сторон она похожа на песочные часы. Пазы должны иметь соответствующую форму, чтобы между поверхностями не оставалось зазоров.

Аналогично соединению бруса по длине в шип на шпонках может использоваться сращивание бруса в коренной шип. В этом случае вместо отдельного элемента используется выступ, вырезанный на торце одного из соединяемых брусьев. Обычно он располагается по центру и занимает примерно треть от размера сечения.

На торце присоединяемого бруса вырезается паз, совпадающий по расположению и размеру. Затем шип с усилием вбивается в паз сбоку.
Форма, как и в случае со шпонкой, может быть прямоугольной или призматической, типа «ласточкин хвост», широкой стороной наружу.

Шип и паз могут располагаться не перпендикулярно к торцам, а под углом 45 градусов. Такой вариант гораздо сложнее в исполнении, но он отличается большей прочностью и низкой теплопроводностью.

Существует также сращивание в некоренной шип. В отличие от коренного, он делается чуть ближе к краю и может занимать до половины ширины торца. Сращенный брус кладется так, чтобы соединение находилось ближе к внутренней стороне стены. Этот метод часто используется в конструкции углов здания. При этом брусья соединяют не по длине, а под углом 90 градусов друг к другу.

При определённой сноровке возможно выпилить на одном торце два-три шипа. Они получаются очень тонкие и при сильной нагрузке могут переломиться, разрушив соединение.

Этот вид замкового соединения относится к сложным, доступным лишь профессионалам. Даже опытному мастеру потребуется много времени, чтобы качественно сделать эту тонкую работу, поэтому косой замок нечасто используют при строительстве с жесткими сроками.

При таком методе удлинения детали дополнительно цепляются друг за друга своеобразными крючками. Это дает гарантию, что они не смогут сместиться или раздвинуться в разные стороны.
Для начала на торцах брусьев делаются косые спилы. На них вырубаются пазы так, чтобы на концах образовались шипы, подходящие по размеру под эти пазы. Все углы и изгибы должны точно совпадать между собой.

После того, как поверхности плотно подогнаны друг к другу, замок скрепляют двумя нагелями – специальными гвоздями из дерева или металла. Под них предварительно сверлят отверстия. Таким образом получается практически цельный брус необходимой длины.

Один из простейших методов сращивания бруса по длине называется «в полдерева». На торцах брусьев ровно вырезаются ступени в половину толщины бруса. Потом ступени складывают обработанными сторонами и скрепляют нагелями или металлическими скобами.

При таком способе толщина дерева в месте соединения значительно уменьшается, что плохо влияет на выносливость стены. Поэтому часто вырубку делают под углом. Уклон должен быть направлен наружу. Тогда основание сечение уменьшается постепенно, и вероятность разрушения под давлением меньше.

Ещё один легкий метод сращивания бруса – прикладывание, или встык. Два бруса прикладывают торцами друг другу как можно плотнее и фиксируют металлическими скобами.

Это слабое крепление. Оно не выдерживает сильных нагрузок, поэтому иногда ряды дополнительно скрепляют между собой несколькими нагелями, вбитыми близко к месту соединения, укрепляя конструкцию целиком.

В зависимости от требований к конструкции применяется определенное соединение бруса по длине.
Для строительства несущих стен зданий, особенно выполняемых из профилированного материала, подходят прочные соединения, такие как косой замок и на шпонках. Они выдерживают разнонаправленные нагрузки почти так же хорошо, как цельная древесина. Качество имеет при этом решающее значение.

Прочие способы удлинения не нуждаются в точных замерах и расчетах. Их применяют при возведении межкомнатных стен или временных, вспомогательных строений. Но для них все же необходимы дополнительные крепежные элементы – уголки, нагели, муфты.

В местах сращивания могут появиться щели, в которых скапливается влага, задувает ветер. Чтобы исключить сквозняки, промерзание и гниение стен, поверхности соединения выравниваются и шлифуются до идеальной гладкости. Места соприкосновения прокладываются теплоизоляционным материалом: паклей или джутом. Все элементы полностью обрабатываются специальными составами.

Влажность древесины должна быть не более 5%. В этом случае детали можно дополнительно проклеивать. Но и пересушивать дерево нельзя. Иначе его может сильно «повести»

При любом методе стыковки следует помнить, что дерево даёт достаточно большую усадку: примерно 10 см в год. Поэтому готовому каркасу дают выстояться, прежде чем вставлять окна и двери, заканчивать монтаж фасадов.

Для расположения мест стыковки важно распределение нагрузки. В разных местах это могут быть сжатие, растяжение или прогиб. Обычно стыки стараются расположить в шахматном порядке.

Несмотря на кажущуюся легкость, строительство дома или бани лучше доверить профессиональным столярам, способных выбрать подходящие материалы и метод работы с ними.

Только точные совпадения

Только точные совпадения

Поиск по названию

Поиск по названию

Поиск по содержанию

Поиск по содержанию

Поиск в выдержке

Поиск в сообщениях

Поиск в сообщениях

Поиск на страницах

Поиск на страницах

продукт

продукт

Другие результаты …

• Главная страница
• Продукты
  • Очистить от проникновения эпоксидного герметика — CPES
  • MultiWoodPrime — Лучшая в мире грунтовка для дерева
  • Эпоксидный шпатлевка Fill-It — Гибкий эпоксидный шпатлевка для дерева
  • Ремонтные комплекты для гнилой древесины
  • Комплект для перманентного наружного лакирования
  • Ремонтный комплект для гниения Osmosis
  • Ремонтные и уплотнительные комплекты для трещин
  • Клеи
    • Дуб и Эпоксидная смола из тикового дерева — почти все дерево
    • Layup и Laminatin г Эпоксидная смола
  • Конкретные обработки
    • Грунтовка для влажного бетона
    • Герметик для бетона
  • Lignu
  • Разные предметы
• Документы
  • Юридические
    • Сроки и условия
    • Политика конфиденциальности
  • MSDS
  • Отгрузка и обработка для CPES в Европе и Великобритании
  • Отзывы о товаре
• Как до
  • Как документировать индекс
  • Ремонт гнилой древесины — Как вылечить всю гниль и сделать ремонт в последний раз
  • Как подать заявку Правильно лакируйте — делайте так, чтобы оно длилось
  • Прозрачный эпоксидный герметик
    • Часто задаваемые вопросы по CPES (Часто задаваемые вопросы для Smiths Clear Penetrating Epoxy Sealer)
    • Прозрачный эпоксидный герметик, наука, технология и использование для восстановления гнилой древесины
    • Техника для лакирования лодок: Как сделать лак последним на деревянной лодке
    • Varnish Outdoor Woo d: Грунтовка для лакировки или окраски Последний
    • Гидроизоляционная фанера.Уплотнительная фанера для увеличения срока службы.
    • Как покрасить дерево для равномерного цвета или подчеркнуть зерно
    • Проникающая эпоксидная смола. Познакомьтесь с химиком за технологией
    • Уплотнение каркаса деревянного домика для решения проблем с плесенью
    • Уплотнительная доска Buffalo
    • Уплотнение опалубки: как отремонтировать трещины или соединения в наружной древесине
    • Что такое гниль дерева, почему это происходит и как это происходит? Я остановлю это?
  • Клеи
    • Клей для жирной древесины, такой как дуб, тик, клен, кокоболо и многие другие.Как вести.

Традиционные столбы и столярные изделия

Соединения Mortise & Tenon

Что такое традиционная деревянная рама?

Традиционные столярные изделия — это классический способ соединения пиломатериалов в столбах и балочных конструкциях. Это элегантный и красивый стиль строительства. Врезные и шипы врезаются в балки, которые крепятся вместе с деревянными колышками.

Соединение — это область, где соединяются две отдельные части древесины.В деревянном каркасе существует множество различных типов соединений и соединений. Рама может быть полностью изготовлена ​​с использованием традиционных столярных изделий, или рама может быть изготовлена ​​с использованием соединений, которые усилены стальными пластинами и стальными стяжками, способными выдерживать особенно тяжелые конструкционные нагрузки.

Все наши соединения разработаны на заказ и спроектированы с учетом индивидуальных требований каждого из наших проектов.

Позвоните нам по телефону 802-886-1917 или по электронной почте, чтобы узнать, как мы можем помочь с вашим проектом «почта и луч».

ПОСМОТРЕТЬ ТИПЫ ТРАДИЦИОННЫХ ПЛОЩАДЕЙ

King Post с полотнами и накладками

Это классическое соединение, используемое в ферменных фермах с добавленными полотнами.

Этот сустав — рабочая лошадь деревянного каркаса. Гирты, основные несущие балки, надеваются на один дюйм на столбы с помощью конического разреза. Это держится с одним дюймом березовые колышки.

Brace Mortise & Tenon

соединены с помощью шипов шириной один или два дюйма, которые обычно имеют глубину четыре дюйма.Иногда, когда нагрузка требует этого, ширина или глубина шипов увеличиваются.

Галстук с воротником и стропила

На этом изображении показано, как односторонние хомуты могут быть соединены со стропилами с помощью традиционных врезных и шиповых разрезов и колышков из твердой древесины.

Ласточкин хвост

ласточкиные хвосты используются для соединения балок крыши и балок пола со стропилами и подвалами.Геометрия соединения, а также вбиваемые клинья из твердой древесины делают соединение прочным и плотным.

Finial

Финалы — это декоративные элементы, используемые под столбами короля и королевы. Они могут быть простыми, как показано выше, или они могут быть круглыми, иметь форму капли, иметь форму желудя или изготовлены по специальному профилю.

Rafter Peak & Ridge

Этот сустав используется на вершине ферм и изгибов. Он обвязан врезными и шиповыми соединениями и удерживается колышками.

Tongue & Fork

Типичный способ объединения общих стропил.

Post Connector

Пурлин и Стропила в долину

Интерактивные PDF-файлы

Чтобы получить интерактивное трехмерное изображение некоторых из этих соединений и соединений, загрузите необходимые специализированные приложения ниже.Затем нажмите на значки в списке для просмотра интерактивного PDF.

Ремонт деревянных конструкций

Робин Рассел

Древесина используется в строительстве структуры на протяжении веков, будь то для крыши, балки перекрытия и балки, посты и перемычки для окон и дверей или для полной деревянные каркасные здания, в том числе несущие стены и перегородки экрана.

Использование и форма деревянных элементов и признаки того, как они были сформированы полезно в датировании исторических зданий, потому что тип стыков, конструкция каркаса и Технология инструмента менялась на протяжении веков.Независимо от того, видны они или нет, пиломатериалы свойственный историческому и археологическому Интерес здания.

Конструкционные пиломатериалы могут испортиться в результате распада, перегрузки, или в результате плохого дизайна и переделки в прошлом.

Распространенной проблемой является распад принес из-за влаги, часто из-за утечки, плохой обслуживание или конденсация.Это позволяет грибы (например, сухая гниль) или дрова насекомые (такие как лесной червь и смертельный час) жук), чтобы колонизировать древесину и их действия уменьшают его силу.

Ошибка перегруженных конструктивных элементов растрескиванием, изгибом или раздавливанием. перегрузка может возникнуть либо в результате ослабление после распада, или потому что они были разработаны плохо или экономно, или потому что они должны были принять другой набор нагрузок чем они в настоящее время несут.Например, конструкция крыши, предназначенная для соломы или шифера может быть не в состоянии выдержать вес тяжелые плитки.

ВАРИАНТЫ РЕМОНТА

Ремонт вышедших из строя конструкций Конечно, не новая практика. На века ремонт был выполнен с использованием столярных изделий методы или с кузнечными шинами, скобки и галстуки и эти древние ремонты обязательно добавьте персонажа и помогите рассказать историю здания.

В более поздние времена мы также имеем Использованы современные материалы, такие как сталь, эпоксидная смола смолы, углеродные волокна и тросы для укрепить конструкции. Ремонт здания может также будет произведена полная замена пиломатериалы с новой древесиной или, где используется соответственно и сочувственно, материалы такие как сталь или железобетон. Это может также можно уменьшить нагрузку через проектирование вторичных конструкций и заливки, такие как кирпичные панели или упаковка под частично загнившими древесными породами.

Относительные достоинства каждой формы ремонта во многом зависит от ситуации. Хотя нет правильного или неправильного метода, есть всегда решение, которое наиболее подходит для обстоятельства, представленные в здании. Искусство это определить.

При работе с историческими структурами, принципы, которые вступают в игру:

• Структурная целостность — обеспечить конструктивные элементы способны принимая груз, который они могут нести
• Минимальное вмешательство — сохранить максимальное количество исторической древесины и минимизировать изменение или введение новых элементов.Рассмотрим влияние процесса ремонта на компоненте и структура, включая доступ вопросы, жизнеспособность перемещения пиломатериалов для ремонта, и степень повреждения что может быть сделано в другое здание элементы при выполнении ремонта
Обратимость
• — попытаться Изменения и дополнения могут быть отменить без вреда для ткани
• как для как — где это возможно, использовать те же материалы и методы, которые использовались ранее.
• Честность — сделайте решение честным, но эстетически и архитектурно элегантным и ни аккуратный, ни невидимый: нет обоснованная причина, почему современный ремонт не следует добавлять характер и привлекательность так же, как исторические
• Документация — запись ткани до вмешательства и документ само вмешательство, так что будущее консервационные работы хорошо информированы.

При выборе правильного подхода и ремонта механизм, который вы должны принять все доказательства в учетная запись, в том числе тип сбоя, который имеет наблюдалось и, как следствие, причина Это. Что нужно искать, может включать источник дополнительной нагрузки, или причина, почему конец луча становится мокрым. Так, например, вы можете посмотреть на треснутой балке верхнего этажа в сарае, где трещина на конце балки находится в области тяжелой атаки насекомых.В этом случае вы бы необходимо учитывать наличие влаги в стене, в которую встроена древесина, и есть ли утечка в крыше, переполненный желоб или другой источник. Вы Также нужно будет рассмотреть вопрос о том, является ли верхний пол просят взять особенно высоко или увеличенные нагрузки. Возможно огромное количество сено или солома иногда хранятся в сарае, или, может быть, там установлен ремонтный пост луч, переносящий дополнительную нагрузку, возможно, после изменения покрытия крыши и последующий прогиб крыши.

Другим фактором для рассмотрения является влияние любого конкретного ремонта. Если древесина были удалены, сколько ущерба или потери ткань будет происходить вокруг него?

Часто эти наблюдения, решения и дизайнерские решения — это сфера профессиональные консультанты, такие как структурные инженеры или инженеры-строители. очевидно когда имеешь дело с исторической тканью, становится абсолютно необходимым выбрать правильного специалиста, то есть того, кто хорошо разбирается в разработка сочувственных решений с минимальным вмешательство, и кто привык работать с исторические методы строительства и материалы.

Однако нужно сказать, что если у вас есть правильный подрядчик делает работу, это также очень помогает. Специалист по сохранению подрядчик, который знаком с выполнением таких ремонт может работать наиболее эффективно с инженер и вполне может быть в состоянии дать указания о том, какие варианты достижимы.

Неправильная команда неизменно приведет к неуклюжее и / или дорогое решение или чрезмерная потеря исторической ткани.

НРАВИТСЯ ДЛЯ РЕМОНТА

Иногда самый простой ремонт простая замена цельная древесина, например, как: например, полностью прогнившая перемычка или выступающая грань стропила.Иногда замена обеспечивает возможность подгонять сильнее или больше существенный кусок дерева или слегка изменить дизайн, чтобы предотвратить будущий отказ.

Тем не менее, в принципе это важно попытаться сохранить как можно больше исторического ткань как можно лучше, поэтому лучшее решение обычно ремонтировать, а не заменять составные части. Обычная техника заключается в шарф-в новый кусок дерева к старому, вроде за лайк.Новый раздел может быть связан соединение молнии (врезанное или закрепленное болтами) или, если при сжатии, V-образный сросток. Scarfed суставы особенно полезны в тех случаях, когда одна часть древесины сгнила, такая как ножка поста или косяк, или концы стропила, фермы или балки, которые были затронуты по сырости. Они обеспечивают хороший аккуратный ремонт, в в соответствии с характером оригинала, но требует достаточно высокого уровня плотницких работ умение, если они должны быть сделаны хорошо.

ВАРИАНТЫ Укрепления И ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ

Часто можно и предпочтительнее уйти историческая древесина на месте и либо взять или помочь принять напряжение с альтернативным структурным член. Например, распространение крыши ферма может быть ограничена добавлением второго воротник, или стропила может быть удвоен с новый лес или рядом или прикреплен к оригинал.В некоторых случаях правильный ремонт крыши Решение представляет собой новый каркас, построенный вокруг или по старому. Это сохранение звука практиковать, потому что это сохраняет оригинальную ткань и вообще обратим, хотя может выглядеть немного неуклюже, если это на шоу.

Где балки или балки не глубокие достаточно для их загрузки, результат чрезмерный изгиб, подпрыгивая пола, и, возможно, даже трещины.Одним из вариантов является повышение эффективности Глубина за счет прикрепления дополнительной древесины к вершине компонент для увеличения его жесткости. Если Глубину луча нужно только увеличить незначительно, одно очень аккуратное решение — прикрепите материал половицы к верхней части луч. Тем не менее, исправление остальной части Половицы вокруг него могут быть головными скребками.

Когда концы балок или балок заглох или в тех случаях, когда луч или его опора сместилась, оставляя слишком мало опоры, важно увеличить соединение между двумя.Расширение конца древесина может быть сделана с боковой посадкой или вклеивание, но альтернатив много и разнообразно. Подшипник может быть удлинен введение стали или древесины под болтами под луч; путем формирования целого коробчатого сечения стали башмак прикреплен к балке; добавив деревянный, стальной или каменный столб под конец луч, опущенный на землю; или путем создания деревянный или стальной поясок на стене под конец древесины.Точно так же, тяга луча из соседнего луча может быть поднят с изготовленный ремень, как вешалка балки.

Еще одно место для простых шин, таких как это где перегруженные прогоны Трещина. Боковые стальные профили или пиломатериалы сбежал через провал и прикрепил чтобы звучать бревно часто работают хорошо.

ВАРИАНТЫ СТАЛИ И СМОЛЫ

Где балки нуждаются в немного больше помощь, пластины могут быть вставлены вдоль часть или вся длина балки.это Метод включает в себя вырезать щель в древесине и изготовление балки из стали и древесина. Пластина также может принимать Т-образную форму либо верный путь вверх (верх балки), либо вверх ногами (нижняя сторона балки). Из инженерная точка зрения, стальной профиль лучше всего впустить в нижнюю часть балки и фиксированной вверх ногами, поэтому широкая часть Т позиционируется, чтобы нести самые большие растягивающие силы.С практической точки зрения это сложно ремонт на месте, требующий накладных расходов разрезание паза несколькими сверлениями или грохот или резка цепной пилой. Риск Оценка сама по себе требует серьезных размышлений.

Несмотря на высокую стоимость, нержавеющая сталь очень подходит для этого вида ремонта: он предлагает более высокая прочность по сравнению с обычной сталью, и он выдерживает коррозию в дубовых балках. (Даже в древней древесине дубильная кислота настоящее будет разъедать многие металлы.)

Недостатком использования любой стали является что части, которые показывают, могут быть не такими эстетично, как и другие решения. Тем не менее, с немного продуманным элегантным решения возможны (хотя и с небольшим дополнительным стоимость), такие как углубление гайки и головки болтов и затыкать отверстия древесиной, или просто закругление концов скобок. Добавление простой кузнечный декор сделать ремонт гораздо более элегантным, в то время как сохраняя ремонт «честным» и его историю Чисто.Где концы крепления на показать, квадратные пластины могут быть аккуратно приварены к концы стержня с резьбой или головок болтов и отступил в поверхность древесины.

Еще один метод укрепления пиломатериалов аналогичным образом, чтобы впустить стальных прутков или углерода волоконные стержни. Они обычно фиксируются с эпоксидная смола. Подача может включать резку прорези или отверстия для сверления по длине от конца из древесины или по диагонали через трещины.

Когда подлежит ремонту древесина исторически значимый, частичная замена жизненно важно. Чтобы сохранить характер оригинальной древесины, одним из вариантов является удаление лицо как фанера для последующего повторного применения в течение недавно вставленный кусок. Где там ограничено доступ или риск повреждения окружающих пластырем, можно лечить балкой, которая был съеден с точностью до дюйма его жизнь путем создания ламинированной смолы и деревянная балка на месте.Лицо может быть закрепить смолой, налитой в отверстия для жуков до того, как их снова прикрепить к лучу. Такие решения, как правило, очень удовлетворительно, но очевидно сложно, дорого и ненужный для большинства ремонтов.

Комбинация замены гнилой или провалилась древесина с новой древесиной и укрепление сталью, смолой или стержни из углеродного волокна могут быть приняты с хорошим эффектом во многих ситуациях.Некоторые компании даже поставка предварительно сформированных ремонтных деталей со стержнями уже на месте, готов к ремонту готовый конец неудачной древесины.

обладают множеством преимуществ: минимальные потери ткани, универсальность, заполнение пробелов и возможность проводить определенные ремонт, который невозможен другим методы. Однако они не особо обратим и может быть склонен к отказу во влажной среде сред.

КРОВЕЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ

Обращая наше внимание на кровельные конструкции, распространение из A-рамки часто свидетельствует о неадекватных связях или гниении на карнизе уровень. Вставка дополнительных, часто нижних воротников (связующие балки) между фермами или стропилами, значительно помогает в сокращении кровли, и следовательно, это ограничивает внешнюю тягу на стенах.Древесина обычно используется, но альтернативой является стальная проволока, прикрепленная болтами, но разумный путь к древесине и натянут.

Улучшенная жесткость также может быть достигнута надежно прикручивая клинья из сгиба на ближайшую ферму или стропила и на потолок балка ниже. Это укрепляет сустав и триангулирует крышу. Техника особенно полезно в местах на крыше, где воротники обязательно высокие для запаса.Это является эффективным решением, но на самом деле не должно быть на шоу.

Где место соединения ферм и воротников ослабли или поскользнулись, простая сталь Прикрепленная болтами Y-образная пластина может стабилизировать структура.

Нержавеющие или другие проволочные канаты также могут использоваться для противостояния боковое движение, например, когда все стропила «стеллажи» — это сказать, что вершина крыши сместилась вбок под прямым углом к линия ферм.В этом случае натянутые провода закреплены по диагонали поперек стропила могут добавить некоторую триангуляцию, которая предотвратит дальнейшее движение. Древесные или сплошные стальные ленты можно использовать аналогичным образом, но это часто более аккуратное и более простое решение для использования проводов. Однако прочность проволоки на растяжение должна выдерживать нагрузки, вовлеченные в обслуживание, или они просто растянутся и станут неэффективны.

Понятно, что есть много возможностей для ремонта. Правильное решение тот, который работает для здания (и в идеале для клиента). Вероятно, принцип сохранения, которому вы должны уделить больше всего акцент сводит к минимуму степень вмешательства. Каждая техника и у каждого материала есть свои плюсы и минусы, но мы обычно находим, что минимальный интервенционный подход приведет к экономически эффективному решению, которое экономит окружающая историческая ткань.Если это означает, что ремонт виден, хорошо в по крайней мере, это честно и с искрой творчества можно привести в порядок и эстетично.

~~~

Благодарность
Работа над решениями по ремонту пиломатериалов с Патриком Стоу и партнерами над годы очень вдохновили меня, за что я хотел бы поблагодарить его.

Сращивание бруса по длине — «ГЛАВСТРОЙ 365»

Если речь идет о стройке небольшого домика из бруса, вопрос сращивания бруса не актуален. Такой прием применяют, если речь идет о длине стены свыше 6 метров. Дело в том, что некоторые элементы при строительстве дома из этого материала просто невозможно собрать из цельного бруса. В таких случаях прибегают к технологии строительства, именуемой сращиванием бруса (или бревна) по длине (или в углах).

Сращивание бруса – это, грубо говоря, состыковка двух коротких брусьев или бревен в одно длинное. Это неплохое решение, позволяющее существенно сэкономить стройматериал и сократить смету. Сама процедура довольно проста, но для успешного результата необходимо знать ряд нюансов. В любом случае, прежде чем приступать к строительным работам, разузнать об этой технологии соединения не будет лишним. Тем более, иметь с этим дело придется не только при возведении собственно коробки коттеджа, но и всех внутренних перегородок.

Когда применяют сращивание бруса по длине

Собственно, технология применяется не только в строительстве брусового коттеджа, но и бревенчатого строения или обычного «каркасника».

Срастить можно:

• профилированный брус;
• клееный брус;
• оцилиндрованное бревно.

Отметим, что размеры пилматериала не могут быть стандартными. То есть, изделия из дерева могут быть лишь нескольких параметров (около 4 величин по ширине и высоте). И далеко не все пригодны для постройки, например, несущих конструкций коттеджа. Вот, к примеру, брус с сечением 5 на 5 сантиметров (срощенный) годится только для сооружения обрешетки или в качестве стропил нетяжелой крыши. Как вариант, состыковать бруски можно внахлест по ребру, однако случаи, когда это возможно, скорее исключение.

Есть нюансы и здесь. При наличии уже готовых креплений в сайдинге, обрешетку возможно будет монтировать только в одну направляющую.

Как уже отмечали, единого стандарта для размеров бруса не существует. Он может быть разной ширины и высоты. Остается только длина бруса. Его обычно делают трехметровым и шестиметровым. Последний пользуется наибольшим спросом, так как с ним удобно работать. Так вот, если по плану строение будет больше по площади, чем 6 на 6 метров – применяют сращивание бруса по длине.

Как состыковать брусья

Мы уже отмечали, что процедура сращивания брусьев довольно проста. Так что, с этим справится даже доморощенный мастер, умеющий держать инструменты в руках. При необходимости состыковать брусья по длине, можно воспользоваться одним из описанных ниже методов.

Важно: прежде всего, отметим, что при возведении стен, срощенный брус нужно класть по тому же принципу, что и кирпич. То есть, избегать совпадения стыков в одном месте. Стыки должны чередоваться с перевязками.

С чего начать? С правового ликбеза! Берем соответствующий строительный ГОСТ (30974-2002) и читаем все, что необходимо знать о правильной технологии сращивания бруса по длине. В документе подробно расписано всю техническую сторону вопроса. Причем конкретно для строительства малоэтажных деревянных конструкций. Если конкретней, то там можно прочесть о том, как осуществлять состыковку в углах или какими должны быть т-образные стыки. Впрочем, придерживаться всех требований по ГОСТу при строительстве коттеджа вовсе не принципиально.

Сращивание бруса по длине бывает нескольких типов. Какой именно применить определяют в зависимости от предполагаемой нагрузки на место стыка двух кусков:

1. Если планируется так называемая нагрузка на растяжение, то брусья между собой сращиваются в замок.
2. При нагрузке на сжатие оптимальным будет метод состыковки, при котором площадь соприкосновения торцов сопрягаемых брусков будет максимальной.
3. Сращивание под углом актуально, если планируется нагрузка на изгиб древесины.

Типы соединений бруса при сращивании по длине

Итак, в зависимости от предполагаемой нагрузки и еще ряда факторов, сопрягать брусья (бревна) по длине можно таким образом:

«В полдерева». Здесь все предельно просто и зависит от мастерства плотника и точных замеров. В двух сопрягаемых брусьях осуществляют выборку материала на половину толщины каждого. Если есть необходимость, место стыка для надежности фиксируют шурупами.
Со шпоном. Принцип тот же – выборка древесины в половину толщины бруса. Только в качестве крепежей используют деревянный шпон. Он должен быть чуть больше по диаметру, чем отверстие для него в другой половине сращиваемого бруса. Глубина отверстия не должна превышать двух сантиметров.
Коренной шип. Отметим сразу – это самый сложный и трудоемкий способ соединения брусьев между собой. Его выпиливают в торце одного из сопрягаемы брусьев. Вставляется он в паз точно такого же размера на втором бруске. В этом деле нужна аптечная точность.
Косой замок. Бруски в местах стыка спиливаются под углом.
По принципу замка. Еще один сложный вариант. В местах стыка бревен (брусков) выпиливают выемки, которые будут соединяться, накладываясь друг на друга.

Инструменты, которые понадобятся в работе:

• Ножовка
• Лобзик
• Фрезерный станок
• Долото
• Мерная рулетка
• Молоток
• Глазомер (если необходимо проводить точные замеры)
• Ножовка
• Уголок

Ну и, понятное дело, сделать заготовки, которые помогут более точно запилить торцы бруса для соединений.

Способы соединение бруса — Stroim-svoi-dom.ru

В прошлой статье мы рассказывали о том, как в сжатые сроки своими руками построить дом из бруса (ссылка). Многим технология такого строительства понравилась благодаря своей простоте, но остались некоторые моменты, о которых нужно рассказать более подробно.

Перед началом работ, советуем вам приобрести ручную дисковую пилу и бензопилу. Эти инструменты сильно ускорять и облегчат выпиливание различных соединений. Так же вам понадобятся широкая стамеска, топор и молоток.

Соединение бруса в углах. Утепление угла

Одним из основных элементов брусового дома является угол. Мы приведем несколько способов соединения бруса, а выбирать придется вам в зависимости от ваших навыков и терпения. Так же покажем вам как сделать угол теплым.

Соединение бруса с коренным шипом с утеплением угла

Одно из наиболее популярных и надежных угловых креплений. Для того, чтобы сделать это угловое соединение теплым, есть небольшая хитрость. Нужно паз сделать меньше чем шип на 0,5 см. Таким образом между брусьями образуется такая же щель, которую впоследствии конопатят используя льноватин или войлок. После такой операции угол становится значительно теплее, а холодный воздух не будет свободно проходит сквозь щели.

Многие зададутся вопросом «Для чего так делать?». Ответ на вопрос достаточно прост. Все дело в том, что идеально подогнать брус друг к другу практически невозможно. Даже если у вас это получится, щели появятся в дальнейшем, потому что дерево, как говорят, дышит. Соответственно щели периодически будут меняться в размере, то исчезнут, то вновь станут заметными.  Таким образом, заложенный в эти щели мягкий утеплитель, типа войлока или льноватина, будет заполнять эти щели и угол будет оставаться постоянно теплы в любое время года.

На чертеже расстояние под теплый угол не оставлено, потому что не всегда бывает необходимость в таком утеплении.

Со шпонкой

Немного отличается от предыдущего своей конструкцией. В этом случае вместо того, чтобы выпиливать шип, напротив делают углубление для шпонки. Для создания теплого угла, ширина углубления и шпонки должны отличатся на 0,5 см. Как и в предыдущем случает образовавшуюся щель заделывают войлоком или льноватином.

Соединение бруса в полдерева

Самое простое угловое соединение бруса, с которым легко справится любой. Обладает малой надежностью, потому требует дополнительного усиления, в качестве которого можно использовать гвозди, саморезы, скобы, нагели в зависимости от ситуации.

Является холодным и легко продуваемым. Для создания теплого угла нужно немного дополнить конструкцию. Для этого используют вставные шпонки, которые делают на 0,5 см больше чем ширина паза. Как и в соединение с коренным шипом образуется щель, которую утепляют.

В полулапу

Это продвинутый вариант предыдущего крепления. Как видно на чертеже, один из брусьев делают с небольшим наклоном. Чтобы не загромождать чертеж, мы не стали показывать соединение с использованием нагеля и шпонки

Врубка одиночным зубом

Достаточно надежное скрепление бруса. При хорошей подгонки не требует дополнительного крепежа.

Мы привели вам наиболее простые и часто используемые варианты. Существуют и другие виды соединения бруса, более сложные, применение которых сильно замедлит строительство.

Соединение бруса по длине

Иногда возникает необходимость в сращивании нескольких частей бруса и соединение их по длине. Несколько различных способов можно увидеть ниже.

С коренным шипом

Простое скрепление плохо переносящее нагрузки на растяжение. Усилить его нельзя, так что используйте его для внутренних стен или в местах не подверженных высоким нагрузкам.

Соединение по длине со шпонкой

Похож на предыдущий вариант, но без коренного шипа. Довольно слабое скрепление

В полдерева

Популярный вариант соединения, который достаточно просто сделать. Плюсом является то, что его можно усилить используя болты, саморезы, гвозди, нагели.

Скрепление прямым и косым накладным замком

Одно из наиболее надежных соединений, которое использую в ответственных местах, например во внешних несущих стенах. Отлично переносит нагрузки на растяжение и сжатие. Для изготовления требуется опыт.

Т-образные скрепления бруса

Обычно такое крепление используют в местах примыкания внутренних стен к внешним

Со шпонкой

Одно из простых креплений бруса между собой. Считается наиболее слабым.

Т-образное соединение с коренным шипом

В отличие от предыдущего, это очень надежное и прочное соединение. Благодаря коренным шипам уменьшается продуваемость и вместе с тем получается прочная сцепка. Считается довольно теплым.

Соединение «ласточкин хвост» или открытым сковорднем

Популярный вариант получивший в народе красивое название «ласточкин хвост». Одно из наиболее крепких, надежных и теплых. Есть несколько вариантов его исполнения. Мы покажем наиболее простой.

Закрытый полусковородень

Достаточно сложный вариант стыковки, требующий определенных навыков. Вариант немного похож на предыдущий, но примыкающий брус не проходит на сквозь, а остается внутри, вследствие чего получается теплое, надежное и непродуваемое соединение.

Надеемся этих способов стыковки деревянного бруса вам будет достаточно. Существуют множество других вариаций на эту тему. В каких-то стыках добавляются дополнительный зуб или делаются пропилы достаточно сложной формы. Все это сильно затормаживает строительство.

Некоторые соединения можно усилить используя крепеж, для каких-то этот вариант не подойдет.

Так же нужно учитывать для каких строений и в каких узлах будет использоваться то или иное соединение. Например, при строительстве сарая, совсем не обязательно делать сложное соединение с коренным шипом. Для этого вполне подойдет соединение в полдерева.

в углах, по длине, варианты соединений, способы соединений

Построить брусовый дом сложнее газобетонного или кирпичного, каждый венец требует особо аккуратного отношения к запилу материала, особенно при укладке и соединении бруса в углах. Требуется хорошее представление того, как именно должен быть выполнен запил. Даже простая, на первый взгляд, процедура сращивания бруса по длине потребует разметки с точностью до миллиметра, иначе в стенах образуются мостики холода, и, что еще хуже, материал будет насыщаться водой и деформироваться.

Как правильно класть брус

Прежде чем учиться выполнять соединение брусовых отрезков в один прогон или на углах, будет правильным освоить азы техники укладки бруса в венцы. Тем более что проблем и ошибок при монтаже стен допускается не меньше, чем при соединении бруса между собой по длине. Обычно мастера считают сращивание крайней мерой и стараются не использовать венцы с продольным соединением.

До начала сборки сруба из бруса своими руками рекомендуется выполнить небольшую подготовку:

• В первую очередь проверяется качество гидроизоляции ленточного фундамента, на углах наносится осевая разметка периметра, по которой и будут выравниваться отдельные брусы при соединении между собой и в стену;
• Нарезка крепежа для соединения венцов и стыковки бруса в углах. Заготовки под нагели и шканты необходимо вырезать, обработать и высушить заранее. Стальные уголки и Т-профиль обрабатывают олифой;
• Выполняют отбраковку и отбор бруса для первых трех венцов коробки. Эти несколько брусов не должны иметь дефектов, сучков, срощенных стыков. Геометрия – максимально близкая к идеальной.

Понятно, что строительный брус заранее должен быть обработан антисептиком и антипиренами, высушен в пачке до состояния 11-14% влажности.

Совет! Для дома или полноценного жилого коттеджа геометрия материала должна быть максимально качественной. Если вдруг оказалось, что купленный брус повело, или линия распила не такая ровная, как хотелось, в этом случае партию отправляют на строгание и фаскование.

Уже после доработки выбирают брус, который пойдет на укладку стен.

Нюансы подбора и соединения венцов первого – второго ряда

Прежде всего, выбранный брус должен быть абсолютно ровным. После того как материал окажется на фундаментной ленте, покрытой двумя слоями рубероида, необходимо вооружиться хорошим строительным уровнем, лучше с гидравлическим контуром, и проверить положение первого венца. Нельзя выполнять соединение, не убедившись в идеально горизонтальном положении первого венца.

Почти всегда мастеров ожидает разочарование. Опорная поверхность фундаментной ленты далека от плоскости и имеет уклон в сторону одного из углов. Поэтому, если просто выполнить соединение на заложенных в бетон анкерах, то первый венец окажется кривым.

Даже если попытаться скомпенсировать деформацию подгонкой соединения в замках на углах, то это только ухудшит ситуацию, вследствие усадки между брусовыми венцами появятся огромные щели. Поэтому перед фиксацией первого венца брусы выравнивают по горизонту с помощью деревянных подкладок.

Особое внимание нужно уделить укладке бруса и сборке углов. Первый ряд должен быть не только прочным, но и гибким, поэтому в стартовом венце в углах используют соединение в торец на шпонке, а с внутренней стороны устанавливают металлические уголки.

Способы соединения бруса

Одним из недостатков использования брусового материала являются жесткие ограничения на геометрию прогона, после того как два отрезка будут соединены между собой. Важно, чтобы все боковые грани обоих фрагментов после соединения бруса между собой находились попарно в одной плоскости.

Для стыковки используют три типа сращивания материала:

• Продольное или линейное, два отрезка бруса соединяются между собой с получением одного прогона на всю длину стены;
• Угловое соединение, отдельные детали венца стыкуются между собой в замок в углу коробки;
• Вертикальное соединение венцов в конструкции одной стены.

Понятно, что, независимо от варианта стыка и способа построения замка, сращиваемые поверхности должны прокладываться уплотнителем, лучше всего джутовой паклей или термообработанным льняным волокном. Варианты с сушеным мхом лучше оставить для бань или легких коттеджей, у которых высота стены не превышает 3 м, а значит, риск выдавливания уплотнителя из соединения остается минимальным.

Угловое соединение бруса

В настоящее время существует и активно применяется более десятка различных схем построения замков в углах. Все они делятся на две большие группы:

• Соединение с брусовым остатком;
• Стыковка без остатка или, по-другому, вылета торцевых участков за пределы стен.

Простейшие варианты соединения можно изготовить своими руками. При этом прочности углового соединения во всех случаях достаточно, чтобы коробка из бруса оставалась устойчивой. Более сложные варианты врезки используются для повышения жесткости углов или уменьшения тепловых потерь через щели.

Угол с остатком

В этом случае два смежных бруса одного венца запиливаются в замок не на торцах, а на некотором удалении от края. В результате получается угол с выступающими двумя вертикальными рядами из торцов. Принято считать, что данный тип угла обеспечивает минимальные потери тепла из-за большой протяженности линии запила.

Среди наиболее популярных схем можно отметить два варианта угла – «в полдерева» и его более продвинутую версию – «в охряп». Остальные схемы и способы соединения бруса особых преимуществ не имеют, разве что увеличивается жесткость соединения. Они применяются для высоких построек из бруса, толщиной материала менее 100 мм.

Если строить сруб из бруса своими руками, то лучше всего выбрать для углов схему «в полдерева». Изготовить замок можно следующим способом:

• На уложенном брусе с торца отмеряют отступ, равный толщине материала;
• По шаблону вырезают прямоугольный паз на ½ высоты бруса на стыкуемых частях венца;
• Прокладывают нижний элемент замка уплотнителем и собирают соединение.

Разумеется, качество и скорость изготовления деталей замка зависит от наличия навыков и опыта. Новичкам зачастую приходится подрезать поверхности будущего соединения стамеской, но высокой квалификации для сборки угла не требуется.

Стыкование «в охряп» отличается лишь тем, что выполняется два паза толщиной в 1/3 вертикального размера бруса, в остальном этот способ мало чем отличается от предыдущего соединения.

Замок с остатком обладает высокой жесткостью, поэтому его используют для постройки различного рода башенок и надстроек, когда по замыслу дизайнера необходимо подчеркнуть «деревянный» стиль здания.

Угол без остатка

Если дизайн постройки из бруса требует, чтобы коробка выглядела абсолютно «чистой», без выступающих деталей, то в такой ситуации используются методы соединения венцов по торцевой поверхности.

Наиболее известные схемы выполнения «чистых» углов:

• Вариант «в полдерева» без наружной оконцовки;
• Соединение на шпонках;
• Замок с коренным шипом или зубом.

Первый вариант отличается от углов с остатком профилем соединяемых поверхностей. Если в последнем случае выполняется запил прямоугольной формы, то в «чистом» угле поверхности соединения имеют клиновидную форму.

Наиболее простая схема предполагает стыковку торцом в боковую поверхность смежного бруса. Чтобы ограничить перемещение венца в горизонтальном направлении, на соединяемых отрезках вырезают пазы и устанавливают закладные элементы-шпонки. В результате стык получается достаточно простым и, главное, – подвижным. Любой крен или неравномерная просадка не повлияют на прочность угла.

Самый теплый вариант — это соединение с шипом. С внутренней стороны одного из брусов вырезается шип или зуб, в смежном элементе выполняется шип. После укладки уплотнителя и осаживания венца угол превращается в практически непродуваемое ветром соединение. Замки без остатка чаще всего закрываются накладками из полдюймовых досок.

Соединение бруса между собой по длине

Обычно длина одного брусового прогона не превышает 6 м. Можно, конечно, купить и более длинный материал, но стоимость такого рода заготовок в несколько раз превышает цену на стандартные размеры. Иногда сращивание отдельных отрезков и соединение бруса между собой в один прогон выполняют с целью экономии средств и стройматериалов.

Для того, чтобы соединение получилось прочным, замок формируют, как стык из двух половинок соединяемых деталей. Проще говоря, каждый отрезок бруса запиливают в ½ толщины, складывают и стягивают, забивая гвозди под углом 60-70^о к поверхности. Длину паза принимают 2-2,5 кратной высоте венца.

Для бруса толщиной 150 мм и более может использоваться более сложная многоступенчатая схема запила.

Важно! В этом случае соединительная поверхность может иметь 3-4 ступени, но главное — стыкуемые плоскости выполняются клиновидной формы с уклоном.

В результате, если происходит усадка бруса по длине, то стык на соединении не расходится, уплотняется, щель между сопрягаемыми поверхностями уменьшается до минимально возможного.

Недостатки продольного соединения

Идея формировать полноценные брусы большой длины с помощью схемы продольного сращивания более мелких отрезков в теории выглядит привлекательной, но на практике не всегда удобна. Соединение из двух частей — это всегда потенциальный дополнительный мостик холода, даже если между половинками уложен полноценный утеплитель.

Мало того, длина стыка в несколько раз длиннее толщины бруса, поэтому в щелях будет собираться влага, а через несколько лет поверхность вокруг замка будет некрасивого серо-зеленого цвета. Потребуется регулярная очистка и отбеливание стен.

Главный недостаток подобного соединения заключается в том, что по мере усыхания и усадки брусовых стен ширина щелей в замке увеличивается в несколько раз, поэтому утеплитель или герметик достаточно быстро осыпается из разъема. Поэтому заделку и конопатку придется выполнять каждый год.

Один из способов устранить возможное затекание влаги предполагает использование специального акрилового герметика для брусовых стен. В этом случае для упаковки стыков между венцами используют льняную ленту уменьшенной ширины. Например, для бруса, шириной в 100 мм, нужно уложить уплотнитель размером 90 мм. По окончании усадочных процессов монтажа стык очищается от остатков льна и покрывается тонким слоем акрилового уплотнения. Разумеется, это временная мера, и полностью защитить от конденсата таким способом невозможно.

Как скрепить брус между собой

Кроме углов и продольной стыковки, венцы приходится соединять между собой и в вертикальном направлении. После укладки двух рядов бруса обязательно устанавливают дополнительное крепление в виде шкантов или нагелей.

Для стяжки венцов лучше всего использовать деревянные стержни квадратного сечения с размером грани 18 мм и длиной 250 мм. Для установки предварительно сверлят отверстия 25 мм. Глубина сверловки равна полторы высоты бруса. То есть один нагель полностью пробивает верхний брус и половину нижнего. Шканты забивают в шахматном порядке так, чтобы вертикальная линия крепежа не совпадала с соединениями на нижних рядах. Нагелями крепят обязательно в углах, на оконных и дверных проемах.

Какие шканты выбрать

Для соединения венцов лучше всего использовать деревянный крепеж. Металлические нагели намного прочнее деревянных шкантов, но их используют в особо нагруженных соединениях. Обычно мастера не особо жалуют металл по двум причинам:

• На стальной поверхности зимой всегда образуется конденсат, древесина разбухает и подгнивает, прочность соединения падает до нуля;
• Через полгода эксплуатации металл ржавеет, и подклинивает соединение венцов. Вместо нормальной усадки ряды просто повисают на металлических стержнях.

Если выбирать шканты, то лучше всего подойдут квадратные стержни из высушенной березовой древесины. Благодаря острым углам крепеж намертво врезается в мягкую древесину бруса, соединение получается прочным и надежным.

Круглые деревянные нагели сложнее в установке, если ошибиться в диаметре отверстия хотя бы на полмиллиметра, то соединение двух брусов получится неработающим, крепеж легко выпадает из угла или стены. Если взять размер с запасом, то можно легко расколоть брус до образования трещины.

Кроме того, для сборки углов или стен из бруса нельзя использовать клеевые материалы, краски и мастики. Единственным исключением является монтажная пена, задуваемая для герметизации опорной поверхности ленты. Любые жесткие соединения не помогут ликвидировать щели и зазоры.

Заключение

Выбирая вариант соединения бруса в углах или в венцах стен, необходимо помнить, что любая коробка, собранная из брусового материала по каркасной или срубовой схеме, всегда будет подвержена усадке и температурным расширениям. Поэтому соединение должно быть достаточно пластичным, чтобы при деформации венцов не произошло разрушение шпонок или шипов в углах, деревянных шкантов в стенах здания.

Отправить комментарий

Сращенный брус что это такое

Строительство дома из дерева (бруса, бревен, щитов) требует совершенно других приемов и технологий соединения деревянных узлов, элементов и конструкций. В частности, сращивание бруса по длине применяется во всех перечисленных сооружениях, так как, помимо бревен, брус используется в любой сложной деревянной сборке. Дом может быть большим или маленьким, но очень часто при длине стен ≥ 6 м нельзя использовать цельный брус требуемой длины, и возникает необходимость срастить брус в единое целое без потери прочности в месте соединения. Сращивание бруса – процесс, который можно осуществить самостоятельно, так как работа с деревом такого сечения не требует использования сложных деревообрабатывающих станков и другого оборудования – достаточно иметь под рукой обычные столярные инструменты. Как соединить два бруса в длину

Варианты соединения бруса по длине

Строительные стандарты ограничивают максимальную длину бруса шестью метрами, поэтому для получения бруса большей длины нужно делать соединение, и это возможно осуществить следующими способами:

1. Продольный стык на шпонку и шип;
2. Соединение на косой замок;
3. Продольный стык бруса в коренной шип;
4. Простой стык;
5. Стык в полдерева.

Как соединить брус на шпонках методом в шип

Такой вариант соединения деревянных деталей из бруса одинакового сечения – наиболее прочный, а простое исполнение позволяет использовать решение в любых деревянных конструкциях. Принцип простой – сращиваемые брусы соединяются на одинаковые по размерам пазы, которые укрепляют перпендикулярно вбитыми шпонками. Мало того, что сами шпонки усиливают конструкцию – переплетение волокон продольных и поперечных само по себе обеспечивает прочное соединение. Соединение в шип с усилением шпонками

Шпонка – это деталь из дерева, которая может иметь разную форму – от цилиндрической до прямоугольной, призматической, ромбовидной, «ласточкин хвост» или с зазубринами. Древесина для шпонок должна быть тверже, чем дерево для изготовления бруса, и чаще всего это – дуб. Для бруса деревообрабатывающая промышленность РФ чаще всего использует осину.

Косой и прямой замок

Срощенный брусок методом прямого или косого замкового соединения считается очень прочной конструкцией, но сложным в выполнении элементом, требует определенного столярного опыта и более сложных инструментов. Распространенные варианты такого стыка показаны на рисунке в начале статьи, еще более сложные методы – ниже: Варианты сложных сращиваний

Где:

• Вариант №1 – соединение в прямую чашу с ветровым замком;
• №2 – стык паз-шип, косой паз-шип;
• №3 – стыковка в зуб;
• №4 – соединение под названием «проходная ласточка»;
• №5 – стык сити угол-косая ласточка;
• №6 – соединение «не проходная ласточка»;
• №7 – соединение в косую чашу с ветровым замком;
• №8 – Фигурные вырезы в торцах бруса.

Для реализации такого стыка в брусах выпиливают косые вырезы под определенным углом и таким образом, чтобы шип полностью повторял фигуру паза и входил в него без зазоров. Это и будет косой замок. Такой сращенный брус усиливают нагелями (шипами разной формы), которые забивают в соединение перпендикулярно оси. Стыковка в косой замок

Шипы и пазы для соединений, показанных на фото, выполняются на сложном деревообрабатывающем оборудовании

Стык в коренной шип

Такой вариант стыка называют замочным – это также сложный в исполнении метод, требующий опыта и использования сложных инструментов. Стандартная стыковка соединяемого узла делается под углом в 45⁰, но можно брать и другой угол – это зависит от сложности конструкции, твердости породы и самой необходимости менять угол.

Сращивание в полдерева

Это – самый простой вариант стыковки двух брусов, который можно сделать своими руками, так как требуется только выпилить в каждом брусе паз до середины сечения. Затем брус укладывается друг на друга, и соединяется саморезами, пластинами, хомутами, скобами или на шипы (нагеля). Соединение менее прочное, чем остальные решения, так как в месте стыка каждый элемент становится ровно в два раза тоньше. Соединение вполдерева

Соединение прикладыванием

Этот вариант стыковки бруса, кроме низкой прочности, обладает не очень эстетичным видом, поэтому подходит для внутренних соединений, которые будут дополнительно укрепляться другими конструкциями или усиливаться накладыванием слоя материалов, например, декоративного. Соединяется пиломатериал следующим образом: брусы просто прикладываются друг к другу, а место стыка соединяется скобой или хомутом, иногда – длинным саморезами или простыми гвоздями. Усилить такой стык можно теми же шипами. Стык деревянных деталей прикладыванием

Основные способы соединений бруса мы рассмотрели, осталось выяснить, как выбрать нужный вариант для той или иной конструкции.

Выбираем соединение правильно

В индивидуальном строительстве чаще всего применяются варианты стыков и соединений деревянных деталей, не требующие точных расчетов и сложного оборудования, и это совсем не гарантирует высокую прочность сложного узла. Поэтому любые соединения, сделанные своими руками, необходимо усиливать дополнительно. Это могут быть накладные крепежные элементы: пластины, металлические уголки, скобы, хомуты, или врезные детали: саморезы, гвозди, шипы, шпунты, нагели, и т.д.

Правильно состыкованный брус

Если в строительстве используется профилированный или клееный брус, то для соединений таких деталей рекомендуется применять стыковку в шип или на шпонках. Такое соединение практически не уступает по прочности цельному деревянному элементу, и может работать в любых ключевых точках здания благодаря своей жесткости, прочности и надежности.

Важно: В этой технологии соединения бруса важным скрепляющим элементом является шпонка или нагель. Поэтому ее следует изготовить из твердых пород древесины, или приобрести качественный деревянный метиз.

Следующее соединение, претендующее на высокую прочность и жесткость конструкции – на косой замок. Брус, состоящий из нескольких отрезков, соединенных таким способом, можно устанавливать на несущие стены дома. Чем сложнее сращивание, тем прочнее получится стык, поэтому варианта здесь два – или сделать быстро и просто, но не очень надежно, или выполнить сложную стыковочную операцию, и в результате получить мощную конструкцию.

Но для таких работ нужен опыт – в противном случае лучше заказать детали в строительной компании, или пригласить строителей на свой объект. Но все затраты с лихвой окупятся тем, что вы будете жить в безопасном и прочном доме.

Как скрепить брус между собой своими руками?

Прежде чем приступить к возведению дома или бани из бруса своими руками нужно изучить теоретическую часть вопроса. А в частности, усвоить правила правильного крепления деревянного бруса. Дальше, больше, необходимо закрепить свои знания на практике. Получив определенные навыки, можно приступать к строительству дома сруба. А опыт придет во время выполнения работ. Если вы еще не знаете какое количество кубов пиломатериал вам нужно, рекомендуем вам воспользоваться этим строительным калькулятором дома из бруса.

Скрепление бруса: инструмент

Соединение бруса не самое трудное и тяжелое занятие. Но подготовиться следует. Для этого потребуется:

Мерительный инструмент (рулетка, уголок столярный, уровень) и карандаш, с их помощью выполняется разметка образующих поверхностей крепления.

Пила, возможно, ручная электроножовка

или цепная с электроприводом,

но лучше воспользоваться механизмом с бензиновым двигателем;

Молоток, дрель и шруповерт.

Способы углового соединения бруса

Теперь , когда все готово, определяемся в каких случаях, необходимо прибегнуть к соединению бруса. Таких моментов два:

1. при устройстве углов в будущем срубе;
2. при недостаточной длине приобретенного бруса.

А способы такого крепления самые разнообразные. Выбор того или иного метода крепления зависит конкретной ситуации и решения мастера. Стыкование бруса во многом отличается от соединения бревенчатых конструкций. Наше время современных технологий дедовские приемы крепления пиломатериалов постоянно совершенствуются. Наиболее популярны два способа фиксации: с остатком, и без.

Рассмотрим оба варианта.

Соединение угла с остатком «в обло» или «в чашу»

Такой метод заключается в использовании замочных пазов. Они могут быть одно-, двух-, и четырёхсторонними.

Односторонний паз получается в результате перпендикулярного надпила с верхней стороны бруса. Ширина, которого должна соответствовать поперечному сечению бруса.

Методика выпиливания двухстороннего паза предполагает пропил бруса с двух противоположных сторон верхней и нижней. Величина глубины пропила равняется четвертой части стороны перпендикулярного сечения. Этот способ дает качественное соединение, но требует высокой квалификации исполнителя.

Название четырехстороннего паза, говорит само за себя. В этом случае пропилы осуществляются со всех сторон. Этот метод дает надежную фиксацию, срубы, изготовленные таким способом невероятно прочны. Наличие пазов упрощают монтаж венцов, их собирают, как конструктор Лего. Выполнять крепление таким методом под силу только профессионалам.

Соединения без остатка

Встык

Самым элементарным по сложности является метод фиксации бруса встык. Заключается он в стыковке бруса друг к другу и креплении шипованными металлическими пластинками дальнейшей фиксацией при помощи саморезов. \В этом случае прочность и плотность такого соединения зависит от безупречности поверхностей бруса, а они редко бывают идеально ровными, и от квалифицированности исполнителя. Тщательная подгонка торцов совмещаемых настолько трудоемка, что даже не под силу профессионалам. Поэтому применение такого метода вряд ли будет уместно при строительстве жилого дома, зато он пригодится при строительстве подсобных помещений, где не важна герметичность углов.

Для жилых строений лучше использовать другие, более надежные способы крепления бруса.

Угловые соединения при помощи шпонок

1. Прочность такого скрепления достигается применением специального клина из твердых пород дерева, называемые шпонками.
2. Установка такой детали в паз бруса исключает сдвиги в стыках.
3. Обратите внимание, что прочность соединения обеспечивается разновидностью клина, который может быть продольным, поперечным и косым. Косой клин сложен в изготовлении, но следует отдать должное, он гарантирует максимальную прочность и теплопроводность угла.

Замок « в коренной шип»

Такое соединение считается самым эффективным в плане сохранения тепла. В народе бытует определение его, как «теплый угол»». Поэтому оно считается самым популярным при строительстве домов из бруса.

1. Технологический процесс заключается в изготовлении в одном из сопрягаемых брусов паза, а в другом шипа, аналогичных размеров и их дальнейшем совмещении.
2. При изготовлении дома укладка утеплителя, которым может быть льняное или джутовое полотно и войлок, обязательна.
3. При этом главным условием минимальных теплопотерь является плотное совмещение элементов соединения.
4. Дополнительно для повышения прочности конструкции дома, необходимо чередовать в угловых венцах шипы с пазами и скреплять их круглыми деревянными нагелями.
5. При применении в скреплениях нагелей, присеков и курдюков необходимо оставлять между элементами замка ветикальные щели, они будут служить компенсатором при усадке дома.

Крепление «в полдерева»

Это довольно простой способ врубки углов. Осуществляется он путем поперечного пропила половины толщины бруса, что и послужило наименованию метода. Перед началом сборки в точках возле угловых соединений просверливается отверстие для установки нагеля или шпонки. Нагель должен перекрывать сразу несколько венцов сруба.

Скрепление «в лапу»

Сходен с креплением «в полдерева» но срез выполняется под углом, что способствует сохранению тепла.

Соединение «Ласточкин хвост»

Самой надежной, прочной и практически не имеющей теплопотерь является Т-образная врубка «Ласточкин хвост». По сути, это коренной шип только не прямоугольной, трапецеидальной формы. Пазы выполняются аналогичным образом. Это довольно трудоемкий и дорогостоящий способ скрепления бруса.

Кроме традиционного ласточкиного хвоста выделяют целый ряд других Т-образных соединений бруса:

• замочный паз на вставном шипе;
• симметричный трапециевидный шип, или «сковородня»;
• прямоугольный шип, или «полусковородня»;
• асимметричный трапециевидный шип, или «глухая сковородня»;
• прямой паз на коренном шипе.

Способы продольного соединения

В строительстве иногда нужен брус длиннее стандартного размера, который равняется 6 метрам. Поэтому возникает необходимость продольного сращивания бруса. В этих случаях применяются уже знакомые способы «в полдерева», «в шип» и «на шпонке. Однако самым прочным и надежным способом продольного соединения считается косой замок. Он боле трудоемкий и сложный в изготовлении, но оно того стоит.

Металлические крепежи для бруса

Крепеж для бруса – это специальные элементы, выполненные из легированных сплавов, применяющиеся для соединения деревянных конструкций. Они могут быть как отечественного, так и зарубежного производства. Среди множества крепежных изделий можно выделить сложные детали: опоры, уголки, муфты и шайбы, и простые элементы: анкера, шурупы, гвозди и скобы.

Сложный крепеж

Опора – крепежная перфорированная деталь, изготавливаемая из стального профиля толщиной от 2 мм и подвергаемая нанесению антикоррозионного слоя цинка. Представляет собой уголковообразную конструкцию и служит для крепления балок перекрытия к стене дома. Опору по виду конструкции можно разделить на крепеж открытого и закрытого типа. Соединяют ее с брусом шурупами, саморезами или гвоздями. Выпускаются опоры для всех типоразмеров бруса.

Муфты с шайбами представляет собой гайку М20 со шпилькой приваренную к металлической пластине. Основным назначением является компенсация усадки бруса.

Уголки соединительные, производятся из листового проката толщиной от 2 мм и оцинковываются. Угловой крепеж выпускается в перфорированном варианте длиной от 120 до 175 мм. Выбор изделий осуществляется в зависимости от веса конструкции.

Простой крепеж

Нагели могут быть металлическими и деревянными. В качестве материала для из производства используют арматуру. Они применяются для скрепления венцов из бруса между собой. Металлические нагели обладают высокой прочностью и в состоянии предотвратить любую деформацию лесоматериала. Однако ввиду рифленой поверхности, которая может нарушить структуру деревянного массива, и несовместимости металла и дерева целесообразнее применять деревянные нагели.

Они изготавливаются, как правило, из березы или других твёрдых пород древесины. Прочность деревянных элементов почти не уступает надежности металлических изделий, при этом идеально подходят для дома из бруса, предотвращая его деформацию. Производятся нагели из дерева круглого и квадратного сечения.

Пружинный узел «Сила»

Изделие представляет собой болт с пружиной и резьбой по дереву, изготовленный из высокопрочного антикоррозионного сплава. Крепление бруса таким элементом, как Узел «Сила», обеспечивает прочность и устойчивость соединения, и отсутствие деформации и кручения. Кроме этого, изделие дополнительно нагружает сами венцы, что препятствует образованию трещин и зазоров в процессе усадки. Рекомендуемая установка крепежных узлов на один брус не менее 4 штук.

Гвозди, металлические скобы

Гвозди, равно как металлические скобы, являются неплохим крепежным изделием, но не для бруса. Применение их для соединения бруса ошибочно. Гвозди поддаются коррозии и приходят в негодность, при этом портя древесину. Исходя из этих недостатков, следует отказаться от применения гвоздей и металлических скоб.

Поскольку при помощи гвоздей любая конструкция скрепляется накрепко, ими лучше соединять детали, а не сколачивать стены.

Деревянный тип — имеет такие свойства, как впитывать и отдавать влагу, поэтому соединение бруса должно быть подвижным.

А так же можете посмотреть видео Крепление бревен нагелями

8 способов сделать стыковые соединения, удерживающие

Любое соединение, которое стыкует волокна торца с концом волокна, будет слабым, потому что вы склеиваете древесные волокна на их пористых концах, а не вдоль их сторон. (Представьте, как вы пытаетесь склеить две соломинки для питья на концах, а не по бокам.) К счастью, вы можете укрепить сквозные соединения в тех редких случаях, когда они необходимы, например, при соединении двух частей карниза на кронштейне. длинная стена или максимально использовать детали, которые слишком короткие для вашего проекта, но слишком длинные, чтобы их выбросить.

Если говорить об основах, вы должны либо добавить армирующие элементы, такие как пластины, дюбели или винты, либо разрезать соединение таким образом, чтобы создать механическую прочность и обнажить больше шероховатости поверхности или кромки для более прочного соединения, например, соединение, показанное выше , с фрезерованием с шарнирно-пальцевой коронкой. Ознакомьтесь с этими восемью решениями, от простых до красивых.

Простые практичные бретели

Используйте простые металлические или фанерные ремни для усиления стыковых соединений там, где они могут быть спрятаны или где внешний вид не важен, например, на задней стороне широкой коронки, где вы не можете позволить себе отходы.Изготовление ремней нестандартного размера из ¹ ⁄ ₄ «фанера экономит ваши деньги и обеспечивает прочную склеиваемую поверхность.

Чтобы установить деревянную ленту, обрежьте ее настолько широко, насколько позволяет заготовка. Если вы соединяете детали с профилем на противоположной стороне, например, в литье, расположите отверстия для винтов над наиболее толстыми точками профиля — например, на вершине гребня или кривой.

Чтобы сделать соединение, приклейте и прикрутите одну сторону ремешка к заготовке. После высыхания клея приклейте вторую половину ремешка и прижмите сборку к плоской поверхности.Для получения плотного соединения приподнимите другую заготовку примерно на ¹ ⁄ ₄ «на расстоянии 3 футов от соединяемого конца. Затем сожмите детали вместе, добавляя крепежные винты, как показано ниже . Разложите обе детали ровно и дайте клею высохнуть, прежде чем работать с соединением.

Восемь # 8×1 / 2 «шуруп для дерева с плоской головкой s плюс клей держать этот конец в конец коронка стыка плотно прилегает.

Винты с отверстием в кармане

Вот еще один простой способ быстро затянуть стыковые соединения.Для установки винтов с отверстиями для карманов используйте приспособление для сверления отверстий под углом, чтобы просверлить отверстие под углом в одной заготовке и в другой. Винт, вставленный в отверстие, стягивает детали вместе, как показано на рисунке ниже . Заготовки должны быть не менее ¹ ⁄ ₂ «толщиной (используя винты 1»), и вы можете прикрепить детали 1 ¹ ⁄ ₂ «или толще, используя 2 ⁵ ⁄ ₈ Винты. Подробнее об изготовлении столярных изделий с прорезями.

Карманные отверстия просверлены сзади лицо (верх) не видно спереди.Затем винт тянет куски вместе (внизу).

Шлицы обеспечивают внутреннюю прочность

Шлицы создают поверхность клея лицом к лицу, которая сопротивляется изгибу. Используйте сквозные шлицы для простого соединения с видимыми шлицами. Отметьте каждое соединение на его верхней поверхности и установите пильный диск ³ ⁄ ₄ «высокий?» — половина длины шлицев. Сориентируйте верхние грани каждой детали относительно параллельного упора, чтобы обеспечить одинаковое положение канавок между деталями. Чтобы обеспечить устойчивость очень длинных деталей, добавьте вспомогательный упор.Используя подкладочный блок, чтобы остановить отрыв, прорежьте пропилы на концах, чтобы образовалась канавка шириной в одну треть толщины вашей ложи.

Затем выровняйте и выпилите шлицевую заготовку по ширине и общей глубине канавок. Сделать шлицы можно из фанеры или цельной заготовки. Если вы выбираете цельную заготовку, как показано под , сориентируйте шлицевое зерно параллельно с зернистостью заготовки. Вставьте шлиц; затем склеиваем и зажимаем детали.

Этот шлиц измеряет треть толщина соединяемых деталей, с перпендикулярным движением зерна к длине шлица.

Чтобы немного поработать, создайте скрытый шлиц, подобный показанному ниже , который исчезает после сборки соединения. Мы сделали это соединение с использованием ¹ ⁄ ₄ Прямая фреза на настольном фрезере. Установите высоту фрезы чуть больше половины ширины ваших шлицев. Затем отрегулируйте упор фрезерного стола, чтобы центрировать фрезу по толщине концов заготовки.

Закруглите углы шлицев для плотно прилегает к пазу, но разрезать шлицы на 1/32 дюйма уже, чем комбинированные глубины прорезей.

Затем создайте простое приспособление, которое будет направлять ваши заготовки. Из обрезков немного толще ваших заготовок вырежьте две стопорные планки. Разместите их на расстоянии, вдвое превышающем ширину вашей заготовки, за вычетом пазов с обоих краев. Затем прикрепите крестовину ¹ ⁄ ₂ «шире, чем высота долота, для дополнительной безопасности и контроля. Закрепите соединенные стопорные блоки готового приспособления на упоре стола фрезерного станка так, чтобы они находились на одинаковом расстоянии от долота, как показано ниже .Чтобы небольшие ошибки регулировки упора не приводили к образованию неровного стыка, отметьте верхние грани ваших заготовок так, чтобы они были обращены к вам во время фрезерования пазов. С помощью нажимной кнопки прижмите заготовку к упору фрезера и вниз по краю правого упора к столу фрезера. Сдвиньте заготовку к левому упору, как показано под , и поднимите ее над битой.

Этот тестовый лом удерживается на нажимной подушке. плотно прижат к ограждению маршрутизатора. Добавлять высокий вспомогательный забор, чтобы долго держать заготовки от опрокидывания.

Сверло и дюбель

Дюбель, показанный под , обеспечивает еще одно невидимое соединение. Соедините соединяемые детали встык и отметьте положения дюбелей на обеих сторонах. Расположите приспособление для установки шпонок по меткам и просверлите отверстия ¹ ⁄ ₁₆ «глубже, чем половина длины дюбеля. На одной детали нанесите клей в отверстия, вставьте дюбели и прижмите их к плоской поверхности. На другой детали приклейте концы волокон и отверстия, прижмите детали и зажимайте до тех пор, пока сухой.

Шарф со скосом

Обрезая концы под углом перед их соединением, вы обнажаете более длинное волокно для лучшего сцепления. Чем острее угол, тем больше и лучше поверхность склеивания. Например, скос в 45 ° увеличивает поверхность склеивания примерно на 40 процентов и помогает скрыть линию стыка на профилированной поверхности. Чтобы подобрать углы, отрежьте один конец на одной стороне пильного диска и ответный конец на противоположной стороне, как показано ниже . Даже если угол наклона вашего лезвия немного отличается от 45 °, детали будут совпадать.

Обрезать концы корона на противоположные стороны лезвия для плотного стыка встык.

Чтобы соединить половинки, прижмите нижнюю к плоской поверхности. Затем прижмите верхнюю часть к скосу нижней части. При необходимости выровняйте детали с помощью линейки.

Соединения косынки

Попробуйте это соединение для еще большей поверхности склеивания. Начните с изготовления угловой направляющей 4: 1, которая более чем вдвое превышает ширину заготовки.(Направляющая, показанная на фотографиях, имеет размеры 5×20 дюймов для заготовки шириной 2 дюйма). Идентичные шипы по обеим сторонам треугольника помогают расположить ее на лицевой стороне обеих заготовок, как показано ниже . Отметьте углы на обеих заготовках и выпилите их с точностью до ¹ ⁄ ₃₂ »линий на отводных сторонах.

Чтобы отметить более широкие молдинги, просто увеличить размер этого Угловая направляющая 4: 1.

Затем вставьте прямую биту в маршрутизатор. Зажмите направляющую вместе с заготовкой на твердой поверхности, например на верстаке, так чтобы край заготовки выступал.Поместите треугольный кусок обрезка, снятый ленточной пилой, под наклонной направляющей и рядом с узким наконечником, как показано под , чтобы помочь стабилизировать основание маршрутизатора и закрепить разрез на кончике. Затем обрежьте оставшиеся отходы до отмеченной линии. Переверните направляющую вверх дном и фрезеруйте вторую заготовку.

Проведите краем основания маршрутизатора вдоль направляющая угла 4: 1 для плавного приклеиваем край.

Чтобы собрать соединение, склейте скошенные края и слегка скрепите их, чтобы оба края образовали прямые линии.Затем прижмите обе детали к плоской поверхности, чтобы они не соскользнули, когда вы скрепите соединение вместе, как показано на рисунке ниже.

Угол 4: 1 увеличивает этот шарф. склеиваемая поверхность стыка подробнее чем 450 процентов.

Базовые полунахлесточные соединения

Привлекательные, прочные и легкие в изготовлении на столовой пиле или фрезерном столе, стыки внахлест образуют склеиваемые поверхности лицом к лицу. Чем больше перекрытие, тем лучше связь.

Чтобы сделать простое соединение внахлест, начните с разметки надрезов.Для одинаковых нахлестов поместите обе заготовки рядом так, чтобы концы были заподлицо, а на одной части была видна сторона вверх, а на другой — вниз. Отметьте «X», где вы будете разрезать колени на каждой части; затем наметьте линию на обеих частях и протяните линии от граней до краев на обеих частях, как показано ниже .

Используйте ширину ваших заготовок для обозначения длины нахлеста.

Далее устанавливаем набор дадо не менее ⁵ ⁄ ₈ «шириной в столовой пиле и установите высоту лезвия, чтобы разрезать половину толщины ваших заготовок.Проверьте посадку соединения с помощью лома, как показано на рисунке ниже . Лица тестовых обрезков должны быть заподлицо, твердое дерево должно касаться дерева в нахлестах.

Отрегулируйте высоту лезвия дадо использование пробных надрезов на ломе большей толщины как заготовки.

Теперь вырежьте дадо от отмеченных линий стыка до концов, как показано под . Удлинитель углового калибра помогает позиционировать каждый проход и уменьшает отрыв. (Один кусок будет наклеен внешней стороной вниз.)

Дадо начало и конец нахлестать обе детали вместе.Затем удалите промежуточный материал.

Затем проверьте соединение, как показано на рисунке под , и проверьте наличие зазоров между нахлестами или между верстаком или верхней частью пилы и одной из поверхностей. Приклейте и зажмите нахлёстки для постоянного соединения.

Это соединение внахлест создает прочное соединение граней между кусочки. Вы можете увеличить или уменьшите перекрытие по мере необходимости.

Планшеты внахлестку

Это соединение сочетает в себе прочность соединяемых деталей с большой клеевой поверхностью соединения внахлест.Для этого прибавьте ¹ ⁄ ₄ «на ширину заготовки. (Вы удалите его позже, когда будете настраивать соединение.) Затем измерьте это расстояние от конца заготовки. Отметьте обе детали одновременно, как описано для базового соединения внахлест. Продублируйте эти отметки на паре образцов по толщине ваших готовых заготовок.

Используйте ту же настройку дадо, что и для основного полунахлеста, но вместо этого установите высоту лезвия ровно на одну треть толщины ваших заготовок.Затем сделайте канавку на обеих частях и двух испытательных образцах от краевых отметок до концов, как показано на рисунке ниже.

Для идеального совмещения половинок круга, поставьте обе детали рядом сторона в то же время.

Теперь установите высоту лезвия дадо ровно на две трети толщины заготовки. Используя кусочки лома, проверьте и отрегулируйте глубину дадо, пока более толстая часть по направлению к концу не будет находиться в более тонкой части, чтобы грани обеих частей были на одном уровне, как показано на рисунке ниже.

Рифленый угол одного теста кусок должен просто касаться дадо снизу в другом.

Измерьте расстояние от плеча дадо до половины ширины заготовки и поставьте там отметку. Приложив обе детали к угловому калибру, сделайте два прохода, чтобы определить ширину этой второй пары дадо, как показано ниже . Затем вырежьте оставшиеся папочки.

Обрежьте обе части вплотную в то же время для соответствия ширина дадо.

Чтобы обеспечить плотное соединение, постепенно обрежьте концы каждой детали отдельно, пока оба не войдут в более глубокие дадо, как показано на ниже . Затем склейте и закрепите детали для соединения, которое показывает, что вы можете стильно растянуть доску.

Кусочки плоского стыка внахлестку соединиться вместе, чтобы сформировать как механическое соединение и прочное клеевое соединение.

Тяжелые пиломатериалы из массива — Канадский совет по древесине

Элементы из массивных пиломатериалов в основном используются в качестве основных конструктивных элементов при строительстве столбов и балок.Термин «тяжелая древесина» используется для описания массивных пиломатериалов, которые имеют наименьший размер поперечного сечения 140 мм (5-1 / 2 дюйма) или более. Древесина больших размеров обеспечивает повышенную огнестойкость по сравнению с объемной древесиной и может использоваться для удовлетворения требований к конструкции из тяжелой древесины, изложенных в Части 3 Национального строительного кодекса Канады.

Пиломатериалы производятся в соответствии с CSA O141 Пиломатериалы хвойных пород и сортируются в соответствии со Стандартными правилами классификации канадских пиломатериалов NLGA.

Есть две категории пиломатериалов; прямоугольные «Балки и стрингеры» и квадратные «Столбы и бревна». Балки и стрингеры, больший размер которых превышает меньший размер более чем на 51 мм (2 дюйма), обычно используются в качестве изгибаемых элементов, тогда как стойки и бревна, больший размер которых превышает меньший размер на 51 мм (2 дюйма) или меньше. , обычно используются как столбцы.

Пиломатериалы имеют размер от 140 до 394 мм (от 5-1 / 2 до 15-1 / 2 дюйма). Наиболее распространенные размеры варьируются от 140 x 140 мм (5-1 / 2 x 5-1 / 2 дюйма) до 292 x 495 мм (11-1 / 2 x 19-1 / 2 дюйма) при длине от 5 до 9 м. (От 16 до 30 футов).Размеры до 394 x 394 мм (15-1 / 2 x 15-1 / 2 дюйма) обычно доступны из Западной Канады в комбинациях пород Дугласская пихта-лиственница и Подол-пихта. Пиломатериалы из комбинаций ель-сосна-пихта (S-P-F) и северных пород доступны только в меньших размерах. Можно приобрести пиломатериалы длиной до 9,1 м (30 футов), но наличие пиломатериалов большого размера и длины всегда следует согласовывать с поставщиками перед указанием. Таблица доступных размеров древесины приведена ниже.

Обе категории деревянных балок, Балки и Стрингеры, Столбы и Бревна, содержат три класса напряжений: Выберите Структурный, No.1 и 2, а также два класса без напряжений (Standard и Utility). Классам напряжений присваиваются расчетные значения для использования в качестве элементов конструкции. Классам без напряжений не присвоены расчетные значения.

№ 1 или № 2 — наиболее распространенные марки, указанные для конструкционных целей. № 1 может содержать различное количество Select Structural в зависимости от производителя. В отличие от пиломатериалов канадских размеров, существует разница между расчетными значениями для классов №1 и №2 для пиломатериалов. Выберите «Структурный», если требуется высочайшее качество внешнего вида и прочности.

Классам Standard и Utility не присвоены проектные значения. Древесина этих сортов разрешена для использования в конкретных приложениях строительных норм, где высокая прочность не важна, например, в блокировке или коротких связях.

Поперечная распиловка может повлиять на сорт древесины в категории «Балки и стрингеры», поскольку допустимый размер сучка варьируется по длине куска (на концах допускается сучок большего размера, чем посередине). При поперечной резке пиломатериалы должны быть подвергнуты повторной сортировке.

Древесина обычно не маркируется (маркируется штампом), и для подтверждения этой марки можно получить сертификат завода.

Большой размер древесины делает сушку в печи непрактичной из-за напряжений при сушке, которые могут возникнуть из-за разного содержания влаги внутри и снаружи древесины. По этой причине пиломатериалы обычно обрабатываются в зеленый цвет (содержание влаги выше 19 процентов), а содержание влаги в пиломатериалах при доставке будет зависеть от количества воздуха, прошедшего сушку.

Как и размерная древесина, древесина начинает давать усадку, когда ее влажность падает ниже примерно 28 процентов. Древесина, выставленная на открытом воздухе, обычно дает усадку от 1,8 до 2,6 процента по ширине и толщине, в зависимости от породы. Древесина, используемая в закрытых помещениях, где воздух часто более сухой, испытывает большую усадку — от 2,4 до 3,0 процента по ширине и толщине. Изменение длины в любом случае незначительно. При проектировании и строительстве следует учитывать ожидаемую усадку.При проектировании соединений следует также учитывать усадку.

Незначительные трещины на поверхности древесины обычны как во влажных, так и в сухих условиях эксплуатации. Эти проверки поверхности были учтены при определении проектной прочности. Проверки в столбцах не имеют структурного значения, если проверка не перерастет в сквозное разделение, которое разделит столбец.

Для получения дополнительной информации см. Следующие ресурсы:

Гильдия лесорубов

Международная ассоциация строителей бревен

BC Ассоциация производителей бревен и деревянных конструкций

Гибридные соединения для деревянных конструкций

Прочность болтовых соединений древесины под действием поперечной силы | Journal of Wood Science

Факторы, определяющие характеристики материала

Прочность заделки, которая является одной из наиболее важных характеристик материала для болтовых соединений, обычно определяется в ходе испытаний с использованием американского подхода [3] или европейского подхода [4] как показано на рис.2. Используются образцы различной конфигурации и размеров [5, 6]. В американском подходе крепеж помещается на образец древесины с полукруглым отверстием, и к образцу древесины прикладывается равномерная сила по длине крепежа. Согласно европейскому подходу, образец дерева и стальная опора соединяются с помощью застежки, а к концам застежки прикладывается усилие через стальную опору. Формы кривых погружения «напряжение – деформация», параллельных зерну, не показывают различий между этими подходами.Однако перпендикулярные волокну показывают разницу в увеличении нагрузки после предела текучести [7, 8]. Предел текучести заделки можно получить из испытаний, основанных на обоих подходах, но предел текучести за пределом текучести получают только из испытаний, основанных на европейском подходе. Прочность заделки согласно ASTM [3] рассчитывается с использованием «метода смещения 5%», а согласно EN383 [4] рассчитывается от максимального напряжения заделки до 5 мм.

Тесты встраивания. — это американский подход . b Европейский подход

Прочность заделки древесины увеличивалась пропорционально увеличению плотности древесины и уменьшалась с увеличением диаметра застежки [5, 7, 9, 10]. Линия регрессии прочности заделки в зависимости от плотности древесины и диаметра крепежа была исследована для оценки прочности заделки при проектировании. Когда диаметр застежки находился в диапазоне 8–30 мм, прочность заделки или прочность заделки, деленная на плотность, линейно уменьшалась по мере увеличения диаметра застежки [7, 9, 11].Эта тенденция наблюдалась при прочности заделки параллельно и перпендикулярно волокну, и разница между прочностью заделки параллельно волокну и прочностью перпендикулярно зерну уменьшалась по мере уменьшения диаметра крепежа [7, 12]. Еще одним фактором, изменяющим прочность заделки, является влажность (MC). Соотношение между MC и отношением прочности заделки при данном MC к этому при MC 12% было получено из данных в отчетах [13, 14].Когда MC была меньше точки насыщения волокна, отношение прочности заделки параллельно волокну изменялось в среднем примерно на 3,4% на 1% MC, тогда как соотношение прочности перпендикулярно зерну изменялось в среднем примерно на 3,2% на 1%. 1% MC.

Так же, как на прочность заделки влияет плотность древесины, на прочность болтового соединения под действием боковой силы обычно также влияет плотность древесины. Нагрузка при предельной пропорциональности, жесткости и максимальной нагрузке болтовых соединений показала более высокие значения по мере увеличения плотности породы дерева [15–17].Однако в некоторых случаях максимальная нагрузка болтового соединения перпендикулярно волокну явно не зависела от плотности древесины [18]. Нагрузка болтового соединения перпендикулярно волокнам постоянно увеличивалась после податливости, а скольжение при разрушении часто зависело от породы дерева. Характеристики нагрузки-скольжения болтовых соединений для различных пород древесины могут влиять на максимальную нагрузку.

Характеристики болта также влияют на прочность на сдвиг болтового соединения.Экспериментально исследованы характеристики скольжения болтовых соединений с использованием болтов с пределом прочности на разрыв 480, 530 и 640 МПа. Когда отношения толщины основного элемента к диаметру болта (, /, ) составляли 8 и 12, образец с более высокой прочностью болта имел тенденцию демонстрировать более высокий предел текучести. Однако образец с более высокой прочностью болта показал меньшее скольжение при максимальной нагрузке, чем образец с более низкой прочностью болта, а максимальные нагрузки болтовых соединений не имели отношения к прочности болта [19, 20].

Поверхность болтов, используемых в болтовых соединениях древесины, обычно гладкая. При использовании болта с шероховатой поверхностью в болтовых соединениях экспериментальные результаты показали, что трение между болтом и деревом увеличивается [21, 22]. Максимальная нагрузка болтового соединения с шероховатой поверхностью и соотношением l / d , равным примерно единице, была в 1,2–1,4 раза больше, чем с гладкой поверхностью.

Геометрический фактор

Trayer [15] провел обширное исследование болтовых соединений и сообщил о связи между напряжением на пределе пропорциональности и соотношением l / d .Испытания на сдвиг с различными соотношениями l / d были проведены многочисленными исследователями для основных типов болтовых соединений, показанных на рис. 3, включая соединения с двойным сдвигом с деревянными лонжеронами [15, 23–26], стальная сторона пластины [15, 19, 26–28] и стальные пластины с пазами [17, 19, 26], а также одинарные соединения сдвига с деревянными лонжеронами [23, 26] и стальными боковыми пластинами [26]. Болтовые соединения с большим соотношением l / d имели тенденцию демонстрировать более высокие нагрузки при пропорциональном пределе и нагрузке текучести, и эти нагрузки демонстрировали почти постоянные значения, когда соотношение l / d было больше некоторого значения.Это соотношение между этими нагрузками и отношениями l / d является результатом деформации болтовых соединений. В качестве примера, соотношение между нагрузкой текучести болтового соединения со стальной пластиной с пазами и соотношением l / d показано на рис. 4a, а режимы текучести болтового соединения показаны на рис. 4b. Когда соотношение l / d мало, нагрузка на пластичность болтового соединения увеличивается с увеличением отношения l / d , потому что болт остается прямым во время текучести (режим A).Когда соотношение l / d больше, момент текучести дюбеля достигается в нескольких точках, и в болте образуются пластиковые петли (режим B). При дальнейшем увеличении соотношения l / d расстояние между пластиковыми петлями остается почти постоянным, и нагрузка текучести не увеличивается (режим C). В случае болтовых соединений с деревянными лонжеронами нагрузка на пропорциональном пределе болтового соединения с фиксированной толщиной основного элемента увеличивалась по мере увеличения отношения толщины лонжерона к диаметру болта.Однако начальная жесткость болтового соединения не зависела от толщины лонжерона [23].

Основные болтовые соединения. a Соединения с двойным сдвигом и деревянными лонжеронами. b Соединение с двойным сдвигом и стальными боковыми пластинами. c Соединения с двойным срезом и стальной пластиной с пазами. d Соединение, работающее на одинарное срезание, с деревянным лонжероном. e Соединения, работающие на одинарное срезание, со стальной боковой пластиной

Нагрузка на текучесть и режим текучести болтового соединения со стальной пластиной с пазами. a Типичное соотношение между пределом текучести болтового соединения и отношением толщины основного элемента к диаметру болта ( l / d ). b Типичные режимы текучести болтового соединения при различных соотношениях l / d . l толщина основного элемента, d диаметр болта

Предел нагрузки болтового соединения, параллельного волокну, с большим соотношением l / d отличался от его предела текучести, хотя предел текучести при заливке древесины был близок к пределу прочности при заливке [7, 19, 28 ].Это произошло потому, что, когда соотношение , / d велико, лонжероны сильно прижимаются к основному элементу из-за эффекта каната в результате повышенной деформации изгиба болта. Следовательно, трение между основными и лонжеронами увеличивается, и предельная нагрузка болтового соединения больше, чем нагрузка текучести. Когда болтовое соединение было приложено в направлении, перпендикулярном волокну, нагрузка увеличивалась по мере развития скольжения, поскольку напряжение погружения, перпендикулярное волокну, постоянно увеличивалось после деформации [18–20].Когда соотношение l / d было большим, а расстояние между концом и краем было достаточно большим, разрушение трещины от входного отверстия до конца деревянного образца практически не наблюдалось в образцах [19, 20]. В результате, хотя предел текучести болтового соединения, перпендикулярного волокну, был меньше, чем нагрузка, параллельная волокну, предельная нагрузка первого иногда была больше, чем второго.

Соотношение l / d влияет на скольжение при выходе из строя болтовых соединений.Болтовые соединения с малыми отношениями l / d были склонны к хрупкому разрушению, а соединения с большими отношениями l / d показали большие предельные проскальзывания [17, 19, 27, 28].

Также были проведены многочисленные исследования влияния межосевых и краевых расстояний на прочность на сдвиг болтовых соединений. Для болтовых соединений, параллельных волокну, с использованием мягкой древесины под действием растягивающего усилия, Trayer рекомендовал соотношение между торцевым расстоянием основного элемента и диаметром болта ( e ₁ / d ) 7 или более и отношение расстояния до края основного элемента к диаметру болта ( e ₂ / д ) из 1.5 или больше. Для одного перпендикуляра к волокну для e было рекомендовано значение четыре или более. ₂ / d отношение. Эти значения были получены на основе проверки нагрузки на пределе пропорциональности. Однако в других исследованиях было замечено, что влияние концевых и краевых расстояний на прочность на сдвиг болтовых соединений различается в зависимости от вида прочности на сдвиг.

В случаях, когда болтовые соединения параллельны волокну, нагрузки на текучесть болтовых соединений с отношениями l / d 2–8 практически не зависели от e . ₁ / d , когда оно находилось в диапазоне 4–10.Максимальная нагрузка болтового соединения с соотношением l / d не более 3,3 не зависела от e . ₁ / d соотношение , когда e ₁ / d соотношение было не менее 4,5; однако, когда соотношение l / d было 8, предельная нагрузка имела тенденцию к увеличению, так как e ₁ / d соотношение увеличено.Проскальзывания при максимальных нагрузках на болтовые соединения с передаточными числами l / d 2–8 имели тенденцию к увеличению по мере того, как e ₁ / d соотношение увеличено. Что касается краевого расстояния, то на предел текучести, предельную нагрузку и максимальную нагрузку болтового соединения с соотношением l / d не более двух практически не повлияло e . ₂ / d соотношение , когда e Отношение ₂ / d находилось в диапазоне 1.5–6. Когда соотношение l / d было восемь, а e ₁ / d отношение было семь или более, предельные нагрузки болтовых соединений с e ₂ / d отношения 3 и 6 были больше, чем у e ₂ / d отношение 1,5 [17, 28, 29]. Когда распределение напряжений болтовых соединений, параллельных волокну, было получено с помощью трехмерного анализа методом конечных элементов, было обнаружено, что напряжение сжатия, параллельное волокну, растягивающее напряжение, перпендикулярное волокну, и напряжение сдвига, возникающее в выводном отверстии древесины. элемент, тогда как растягивающее напряжение, перпендикулярное волокну, возникло на конце деревянного элемента [30].Болтовые соединения с малыми и Отношения ₁ / d склонны к разрушению из-за раскола на конце деревянного элемента и часто демонстрируют хрупкое разрушение при низких нагрузках [31]. Болтовые соединения с большими e Отношения _1, / d показали отказ подшипника в деревянном элементе и склонность к пластичному поведению. Кроме того, когда растягивающее напряжение, перпендикулярное волокнам, и напряжение сдвига возникали в выводном отверстии деревянного элемента, в болтовых соединениях с малыми и могли возникать разрушения из-за раскола или сдвига, вызванные этими напряжениями. ₂ / d отношения.Только что описанные экспериментальные результаты будут связаны с режимом разрушения и хрупким и / или пластичным поведением.

Следующие результаты были получены для болтовых соединений, перпендикулярных волокну, с соотношением l / d 1,8. Болтовые соединения с e ₂ / d соотношение двух показало почти постоянную нагрузку на пропорциональном пределе, когда e ₁ / d соотношение было не меньше двух и показало почти постоянную максимальную нагрузку, когда e ₁ / d соотношение было не менее четырех.Болтовые соединения с e ₁ / d отношение 10 показало почти постоянную нагрузку на пропорциональном пределе, когда e ₂ / d соотношение было не менее двух и показало большую максимальную нагрузку, чем e ₂ / d соотношение увеличено. Когда болтовое соединение, перпендикулярное волокну, имело отношение l / d 4–12,5, e ₁ / d соотношение 3.1–25 и e ₂ / d передаточное отношение 2,5–12,5, максимальная нагрузка увеличилась по мере того, как e ₁ / d и e ₂ / d отношения увеличились [32–34]. Когда болтовое соединение с малым соотношением l / d подвергалось воздействию поперечной силы, перпендикулярной волокну, значительное растягивающее напряжение, перпендикулярное волокну, возникало в выводном отверстии, и это напряжение могло вызвать разрушение раскола из-за ведущее отверстие к концу деревянного элемента [35, 36].Если бы концевые и краевые расстояния были достаточно большими, можно было бы избежать хрупкого разрушения из-за раскалывания деревянного элемента. Кроме того, если в болтовом соединении произошел отказ подшипника, а не раскол, нагрузка продолжала бы увеличиваться с увеличением скольжения из-за характерного поведения напряжения погружения, перпендикулярного волокну, наряду с деформацией. Такая тенденция наблюдалась в болтовых соединениях с большими l / d , e ₁ / d и e ₂ / d отношения.На максимальную нагрузку болтового соединения, перпендикулярного волокну, будет сильно влиять комбинация l / d , e ₁ / d и e ₂ / d отношения.

Факторы, относящиеся к сборке болтовых соединений

В реальных деревянных конструкциях элементы часто соединяются несколькими болтами, а входные отверстия элементов обычно не меньше диаметра болта для облегчения сборки.Прочность на сдвиг множественных болтовых соединений исследовалась многочисленными исследователями [37]. В случае деревянного элемента, на который действует поперечная сила, параллельная волокну, с одним рядом болтов в направлении нагрузки, максимальные нагрузки на болт болтовых соединений со стальными боковыми пластинами и соотношение l / d 2,5 были почти такими же, когда количество болтов варьировалось от одного до трех [38]. Когда соотношение l / d составляло четыре, предельная нагрузка на болт уменьшалась при использовании четырех или более болтов, тогда как при соотношении l / d , равном 6–8, она уменьшалась по мере увеличения количества болтов. увеличился с одного до шести [33].При соотношении л / d , равном четырем, грузоподъемность на один болт болтовых соединений с деревянными лонжеронами уменьшалась, когда количество болтов было три или более, а при соотношении л / d из шести уменьшилось, когда количество болтов было пять и более [39]. Податливость и предельные нагрузки на болт болтовых соединений со стальными пластинами с прорезями и передаточным отношением l / d , равным 6,3, уменьшались по мере увеличения количества болтов с одного до шести и уменьшения скорости текучести на болт. при увеличении количества болтов почти равнялась предельной нагрузке [40].В случае болтовых соединений, на которые действует поперечная сила, перпендикулярная волокну, с одним рядом болтов, перпендикулярным направлению нагрузки, предельная нагрузка на болт болтовых соединений со стальными вставными пластинами и l / d коэффициент 6,9 уменьшался, когда количество болтов было два или более [40]. В целом прочность на сдвиг нескольких болтовых соединений была меньше, чем у одного болтового соединения, умноженного на количество болтов. Однако отношения между прочностью на сдвиг болтовых соединений и количеством болтов в разных отчетах различались.Разные результаты могли быть вызваны соотношением между конфигурацией стыка, геометрией стыка и характеристиками породы дерева.

Когда диаметр входного отверстия деревянного элемента был больше диаметра болта, условия контакта между деревом и болтом изменились по сравнению со случаем отсутствия зазора, и распределение напряжения вдоль входного отверстия изменилось по мере зазора стал больше [41]. Зазор между ведущим отверстием и болтом имел большее влияние на прочность на сдвиг нескольких болтовых соединений, чем у одиночных болтовых соединений, поскольку зазор препятствовал равномерной нагрузке на все болты.Результаты экспериментов и анализов показали, что начальная жесткость и предельная нагрузка уменьшаются, когда диаметр входного отверстия был больше диаметра болта, при условии, что предельное скольжение увеличивалось с увеличением зазора [38, 42]. Шероховатость поверхности отверстия в деревянном элементе, созданном сверлом, зависела от конфигурации сверла и скорости его подачи. Шероховатость поверхности влияла на напряжение опоры, и максимальная нагрузка образца с гладким отверстием была больше, чем у образца с шероховатым отверстием [43].

Когда элементы плотно соединены болтами, в болтах возникает осевое усилие из-за крепления; следовательно, в болтовых соединениях возникает сопротивление трения между элементами. Максимальные нагрузки болтовых соединений со стальными боковыми пластинами и соотношением l / d , равным 2,1, пропорционально увеличивались с увеличением осевой силы, возникающей в результате крепления [44]. В случае болтовых соединений с деревянными лонжеронами соотношение l / d равно 7.5, начальная жесткость и нагрузка текучести увеличивались при увеличении крутящего момента для закрепления; однако крутящий момент практически не повлиял на предельную нагрузку [45].

Факторы, действующие при эксплуатации

Болтовые соединения, используемые в деревянных конструкциях, подвергаются воздействию сил в различных направлениях на структуру древесины. Прочность на сдвиг болтового соединения в значительной степени зависит от направления нагрузки на волокна, и формула Ханкинсона рекомендуется для расчета прочности на сдвиг для любого направления нагрузки на волокна.Прочность на сдвиг болтовых соединений, перпендикулярных волокну, в основном была меньше, чем у соединений, параллельных волокну, и разница между последним и первым варьировалась в зависимости от соотношения l / d и вида прочности на сдвиг [19, 46] . Пределы текучести болтовых соединений, перпендикулярных волокну, с соотношением l / d , равным четырем, показали на 50–60% меньшие значения, чем значения, параллельные волокну. Нагрузки на пределе пропорциональности и нагрузки текучести перпендикулярно волокну при соотношениях l / d 8–12 показали на 20–40% более низкие значения, чем значения, параллельные волокну.Разница в максимальных нагрузках для разных направлений нагружения варьировалась в зависимости от метода испытаний. Методы испытаний на сдвиг болтовых соединений перпендикулярно волокну были разделены на типы нагрузки на растяжение и изгиб. Максимальные нагрузки, перпендикулярные волокну с соотношением l / d 8,6, полученные в результате испытаний на растягивающую нагрузку, показали значения, которые были примерно на 75% ниже, чем значения, параллельные волокну [46]. Когда предельные нагрузки болтовых соединений, перпендикулярных волокну, были получены в результате испытаний на изгибающую нагрузку, соединения с соотношением , / d , равным четырем, были примерно на 15-25% ниже, чем соединения, параллельные волокну.Однако предельные нагрузки, перпендикулярные волокну, с отношениями l / d 8–12 были почти такими же или большими, чем нагрузки, параллельные волокну [19].

Различные силы, такие как вибрация при эксплуатации, а также постоянные и временные нагрузки, действуют на деревянные соединения в течение периода их эксплуатации. Несколько исследователей сообщили о влиянии этих приложенных сил на поведение нагрузки-проскальзывания в суставах. Когда дюбельные соединения подвергались осциллирующим нагрузкам, составляющим 20 и 40% от предела текучести, секущая жесткость соединений сначала уменьшалась с увеличением количества циклов, а затем показывала постоянные значения [47].В случаях, когда циклические испытания на основе CEN [48] и ISO [49] проводились на дюбельных соединениях с соотношением l / d от 2 до 12, максимальные нагрузки на соединения со стальными боковыми пластинами при циклическом нагружении составляли ниже, чем при монотонной нагрузке. Однако максимальные нагрузки на соединения со стальной пластиной с пазами показали небольшую разницу между циклическими и монотонными нагрузками [50]. Чтобы определить влияние продолжительности нагрузки, которая является важным фактором для деревянных конструкций, модели повреждений дюбельных соединений были исследованы в зависимости от продолжительности нагрузки при длительных испытаниях [51].

В период эксплуатации деревянные стыки часто находятся в различных условиях влажности. Как описано ранее, прочность заделки древесины уменьшалась по мере увеличения MC. Нагрузка на пределе пропорциональности болтового соединения с отношением l / d , равным 3,5, также уменьшалась, когда MC увеличивался в диапазоне 8–25% [52]. Когда дюбельные соединения с соотношением , / d , равным 2,5, имели MC 50% или более, начальные значения жесткости были примерно на 50% меньше, чем значения в воздушно-сухих условиях, а также текучесть и максимальные нагрузки. были примерно на 40% меньше, чем значения в воздушно-сухих условиях [53].Однако в случае болтовых соединений с соотношением l / d , равным 8,8, максимальная нагрузка имела мало отношения к MC, хотя начальная жесткость уменьшалась по мере увеличения MC [54]. Когда древесина высыхает, в древесине возникают колебания и градиент влажности. Были проведены расчеты и эксперименты для изучения влияния этого изменения и градиента влажности в дюбельных соединениях на несущую способность, а также обсуждалось влияние напряжений, вызванных влагой [55, 56].

Прочность заклепочного соединения для режимов полного и частичного разрушения

12

, имеющиеся в литературе, подтверждают, что этот аналитический метод закрытой формы дает более точные прогнозы

для деревянных клепанных соединений. Предлагаемый метод может быть распространен на другие небольшие крепежные детали типа

дюбеля; например гвоздями и шурупами там, где более вероятно возникновение частичного раскола древесины по ширине

.

Выражение признательности

Авторы выражают благодарность Новой Зеландии компании Structural Timber Innovation Company (STIC) за финансирование этой исследовательской работы

.Также авторы хотели бы выразить свою благодарность студентам

Оклендского университета Самуэлю Вонгу и Шуай Ма, которые выполнили экспериментальную работу, связанную с клееной древесиной, как часть проекта последнего года обучения

.

Ссылки

[1] Смит И. и Фолиенте Г. (2002). «Расчет с учетом нагрузки и сопротивления деревянных соединений: международная практика и перспективное направление

». J. Struct. Англ. ASCE, 128 (1), 48-59.

[2] Franke, B., и Квенневиль, П. (2012). «Прогноз несущей способности дюбельных соединений, нагруженных

перпендикулярно волокнам для массивной древесины и изделий из дерева». Proc., 12-й WCTE, Окленд, Новая Зеландия.

[3] Йенсен, Дж. Л., Квенневиль, П., Гирхаммар, У. А., и Келлснер, Б. (2012). «Разделение деревянных балок, нагруженных

перпендикулярно волокнам, соединениями — комбинированный эффект краевого и торцевого расстояния». Строительство и строительство

Материалы, 35, 289-293.

[4] Foschi, R.O., and Longworth, J. (1975). «Анализ и проектирование гвоздей гриплам». J. Struct. Div.

ASCE, 101 (12), 2537-2555.

[5] Национальная проектная спецификация (NDS). (2012). «Национальные технические условия для деревянного строительства». Стандарт

ANSI / AWC NDS-2012, Американский совет по древесине, Вашингтон, округ Колумбия.

[6] Канадская ассоциация стандартов (CSA). (2009). «Инженерное проектирование в древесине (расчет по предельным состояниям).”CAN / CSA-

O86.09, Миссиссога, Онтарио.

[7] Шталь Д. К., Вулф Р. В. и Бегель М. (2004). «Улучшенный анализ деревянных заклепочных соединений». J. Struct. Англ.

ASCE, 130 (8), 1272-1279.

[8] Шнивинд А. П., Позняк Р. А. (1971). «О вязкости разрушения древесины пихты Дугласа». Инженерное дело

Механика разрушения, 2 (3), 223-233.

[9] Ван дер Пут, Т. А. С. М., и Лейтен, А. Дж. М. (2000). «Оценка разрушения перпендикулярных волокон балок

от сосредоточенных нагрузок на стыки.”Proc., CIB-W18, Нидерланды, статья 33-7-7.

[10] Европейский комитет по стандартизации (CEN). (2004). «Еврокод 5-Проектирование деревянных конструкций». EN 1995-1-

1: 2004, Брюссель, Бельгия.

[11] Йенсен, Дж. Л., Гирхаммар, У. А., Квенневиль, П., и Келлснер, Б. (2012). «Разделение балок, нагруженных

перпендикулярно волокну соединениями — Простые модели механики разрушения». Proc., 12-й WCTE, Окленд, Новая Зеландия.

[12] Бегель, М., Wolfe, R. W., and Stahl, D. C. (2004). «Деревянные заклепочные соединения в домашних породах США». Research

Бумага FPL-RP-619, Министерство сельского хозяйства США, Лаборатория лесных продуктов, Мэдисон, Висконсин,

[13] Касим, М., и Квенневилл, П. (2002). «Влияние междурядья на пропускную способность перпендикулярно нагруженным волокнам

деревянных стыков с несколькими деревянными соединениями». Proc., Международный совет по исследованиям и инновациям в строительстве и строительстве

, CIB-W18, Киото, статья 35-7-6.

[14] Зарнани П. и Квенневиль П. (2012b). «Эффективная толщина древесины в режимах хрупкого и смешанного разрушения древесины

заклепочных соединений». Proc., 12-й WCTE, Окленд, Новая Зеландия.

[15] Зарнани П. и Кенневиль П. (2012a). «Надежная модель текучести для прогнозирования прочности деревянного заклепочного соединения

при пластическом разрушении». Proc., 12-й WCTE, Окленд, Новая Зеландия.

[16] Зарнани П. и Квенневиль П. (2013). «Сопротивление вырыванию деревянных блоков и виды разрушения соединений деревянных заклепок

— подход, основанный на жесткости.”Журнал структурной инженерии, ASCE (в печати).

[17] Йохансен, К. У. (1949). «Теория деревянных соединений». Публикации Международной ассоциации мостов и

Structural Engineering, 9, 249-262.

[18] Бьюкенен, А. Х., и Лай, Дж. К. (1994). «Клееные клепки из сосны лучистой». Может. J. Civ. Eng., 21 (2), 340-350.

[19] Ясумура, М. (2002). «Определение параметра разрушения дюбельных соединений, нагруженных перпендикулярно к древесине

, и его применение.”Proc., CIB-W18, Япония, статья 35-7-9.

[20] Сонг, Ю. К. (2010). «Исследование прочности на растяжение перпендикулярно волокнам новозеландской сосны лучистой». Заключительный отчет по исследовательскому проекту

год, вылет. инженера по гражданским и экологическим вопросам, Оклендский университет, Окленд, Новая Зеландия.

[21] Караджабейли Э., Фрейзер Х. и Дикон У. (1998). «Сопротивление боковым и отводным нагрузкам соединений клееной клееной древесины

, выполненных из пиломатериалов». Может. J. Civ.Eng., 25 (1), 128-138.

[22] Шенмакерс, Дж. К. М. (2010). «Механизмы разрушения и разрушения древесины, нагруженной перпендикулярно волокну посредством механических соединений

». Докторская диссертация, Структурное проектирование и строительные технологии, Эйндховен

Технологический университет, Эйндховен, Нидерланды.

[23] Foschi, R.O. (1973). «Расчет напряжений и расчет заклепочных соединений из клееного бруса для перпендикулярной нагрузки древесины

.Информационный отчет VP-X-117, Департамент окружающей среды, Канадская лесная служба, Ванкувер,

Британская Колумбия.

Традиционные соединения, используемые в деревянных каркасах

В этом сообщении в блоге мы рассмотрим некоторые из традиционных столярных методов, которые мы используем для наших деревянных рам. Это традиционные соединения, которые веками использовались в деревообработке, они прочные и долговечные. В то время как мы используем традиционные столярные методы в Vermont Timber Works, мы иногда усиливаем традиционные соединения стальными пластинами и стяжками, которые можно либо скрыть от глаз, либо использовать в качестве декоративных акцентов.

Основной метод столярки деревянного каркаса — это соединение врезным и шипованным способом. В этом соединении используется заглушка (Tenon), вставляемая в отверстие (Mortise). Затем в место соединения вставляется колышек, чтобы еще больше укрепить и стабилизировать его. Соединение «Врезка и шип» — это основной тип соединения, используемый в деревянных каркасах разной степени сложности. Ниже приведены некоторые способы использования врезных и шиповых соединений:

Плечевой врезной и шип

Стяжка врезная и шиповая

King Post с паутинами и украшениями, связанными с Mortise и Tenon.

Соединение «ласточкин хвост» — это действительно древняя столярная техника, которая была найдена на мебели в гробницах египетских фараонов и китайских императоров. Сустав «ласточкин хвост» получил свое название от срезанных по диагонали пальцев, напоминающих хвостовые перья голубей. Эта форма удерживает соединение после того, как оно было собрано, и затрудняет его разъединение. В деревянных каркасах соединение «ласточкин хвост» используется для соединения прогонов крыши и балок перекрытия со стропилами и балками.

Соединение «ласточкин хвост»

Также известная как «Уздечное соединение», эта техника включает в себя врезку, которая открыта с одной стороны и образует форму вилки, позволяя шипу скользить внутрь. Затем соединение фиксируется штифтом. В деревянных каркасах этот стык используется для соединения общих стропил.

Соединение языка и вилки

Также называемый «сварным соединением», это реже используемая столярная техника в деревянных каркасах. Этот метод заключается в том, что надрезы разрезаются на две части бруса, которые затем соединяются вместе встык и закрепляются штифтом в центре соединения.Это не одно из самых сильных соединений и обычно используется только тогда, когда кусок древесины должен быть длиннее, и вместо того, чтобы использовать более крупный кусок пиломатериала, два меньших куска соединяются вместе.

Шарфовый шарнир соединяет две бревна вместе в одну.

Это традиционные столярные технологии, которые мы используем в Vermont Timber Works с момента создания деревянных каркасов в 1987 году. Есть вопросы о традиционных столярных технологиях? Задайте вопрос на нашей странице «Задайте вопрос экспертам» или оставьте нам комментарий ниже.

Исследование деформации вдоль границы раздела с использованием методов оптических измерений и моделирования :: BioResources

Abstract

В различных инженерных приложениях саморезы используются для соединения деревянных элементов.Чтобы описать их взаимосвязь между нагрузкой и деформацией, требуется лучшее понимание деформации вдоль механической границы раздела (, то есть , граница раздела дерево-винт). С акцентом на осевое нагружение саморезов, только несколько исследований касались определения деформации на основе методов оптических измерений. Таким образом, в настоящем исследовании распределение деформации на границе раздела дерево-винт отслеживалось во время испытаний на вытягивание с использованием метода оптических измерений, называемого электронной спекл-интерферометрией (ESPI).Деформации, полученные в результате измерений ESPI, сравнивались с результатами, полученными в результате структурного моделирования, проведенного с помощью моделирования методом конечных элементов (FEM). При изъятии были испытаны три различных типа цельной древесины ели ( Picea abies (L.) Karst.) С разной ориентацией волокон, соединенные саморезами (длина резьбы lg = 130 мм, наружный диаметр резьбы d = 12 мм). . Было хорошее согласие между результатами ESPI и FEM, подтверждающее, что ESPI был подходящей методикой измерения.Исследование также предоставило понимание и результаты, касающиеся области концентраций деформации по длине саморезов.

Полная статья

Деревянное резьбовое соединение: исследование деформации на границе раздела с использованием методов оптических измерений и моделирования

Cedou Kumpenza, ^a, * Andreas Ringhofer, ^b Thomas Krenke, ^c Adeayo Sotayo, ^d Maximilian Pramreiter, ^a и Ульрих Мюллер ^a

В различных инженерных приложениях саморезы используются для соединения деревянных элементов.Чтобы описать их взаимосвязь между нагрузкой и деформацией, требуется лучшее понимание деформации вдоль механической границы раздела (, то есть , граница раздела дерево-винт). С акцентом на осевое нагружение саморезов, только несколько исследований касались определения деформации на основе методов оптических измерений. Таким образом, в настоящем исследовании распределение деформации на границе раздела дерево-винт отслеживалось во время испытаний на вытягивание с использованием метода оптических измерений, называемого электронной спекл-интерферометрией (ESPI).Деформации, полученные в результате измерений ESPI, сравнивались с результатами, полученными в результате структурного моделирования, проведенного с помощью моделирования методом конечных элементов (FEM). Три различных типа массивной древесины ели ( Picea abies (L.) Karst.) С разной ориентацией волокон, соединенные саморезами (длина резьбы l _г = 130 мм, диаметр наружной резьбы d = 12 мм) были испытаны на отводе. Было хорошее согласие между результатами ESPI и FEM, подтверждающее, что ESPI был подходящей методикой измерения.Исследование также предоставило понимание и результаты, касающиеся области концентраций деформации по длине саморезов.

Ключевые слова: электронная интерферометрия спекл-структуры; Конечно-элементное моделирование; Ель обыкновенная; Техника оптических измерений; Испытание на вытягивание; Саморез; Массивная древесина; Измерение деформации

Контактная информация: a: Институт технологии древесины и возобновляемых материалов, Департамент материаловедения и технологической инженерии, Венский университет природных ресурсов и наук о жизни (BOKU), Konrad-Lorenz-Strasse 24, A-3430 Tulln an der Donau, Австрия; b: Институт деревообработки и технологии древесины, Технологический университет Граца, Inffeldgasse 24, A-8010 Graz, Австрия; c: Центр инноваций W.E.I.Z., Franz-Pichler-Straße 30, A-8160 Weiz, Австрия; d: Колледж инженерии, дизайна и физических наук, факультет дизайна, Лондонский университет Брунеля, Michael Sterling Building MCST156, Kingston Lane, Uxbridge, UB8 3PH, Лондон, Англия;

* Автор для переписки: [email protected]

ВВЕДЕНИЕ

На заре автомобилестроения древесина обычно использовалась в качестве несущих элементов в транспортных средствах (Braess and Seiffert, 2013).В последующие десятилетия древесина была заменена металлами в связи с ростом сталелитейной промышленности. Однако текущие исследовательские проекты, такие как «Wood CAR», «For (s) tschritt» и «NCV — Project», сосредоточены на повторном использовании древесины и древесных композитов в качестве конструктивных элементов транспортных средств (Kohl et al. 2016; Мюллер и др. 2019). Одна из причин этих инициатив заключается в том, что использование новых многослойных материалов (, например, , многослойные конструкции), содержащих древесину, может значительно снизить вес и, следовательно, снизить энергопотребление транспортных средств.Для соединения деревянных элементов с окружающими деталями автомобиля использование саморезов является экономичным и надежным решением для механического крепления. Основными преимуществами саморезов по сравнению со шпильками, резьбовыми шпильками и болтами являются простота установки (предварительное сверление не требуется) и возможность их использования в других приложениях, таких как натяжные соединения, стыковые соединения, и т. Д. (Траутц и Кой 2009; Дитч и Бранднер 2015; Рингхофер 2017). Тем не менее, механически стабильные и прочные соединения саморезов, соединенных с деревом, необходимы для обеспечения требований безопасности при их применении.Распределение напряжений и деформаций в зоне соединения древесины и шурупов, особенно для винтов с преимущественно осевой нагрузкой, связано с поведением винта при извлечении. Поэтому важно исследовать распределение деформации таких закладных винтов, нагруженных в осевом направлении, с помощью бесконтактных методов измерения. В частности, наблюдаемые деформации и деформации являются важными характеристиками для лучшего понимания режима отказа при осевом отводе деревянно-винтового соединения.В настоящее время оценка вытяжной способности F _{ax, α, Rk} получается из простых эмпирических регрессионных моделей, как рекомендовано в Еврокоде 5 стандарта EN 1995-1-1 (2015) для проектирования резьбовых соединений в деревянные конструкции. Параметры подгонки в этих моделях постоянно корректируются и определяются в результате стохастико-эмпирических исследований (Wilkinson and Laatsch 1970; Eckelman 1975; Gustafsson et al. 2001; Frese et al. 2010; Jensen et al. 2011; Ringhofer et al. 2015; Perçin 2016; Brandner et al. 2019; Du et al. 2019). Это дорого и требует много времени. Более того, эти исследования не предоставили достаточного структурного понимания механики, происходящей на стыке древесины и шурупов.

Оценка пропускной способности с использованием компьютерных численных исследований, таких как моделирование методом конечных элементов (МКЭ), является еще одним подходом, который почти не описывается в литературе.С одной стороны, применение метода конечных элементов для оценки отрывной способности резьбовых соединений древесины очень сложно из-за морфологических изменений древесины (уплотненная и поврежденная клетка древесины) вокруг винта, что трудно предсказать. и описать правильно. Напротив, метод FEM также требует экспериментальных результатов для проверки численного моделирования (Fueyo et al. 2009; Steilner 2014; Hochreiner et al. 2016; Füssl et al. 2017).Электронная интерферометрия спекл-структуры (ESPI), например, предоставляет данные оптической деформации в полном поле с высоким разрешением, которое можно использовать для получения крупномасштабных карт деформации вдоль механической границы раздела деревянных шурупов. Результаты этих типов экспериментов важны для целей анализа и проверки при выполнении МКЭ.

Ellingsbø and Malo (2012), Ayoubi and Trautz (2013), Ayoubi (2014) и Trautz (2017) установили распределение деформации вокруг саморезов, соединенных с древесиной, с помощью полнопольной оптической измерительной техники, а именно цифровой корреляции изображений ( DIC) во время испытаний на вырывание винта.DIC может предоставлять визуализированные данные о деформации во всем поле с учетом высокоточного поля зрения ( FoV ), необходимого для мониторинга интерфейса между деревом и шурупом. Ayoubi и Trautz (2013) обнаружили хорошую корреляцию результатов DIC по сравнению с измерениями, проведенными с помощью резистивных тензодатчиков с поверхностной связью, и экспериментов, измеренных с помощью локальных дифференциальных трансформаторов с линейной переменной (LVDT). Тем не менее, во всех этих исследованиях наблюдалось распределение деформации внешней поверхности образца древесины, в то время как винт был встроен в сердцевину древесины.Это означает, что винты были полностью окружены деревянным элементом, а это означало, что граница раздела между деревом и винтом не могла быть тщательно отслежена, в результате чего деформации на границе раздела принимались без получения результатов прямых измерений. Таким образом, цель этого исследования состояла в том, чтобы зафиксировать деформации вдоль и вблизи границы раздела дерево-винт, подверженного осевой нагрузке. Эксперимент по вытягиванию был разработан, чтобы позволить прямые измерения деформации вдоль границы раздела с использованием полнопольной оптической измерительной техники ESPI.Предыдущие исследования показали, что ESPI подходит для измерения распределения деформации сильно неоднородных и анизотропных материалов, таких как древесина, в микро- или наномасштабе (Eberhardsteiner 1995; Valla et al. 2011; Kumpenza et al. 2018).

Гипотеза этого исследования заключалась в том, что методы полного оптического измерения с высоким разрешением могут дать представление о распределении деформации вдоль механической границы раздела между деревом и винтом. Считалось, что экспериментальные результаты этого исследования могут быть использованы для будущих разработок шнеков и для целей проверки компьютерного численного моделирования.По этой причине измерения ESPI были проанализированы и сопоставлены с установленными и подтвержденными результатами моделирования.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Материалы

Опытные образцы

В качестве материала для изготовления образцов использовалась ель обыкновенная ( Picea abies (L.) Karst.) (Получено от J. u. A. Frischeis GmbH, Штоккерау, Австрия). Произвольно выбранные бревна обрабатывались дисковой пилой и строгальным станком.После доводки деревянных элементов до желаемых размеров 200 мм × 240 мм × 200 мм (ширина × высота × длина) образцы кондиционировали при температуре 20 ± 2 ℃ и относительной влажности 65 ± 5% до среднего значения. влажность  ≈ 12%. Средняя плотность выборки  _м составила 362 ± 14 кг / м ³ . Для захвата изображения образцы разрезались на две половины, зажимались между собой винтовыми зажимами, а саморезы вставлялись в центр образцов без сверления пилотных отверстий.Перед проведением экспериментов по вытягиванию половину осторожно удалили, чтобы обнажить винт, как показано на рис. 1.

Рис. 1. (a) Изображение образца RL, включая исследуемое поле зрения ( FoV-1 = 40 мм × 70 мм и FoV-2 = 100 мм × 125 мм) и (b) конечно-элементная модель образца

В общей сложности были испытаны три различные конфигурации: , т.е. , , , вставка шурупов в направлении волокон древесины и перпендикулярно направлению волокон древесины с полем обзора ( FoV-1 и FoV-2 ) на образце. плоскости поверхности продольно-радиальные (LR), радиально-продольные (RL) и тангенциально-радиальные (TR), как показано на рис.1а. Чтобы улучшить возможности измерения, поверхность винта образца LR была тщательно отшлифована (избегалось тепловыделения), чтобы он находился на том же уровне, что и деревянный элемент. Предполагалось, что с помощью этой дополнительной процедуры можно будет выполнить более точные измерения, поскольку поверхность образца была плоской. Из-за сложности этой процедуры и отсутствия дальнейшего улучшения результатов измерений эта процедура не применялась к другим образцам. Для численного моделирования была разработана конечно-элементная модель (рис.1b) и оценены с различными свойствами материала (см. Раздел «Описание имитационной модели»).

Саморезы

Саморез с частичной резьбой: «ASSY (Adolf Würth GmbH and Co. KG, Кюнцельзау, Германия)» с (номинальным) наружным диаметром резьбы d = 12 мм и (номинальным) диаметром внутренней резьбы d ₁ = 7,2 мм. Полная длина резьбы l _g = 130 мм была вставлена ​​в древесину, так что было возможно исследовать большую границу между деревом и винтом.Согласно техническому разрешению ETA-11/0190 (ETA-11/0190 2013) винт имеет характеристическую прочность на разрыв f _{десятков, k} = 45 кН, момент текучести M _{y, k} = 58 Нм, а модуль упругости E _s = 210 ГПа.

Методы

Опытная установка

Эксперименты по вытяжке (рис.2) были выполнены на универсальной испытательной машине Zwick / Roell Z100 (Zwick GmbH & Co.KG, Ульм, Германия), оборудованный тензодатчиком 100 кН и управляющим программным обеспечением Zwick / Roell testXpert 3 V3.5 (Zwick GmbH & Co. KG, Ульм, Германия).

Рис. 2. Испытательная установка для экспериментов по извлечению шнека

Образцы зажимали между стальной балкой и испытательной машиной, так что вытягивание винта происходило без движения деревянного элемента. Из-за появившихся сил растяжения деревянный элемент был прижат к стальной балке, и винт вытащился.Чтобы гарантировать, что испытание происходит в упругой фазе, максимальная приложенная нагрузка составляла 20% от теоретической характеристической выносливости F _{ax, α, Rk} ^exp . Пропускная способность была рассчитана с использованием Еврокода 5 стандарта EN 1995-1-1 (2015), который показан ниже,

F _{ax, α, RK} ^exp = F _{ax, α, Rk} /2 (1)

F _{ax, α, Rk} = ( n _ef × f _{ax, k} × d × l _ef × k _d ) / (1 .2 × cos ² ( α ) + sin ² ( α )) (2)

f _{ax, k} = 0,52 × d ^-0,5 × l _ef ^-0,1 × ρ _k ^0,8 (3)

k _d = мин. (4)

, где n _ef — эффективное количество используемых винтов. f _{ax, k} — характерное значение усилия на отрыв, которое зависит от диаметра наружной резьбы d (мм), длины проплавления резьбовой части l _ef (в данном случае l _ef = л _г ), а характеристическая плотность _k = 347 кг / м ³ , что составляет 5% процентиль  _м древесины. k _d описывает понижающий коэффициент, который необходимо применять для винтов с наружным диаметром резьбы d ≤ 8 мм. Угол оси шнека к направлению зерна также необходим и определяется параметром , который был либо 0 °, либо 90 °. Экспериментальные испытания проводились при скорости крейцкопфа 5 мм / мин. Кроме того, приложение малых сил показало, что движение вне плоскости должно было быть достаточно низким, чтобы им можно было пренебречь. Предварительные испытания и моделирование также подтвердили это предположение.

Таблица 1. Экспериментальные параметры

Техника ESPI

ESPI (система Q300 ESPI; Dantec-Ettemeyer, Ульм, Германия) — это бесконтактная полнопольная оптическая измерительная техника, которая использовалась для регистрации плоского распределения деформации вокруг границы раздела между деревом и шурупом. ESPI обеспечивает деформации с высоким разрешением, так что деформация неоднородных и анизотропных материалов, таких как дерево, может быть обнаружена (Valla et al. 2011; Кумпенза и др. 2018). Подробные описания основных принципов техники ESPI даны несколькими авторами (Eberhardsteiner 1995, Jones and Wykes 1989; Gingerl 1998; Schmidt et al. 2003; Martinez et al. 2004; Müller et al .2005. ; Hagara et al. 2016). Короче говоря, для измерений в плоскости (движения по осям x и z) поверхность образца освещается с двух разных плоских направлений лазерным лучом, и суперпозиция обеих отраженных световых волн образует спекл-узор (результирующее распределение интерференции). , который регистрируется камерой CCD, как показано на рис.3.

Рис. 3. Установка ESPI для измерений в плоскости (схематический чертеж на основе Müller et al. 2005)

Распределение интенсивности изображения спекл-узора можно описать следующим уравнением:

I _{(u, v)} = I _{0 (u, v)} × [1 + _{(u, v)} × cos ( _{(u, v)} )] (5)

, где _{(u, v)} — координаты на ПЗС-чипе, I ₀ — интенсивность лазерного луча, описывающая функцию контраста и фазу фронта лазерного луча.Движения поверхности, вызванные механической нагрузкой, привели к новым разностям фаз между отраженными световыми волнами и, таким образом, к новым изображениям спекл-узоров, которые сохранялись в компьютере. Вычитание предстоящего изображения спекл-структуры из первоначально захваченного изображения дает изображение с типичным рисунком полос, в котором точки вдоль полос соответствуют линиям постоянного смещения в направлении определенного вектора чувствительности (Müller et al .2005). . Это изображение с типичным рисунком полос было преобразовано в карту смещения после применения метода временного фазового сдвига (An and Carlsson 2003).Наконец, с помощью постобработки была построена карта распределения деформации. Было доказано, что для измерений ESPI подходят от одной до десяти полос, что означает, что для более высоких нагрузок эксперимент должен быть разделен на несколько этапов нагрузки (Müller et al. 2015).

Измерение деформации с использованием ESPI

Для улучшения отношения сигнал / шум при измерениях ESPI исследуемая поверхность образца была окрашена белой матовой аэрозольной краской (Werkstoffprüfung HÖDL GmbH, Вельс, Австрия) перед проведением испытаний на вырыв винта.Фокус ESPI регулировался по оси винта. В зависимости от образца, различные максимальные усилия нагрузки ( F _макс ) были рассчитаны с использованием формул. (От 1 до 4). Максимальная нагрузка ( F _max ) прикладывалась поэтапно в каждом тесте на вытягивание, чтобы захват изображения мог быть выполнен правильно. Кроме того, необходимо было уделить особое внимание тому, чтобы деревянные элементы не двигались вообще во время захвата изображения. Это произошло потому, что дополнительные движения в образцах могут повлиять на измерения ESPI.В этом случае движение крейцкопфа универсальной испытательной машины останавливалось на 5 с на каждом шаге нагрузки, при этом снимался образ. Шаги нагрузки были выбраны на основе предварительного исследования, которое показало, что индуцированные полосы будут давать пригодные для использования изображения деформации, которые необходимы для расчета согласованных карт деформации. Полная деформация образца в поле зрения ( FoV-1 и FoV-2 ) была установлена ​​путем сложения изображений каждого шага нагрузки с использованием программного обеспечения ESPI ISTRA 2001 (Dantec-Ettemeyer, Ulm, Германия).Затем были рассчитаны деформации в плоскости, , т.е. , осевая деформация ( ε _y ), поперечная деформация ( ε _x ) и деформация сдвига ( γ _xy ) путем дифференцирования изображения деформации в горизонтальном и вертикальном направлениях, как описано в Müller et al. (2015). Из-за высокой чувствительности устройств ESPI необходимо было установить устройство с дополнительной поддерживающей рамой на универсальной испытательной машине таким образом, чтобы исключить возможность боковых перемещений или вибрации устройства.Кроме того, предварительная нагрузка ( F _v ) всегда применялась перед началом экспериментов по извлечению для стабилизации образцов. Устройство Q300 (Dantec-Ettemeyer, Ульм, Германия) обеспечивает максимальное разрешение измерения 0,03 мкм (Dantec Dynamics A / S 2017), что необходимо для получения точных изображений крупным планом в выбранном поле зрения FoV-1. = 40 мм × 70 мм и FoV-2 = 100 мм × 125 мм (ширина × высота)

Описание имитационной модели

Трехмерная конечно-элементная модель (3D-FE) тестовых образцов (рис.1b) был спроектирован и разработан с помощью Nastran In-CAD V.2019.2 (Autodesk, Mill Valley, CA, США). Древесина была смоделирована как твердый ортотропный материал (MAT12) с линейно-упругими параметрами материала, в то время как винт был принят как изотропный материал (MAT1). Для моделирования был выбран линейно-статический анализ, что означало, что учитывались только упругие деформации. Исходя из разработанной экспериментальной установки, пластических деформаций не могло произойти, поэтому было сделано это предположение. В различной литературе (Kollmann 1968; Neuhaus 1981; Keunecke et al. 2008; Даль и Мало 2009; Мюллер и др. . 2015; Ringhofer 2017; Niemz and Sonderegger 2017) были рассмотрены для поиска подходящих параметров материала для матрицы жесткости [C], которая включает модули Юнга ( _x ,  _y и  _z ), коэффициенты Пуассона. (  _xy ,  _zx и  _zy ) и модули сдвига ( G _xy , G _zx и G6 _zy ) .Параметры имитационной модели приведены в таблице 2.

Таблица 2. Параметры имитационной модели

В зависимости от исследуемой конфигурации испытаний (LR, RL или TR) система координат образца была изменена для имитации соответствующей ориентации древесины. Условие контакта между деревом и шурупом было установлено на «разделение», так что скольжение, а также раскрытие было возможно. Аналогично экспериментам (рис.2) верхняя поверхность образца была ограничена во всех шести направлениях для перемещения ( T _x , T _y и T _z ) и вращения ( R _x , R _y и R _z ).Для моделирования предварительная нагрузка ( F _v ) и максимальная нагрузка ( F _max ) были применены за один шаг. Силы прилагались на границе между головкой винта и валом в глобальном z-направлении. Сетка была создана с использованием автоматического генератора сеток, включенного в программу Nastran In-CAD V.2019.2 (Autodesk, Милл-Вэлли, Калифорния, США). Общий размер ячейки для образца составлял 8 мм и 4 мм для винта. Максимальная скорость роста элемента была установлена ​​на 1.25 мм, форма элемента — тетраэдр. Кроме того, были применены три различных элемента управления сеткой. Первую контрольную сетку (размер элемента 1 мм) наносили на поверхность образца, покрывая область от вала винта на 11,4 мм наружу и по всей длине винта вниз. Вторая контрольная ячейка (0,3 мм) использовалась для приблизительного определения размера ячейки на резьбе между винтом и образцом. Третья контрольная сетка (1,5 мм) была применена к образцу на границе раздела между валом шнека и отверстием для образца.Общая цель модели заключалась в воспроизведении деформаций, полученных в результате лабораторных испытаний. Это должно обеспечить дальнейшее понимание достоверности лабораторных результатов.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

На рисунке 4 показан обзор всех установленных деформаций в плоскости, , т. Е. , осевой деформации ( ε _y ), поперечной деформации ( ε _x ) и деформации сдвига ( γ _xy ). ), в выбранном поле зрения FoV-1 = 40 мм × 70 мм поперек границы раздела между деревом и шурупом.Для каждой тестовой конфигурации (см. Таблицы 1 и 2) результаты ESPI и FEM представлены в ложных цветах (цветах, которые отличаются от естественного цветового впечатления). Отображаемые ложные цвета описывают распределение деформации во всем поле, при этом красный цвет представляет положительное значение деформации, а темно-синий — отрицательное значение деформации. Из-за использования фальшивых цветов четко различимы мелкие отклонения. Независимо от образца, для всех трех карт деформации было получено характерное распределение деформации, которое также отражало конкретную геометрию границы раздела между деревом и шурупом.Как и ожидалось, на границе раздела концентрации штаммов были обнаружены для всех трех компонентов штамма. Относительно низкая жесткость древесины ели, , т.е. , модуль упругости E _L = от 10 до 14 ГПа, E _R = от 0,6 до 1 ГПа и E _T = 0,4 до 0,5 ГПа в продольном, радиальном и тангенциальном направлениях соответственно, по сравнению с жесткостью винта E _S = 210 ГПа, приводит к сжатию и расширению древесного материала в диапазоне от -5 ‰ до + 5 ‰.В осевом направлении концентрации деформации ( ε _y ) вокруг резьбы винта чередовались от отрицательных до положительных значений по всей длине винта (рис. 4a, 4b и 4c). Кроме того, осевые деформации ( ε _y ) имеют «дугообразную» форму, на которую влияет геометрия резьбы вставленных винтов. Сжатие и расширение древесного материала происходило в основном над и под боковыми поверхностями резьбы, что непосредственно приводило к выраженным локальным концентрациям осевой деформации вокруг резьбы.Применение ESPI для измерения деформации позволило визуализировать и измерить это явление.

Несмотря на то, что прилагаемые силы различались между конфигурациями, более высокая интенсивность осевой деформации ( ε _y ) для образца с винтом, вставленным перпендикулярно направлению волокон древесины (рис. 4b и 4c) по сравнению с образцом с Можно наблюдать установку шурупов в направлении волокон древесины (рис. 4а). Высокая жесткость материала ( E _L > E _R и E _L > E _T ) означает низкую способность материала к деформации, но в то же время высокую способность передачи напряжений, что также может объяснить относительно высокие напряжения, которые могут передаваться в осевом направлении для образца LR ( E _z = E _L ) и в поперечном направлении для образца RL ( E _x = E _L ).Что касается поперечной деформации ( ε _x ), наблюдалась высокая концентрация в месте установки винта, которая резко снижалась, пока не был достигнут кончик винта (рис. 4d, 4e и 4f). По сравнению с этим, деформации сдвига (рис. 4g, 4h и 4i) были почти равномерно распределены по длине проникновения винта.

Результаты МКЭ продемонстрировали, что на качественном уровне моделирование довольно хорошо отражало результаты экспериментов по извлечению (рис. 4), которые также подтвердили, что ESPI подходит для фиксации микромеханических деформаций.Однако количественная проверка экспериментов с помощью моделирования показала, что они частично представляли собой отклонения в результатах моделирования по сравнению с экспериментальными наблюдениями. Эти отклонения могут быть вызваны несколькими причинами. Например, имитационная модель не учитывала уплотнение материала и повреждения, вызванные вставкой шурупа в древесину. Эти изменения в древесном материале, особенно в непосредственной близости от винта, могут повлиять на деформацию во время испытаний на вытягивание.Кроме того, по сравнению с моделированием, деформации, полученные в результате экспериментов, не следовали тому же принципу расчета. С одной стороны, деформации были получены из высокоточных и чувствительных измерений деформации, а с другой стороны, были численные расчеты, которые зависели от применяемой модели материала и свойств (на основе закона Гука). Небольшие ошибки продолжения произошли в расчетах, потому что для моделей материалов (MAT1, MAT12) использовались литературные значения, которые могли привести к этим отклонениям.Другим влияющим фактором мог быть размер элемента имитационной модели, который превышал возникающие деформации на стыке механической древесины и шурупа. Использование меньших элементов приведет к увеличению времени вычислений.

Рис. 4. Карты деформации ESPI и FEM ( _y , _x и _xy ) в наблюдаемом поле зрения FoV-1 = 40 мм × 70 мм образцов LR, RL , и TR

Для лучшего понимания механики вдоль границы раздела, минимальные и максимальные деформации ( _y ^{min (LR)} , _y ^{max (LR)} , _x ^{min (LR)} , _x ^{max (LR)} , _xy ^{min (LR)} и _xy ^{max (LR)} ) образца LR были нанесены на длину проникновения ( l _p ) вставленного винта ( Инжир.5). Все деформации показали прогрессию кривой, которая имела в точке введения винта самые высокие амплитуды, которые уменьшались по длине проникновения. Эллингсбо и Мало (2012) и Траутц (2017) также сообщили о неоднородном распределении напряжения-деформации по длине винта с максимумом в точке установки винта, даже несмотря на то, что граница раздела дерево-винт не исследовалась. Более того, необходимо учитывать, что применение полнопольных оптических методов измерения, таких как DIC и ESPI, всегда означает, что поверхность объекта описывается как изображение спекл-паттерна, которое впоследствии используется для создания карты деформации исследуемой поверхности (Jones and Wykes 1989; Zink et al. 1995). Следовательно, исследование поверхности, удаленной от напряженного объема, привело к заметному недооценке истинных ожидаемых деформаций и деформаций. Таким образом, в отношении результатов, установленных в работах Эллингсбо и Мало (2012 г.), Аюби и Траутц (2015 г.), Аюби (2014 г.) и Траутца (2017 г.), этот эффект необходимо учитывать, особенно когда необходимо сделать заявление о Предстоящие распределения напряжения-деформации на стыке механической древесины и шурупа.

Рис.5. Развитие минимальной и максимальной деформации ( ε _y , ε _x и _xy ) по длине проникновения образца LR в поле зрения FoV -2 = 100 мм × 125 мм

Глядя на поперечную деформацию ( ε _x ) и деформацию сдвига ( γ _xy ), также важно идентифицировать затронутую область в древесине, потому что взаимодействие поперечных и касательных напряжений является основной причиной на неисправность в резьбовом соединении.Например, край деревянного материала или вторая ось винта размещается близко к винту, напряжения не могут полностью уйти в окружающий материал, и расчетная несущая способность может быть не достигнута. Образец LR показал область высокого напряжения с общей шириной w (LR) = 22 мм, RL область с общей шириной w (RL) = 19 мм, а для TR область с общей шириной w (TR) = 18 мм. Захваченные области были намного ниже проектных рекомендаций Еврокода 5, в котором говорилось, что от оси винта до кромки древесины должно быть минимальное расстояние a _{1, CG} = 10 × d (= 120 мм ) для шурупов, вставленных в направлении волокон древесины, а точнее a _{2, CG} = 4 × d (= 48 мм) для шурупов, вставленных перпендикулярно направлению волокон древесины.Минимальное расстояние от оси винта до оси винта определено в Еврокоде 5 с a ₁ = 7 × d (= 84 мм) и a ₂ = 5 × d (= 60 мм) в направлении волокон древесины и перпендикулярно направлению волокон древесины соответственно. В этом контексте необходимо отметить, что рекомендуемые расстояния между винтами в Еврокоде 5 также учитывают эффекты раскалывания, которые могут возникнуть, когда саморезы были вставлены (без направляющих отверстий) в древесный материал.Следовательно, прямое сравнение расстояний между винтами ( a ₁ , a ₂ , a _{1 CG} и a _{2 CG} ) с измеренными значениями ( w ( LR), w (RL), w (TR)) было возможно только в ограниченной степени, потому что в этом исследовании область поврежденного древесного материала в результате выдергивания шурупа анализировалась без наблюдения за механизмами установки шурупов.

Наблюдение за картами деформации при моделировании подчеркнуло необходимость использования правильных и точных параметров упругого материала ([C]) для получения точных результатов, особенно в непосредственной близости от винта.В этом исследовании эти параметры эластичного материала ([C]) были взяты из литературы, соответствующей измеренной средней плотности образца _м , поскольку существует известная корреляция между свойствами эластичного древесного материала и плотностью древесины (Гибсон и др. 1995). Использование этих значений из литературы для моделирования может быть только первым подходом к оценке деформаций и дальнейших напряжений вдоль механической границы раздела «дерево-винт». Несмотря на то, что параметры упругого материала ([C]) были выбраны в соответствии с измеренной плотностью образца _м , имелась поврежденная и уплотненная область, особенно на участке раздела «дерево-винт».Таким образом, реальные параметры упругого материала на границе раздела могут заметно отличаться от приведенных в литературе. Таким образом, использование значений из литературы означало аппроксимацию результатов моделирования и напряжений в экспериментах. Этого явления можно избежать только в том случае, если измерение плотности проводилось на участке раздела механических деревянных шурупов. Следующим шагом будет выбор параметров упругого материала ([C]), соответствующих плотности «сечения границы раздела».Более точный подход будет применяться в сложных процедурах тестирования для определения параметров упругого материала ([C]) на границе раздела напрямую, без использования литературных значений вообще.

Однако карты деформации, определенные в этом исследовании, показали, где были локализованы концентрации деформации, какой ход кривой можно ожидать и на какую область древесного материала повлияли испытания на вытягивание. Наконец, также была доказана возможность использования ESPI в качестве метода прямого оптического измерения деформации для понимания механических взаимодействий на границе раздела «дерево-винт».Гипотеза о том, что полнопольные оптические измерительные приборы с высоким разрешением, такие как ESPI, могут дать представление о деформации и, следовательно, на границе раздела дерево-винт, подтвердилась. Для лучшей производительности моделирования и даже более глубокого расчета распределения напряжений было предложено измерение плотности на границе раздела «дерево-винт», чтобы можно было выбрать и применить более точные параметры упругого материала. В общем, для дальнейшей проверки распределения деформации необходимо провести дальнейшее моделирование методом конечных элементов.

ВЫВОДЫ

1. Это исследование показало, что ESPI был способен локализовать, визуализировать и точно измерить распределение деформации вдоль механической границы раздела между деревом и винтом, которое не превышало значений, превышающих | ± 5 | ‰. Кроме того, было уточнено, что геометрия резьбы винта определяет местоположение и форму ожидаемых концентраций деформации ( ε _y , ε _x и _xy ).
2. Была обнаружена хорошая качественная корреляция между моделированием методом конечных элементов и экспериментами.Однако на количественном уровне результаты моделирования частично отличались от экспериментальных. Причинами этих отклонений могут быть, например, применяемая модель материала и свойства, которые необходимо аппроксимировать.
3. Было показано, что можно ожидать высоких концентраций деформации в месте установки винта, которые уменьшались по длине проникновения винта ( l _p ), когда винт испытывался при извлечении. Таким образом, предполагалось, что не все винтовые резьбы в равной степени способствовали извлечению наблюдаемых образцов «деревянных винтов».
4. Затронутые области древесных материалов были меньше по сравнению с областями древесных материалов, которые были определены в Еврокоде 5.

БЛАГОДАРНОСТЬ

Результаты, представленные в этом исследовании, являются частью исследовательского проекта WoodC.A.R. (Проект № 861.421). Финансовая поддержка со стороны Австрийского агентства содействия исследованиям (FFG), Агентства по развитию бизнеса Штирии (SFG), Standortagentur Tirol и компаний ACstyria Autocluster GmbH, Collano AG, DOKA GmbH, DYNAmore Gesellschaft für FEM Ingenieurdienstleistungen mbH, EJOT AUSTRIA GmbH & Co KG FHP — Kooperationsplattform Forst Holz Papier, Holzcluster Steiermark GmbH, DI Gottfried Steiner, Lean Management Consulting GmbH, MAGNA STEYR Fahrzeugtechnik AG & Co KG, MAN Truck & Bus SE, Mattro GmbH, Volkswagen AG и Weitzer Parkett GmbH & Co KG выражают признательность. .Авторы также признательны Георгу Бауману и Флориану Файсту (Технический университет Граца, Институт безопасности транспортных средств VSI, Inffeldgasse 23/1 Graz 8010) за их вклад в моделирование методом конечных элементов. Благодарим Рауля Кармона Штайнхауэра за тщательное редактирование рукописи.

ССЫЛКИ

Ан, В., и Карлссон, Т. Е. (2003). «Спекл-интерферометрия для измерения непрерывных деформаций», Опт. Lasers Eng. 40, 529-541. DOI: 10.1016 / S0143-8166 (02) 00085-4

Аюби, М.(2014). Zum Verbundverhalten von Vollgewindeschrauben mit Großen Einbindelängen Beim Einsatz als Bewehrung in Brettschichtholzbauteilen [Связывание винтов с полной резьбой с большой длиной соединения D, когда они используются в качестве армирования в клееной пластине] Диссертация, RWTH Ахенский университет, Ахен, Германия.

Аюби, М., и Траутц, М. (2013). «Определение распределения напряжений в деревянных элементах, армированных саморезами, с использованием оптической метрологической системы», Advanced Materials Research 778, 432-439.DOI: 10.4028 / www.scientific.net / AMR.778.432

Аюби, М., и Траутц, М. (2015). «Verbundverhalten von vollgewindeschrauben in brettschichtholzbauteilen [Связующее поведение саморезов, используемых в качестве усиления в клееных деревянных элементах]», Bautechnik 92 (11), 790-799. DOI: 10.1002 / bate.201400098

Брасс, Х. Х., Зайфферт, У. (2013). Vieweg Handbuch Kraftfahrzeugtechnik [Справочник по автомобильной технике] , Springer Vieweg, Висбаден, Германия.

Бранднер Р., Ринггофер А. и Райхингер Т. (2019). «Характеристики саморезов с осевой нагрузкой в ​​древесине твердых пород: свойства и конструкция», Engineering Structures 188, 677-699. DOI: 10.1016 / j.engstruct.2019.03.018

Даль, К. Б., и Мало, К. А. (2009). «Измерение плоской деформации на образцах древесины», Экспериментальная механика 49 (4), 575-586. DOI: 10.1007 / s11340-008-9162-0

Дитч П., Бранднер Р. (2015). «Саморезы и стержни с резьбой в качестве арматуры для деревянных конструкций. Отчет о состоянии дел», Строительные материалы 97, 78-89.DOI: 10.1016 / j.conbuildmat.2015.04.028

Ду, Х., Ху, Х., Цзян, Ю., Вэй, К., и Хун, В. (2019). «Несущая способность самонарезающих шурупов для композитных балок из клееного легкого бетона», BioResources 14 (1), 166-179. DOI: 10.15376 / biores.14.1.166-179

Эберхардштайнер, Дж. (1995). «Двухосные испытания ортотропных материалов с использованием электронной интерферометрии спекл-структуры», Measurement 16 (3), 139-148. DOI: 10.1016 / 0263-2241 (95) 00019-4

Экельман, К.А. (1975). «Эффективность закручивания шурупов в древесине твердых пород и ДСП», Forest Products Journal 25 (6), 30-35.

Эллингсбо П. и Мало К. А. (2012). «Способность вытягивания длинных саморезов параллельно направлению волокон», в: 2012 World Conference on Timber Engineering, Auckland, New Zealand, pp. 228-237.

EN 1995-1-1 (2015). «Еврокод 5 — Проектирование деревянных конструкций — Часть 1-1: Общие — Общие правила и правила для зданий», Европейский комитет по стандартизации, Брюссель, Бельгия.

ETA-11/0190 (2013 г.). «Саморезы Würth», Adolf Würth GmbH & Co. KG, Кюнцельзау, Германия.

Фрезе М., Фельмозер П. и Бла Х. Дж. (2010). «Modelle für die berechnung der ausziehtragfähigkeit von selbstbohrenden holzschrauben [Модели для расчета выносливости саморезов]», European Journal of Wood and Wood Products 68 (4), 373-384. DOI: 10.1007 / s00107-009-0378-1

Фуэйо, Дж. Л. Г., Домингес, М., Кабесас, Дж.А., Рубио, М. П., и Гонза, Дж. Л. (2009). «Расчет соединений с помощью металлических крепежных элементов типа дюбель с двойным сдвигом», Материалы и конструкции 42 (3), 385-397. DOI: 10.1617 / s11527-008-9389-3

Фюссл, Дж., Ли, М., Лукачевич, М., Эберхардштайнер, Дж. И Мартин, К. М. (2017). «Сравнение вычислительных методов на основе элементарных ячеек для прогнозирования прочности древесины», Engineering Structures 141 (2017), 427-443. DOI: 10.1016 / j.engstruct.2017.03.005

Гибсон, Л.Дж., Эшби, М. Ф., Карам, Г. Н., Вегст, У., и Шерклифф, Х. Р. (1995). «Механические свойства природных материалов. II. Микроструктуры для механической эффективности », Труды Королевского общества A: математические, физические и инженерные науки 450 (1938), 141–162. DOI: 10.1098 / rspa.1995.0076

Джингерл, М. (1998). Realisierung eines Optischen Deformationsmeßsystems zur Experimentellen Untersuchung des Orthotropen Materialverhaltens von Holz bei Biaxialer Beanspruchung [Реализация системы измерения оптических деформаций для экспериментального исследования поведения ортотропных материалов в древесине при двухосном воздействии].Докторская диссертация, Венский технический университет, Вена, Австрия.

Густафссон, П. Дж., Серрано, Э., Айчер, С., и Йоханссон, К. Дж. (2001). «Расчетное уравнение прочности для вклеенных стержней», в: Труды Международного симпозиума RILEM по соединениям в деревянных конструкциях , Штутгарт, Германия, стр. 323-332.

Хагара М., Хугади Р. и Требуна Ф. (2016). «Возможности использования метода ESPI при исследовании полей деформации образца с концентратором напряжений», Американский журнал машиностроения 4 (7), 429-434 . DOI: 10.12691 / ajme-4-7-36

Хохрайнер, Г., Бадер, Т. К., Швайглер, М., и Эберхардштайнер, Дж. (2016). «Структурное поведение и конструкция дюбельных групп, экспериментальная и численная идентификация напряженных состояний и механизмов разрушения окружающей деревянной матрицы», Engineering Structures 131, 421-437 . DOI: 10.1016 / j.engstruct.2016.10.043

Дженсен, Дж. Л., Накатани, М., Квенневиль, П., и Уолфорд, Б. (2011). «Простая унифицированная модель для извлечения шурупов и вклеенных стержней», European Journal of Wood and Wood Products 69 (4), 537-544.DOI: 10.1007 / s00107-010-0478-y

Джонс Р. и Вайкс К. (1989). Голографическая и спекл-интерферометрия , Cambridge University Press, Кембридж, Англия.

Keunecke, D., Hering, S., and Niemz, P. (2008). «Трехмерное эластичное поведение тиса обыкновенного и ели европейской», Wood Science and Technology 42, 633-647. DOI: 10.1007 / s0022 6-008-0192-7

Коль Д., Линк П. и Бём С. (2016). «Дерево как технический материал для конструкционных компонентов транспортных средств», Procedure 40, 557-561.DOI: 10.1016 / j.procir.2016.01.133

Коллманн, Ф. Ф. П. и Коте, В. А. Младший (1968). Принципы науки и технологии древесины — твердая древесина , Springer, München, Германия

Кумпенза, К., Мац, П., Хальбауэр, П., Грабнер, М., Штайнер, Г., Файст, Ф., и Мюллер, У. (2018). «Измерение коэффициента Пуассона: механическая характеристика древесины ели с помощью бесконтактных оптических методов измерения», Wood Science and Technology 52 (6), 1451-1471. DOI: 10.1007 / s00226-018-1045-7

Мартинес, А., Райас, Дж. А., Родригес-Вера, Р., и Пуга, Х. Дж. (2004). «Измерение трехмерной деформации с помощью комбинации электронных интерферометров спекл-структуры в плоскости и вне плоскости», Applied optics 43 (24), 4652-4658. DOI: 10.1364 / AO.43.004652

Мюллер У., Йост Т., Курцбёк К., Штадлманн А., Вагнер В., Киршбихлер С., Бауманн Г. и Фейст Ф. (2019). «Моделирование сбоев древесины и композитной древесины для будущего автомобилестроения», Wood Material Science & Engineering , 1-13.DOI: 10.1080 / 17480272.2019.1665581

Мюллер У., Ринггофер А., Бранднер Р. и Шикхофер Г. (2015). «Однородное поле напряжения сдвига древесины в конфигурации испытания на сдвиг Arcan, измеренное с помощью электронной интерферометрии спекл-структуры: описание испытательной установки», Wood Science and Technology 49 (6), 1123-1136. DOI: 10.1007 / s00226-015-0755-3

Мюллер У., Сретенович А., Винченти А. и Гиндл В. (2005). «Прямое измерение распределения деформации вдоль линии соединения древесины.Часть 1: Концентрация деформации сдвига в образце соединения внахлест с помощью электронной интерферометрии спекл-структуры », Holzforschung 59 (3), 300-306. DOI: 10.1515 / HF.2005.050.

Neuhaus, F.H. (1981). Elastizitätszahlen von Fichtenholz in Abhängigkeit von der Holzfeuchtigkeit [Константы упругости еловой древесины в зависимости от содержания влаги в древесине] , доктор философии. Диссертация, Рурский университет Бохума, Бохум, Германия.

Niemz, P., and Sonderegger, W. (2017) Holzphysik: Physik des Holzes und der Holzwerkstoffe [Физика древесины: физика древесины и древесных материалов] , Carl Hanser Verlag GmbH Co KG, Мюнхен, Германия

Перчин, О.(2016). «Определение усилия отрыва шурупа термообработанного и армированного клееного бруса», BioResources 11 (1), 1729-1740. DOI: 10.15376 / biores.11.1.1729-1740

Ринггофер, А. (2017). Саморезы с осевой нагрузкой в ​​массивной и клееной древесине , Ph.D. Диссертация, Технологический университет Граца, Грац, Австрия.

Ринггофер А., Бранднер Р. и Шикхофер Г. (2015). «Сопротивление выдергиванию саморезов в однонаправленных и ортогональных слоистых деревянных изделиях», Материалы и конструкции 48 (5), 1435-1447.DOI: 10.1617 / s11527-013-0244-9

Шмидт Т., Тайсон Дж. И Галанулис К. (2003). «Полнопольное измерение динамического смещения и деформации с использованием продвинутой корреляционной фотограмметрии трехмерных изображений: Часть 1», Experimental Techniques 27 (3), 47-50. DOI: 10.1111 / j.1747-1567.2003.tb00115.x

Штейльнер М. (2014). «Предварительное напряжение древесины винтами с полной резьбой, предварительное напряжение винтами», в: Experimental Research with Timber , K. U. Schober (ed.), University of Bath, Bath, England, pp.50–55.

Траутц, М. (2017). «Das Dehnungs- und Tragverhalten von Brettschichtholz beim Lasteintrag durch Vollgewindeschrauben [Деформационное и несущее поведение клееной древесины при вводе нагрузки с помощью винтов с полной резьбой]», Bautechnik 94 (11), 776-789. DOI: 10.1002 / bate.201700068

Траутц, М., и Кой, К. (2009). «Саморезы для усиления деревянных конструкций», в: Труды симпозиума Международной ассоциации корпусных и пространственных конструкций (IASS) 2009 , Валенсия, Испания, стр.456-467.

Валла А., Коннерт Дж., Кеунеке Д., Нимц П., Мюллер У. и Гиндл В. (2011). «Сравнение двух оптических методов для бесконтактных измерений деформации в полноприводном режиме и высокочувствительных измерений деформации в плоскости на примере фанеры», Wood Science and Technology 45 (4), 755-765. DOI: 10.1007 / s00226-010-0394-7

Уилкинсон, Т. Л., и Лаач, Т. Р. (1970). «Боковое сопротивление и сопротивление вырыванию саморезов из древесины трех плотностей», Forest Products Journal 20 (7), 34-41.