Клеевые соединения. Виды. Особенности их работы.

Клеевые соединения принято делить на поперечные и продольные. Поперечные соединения - стык по пласти (а) и стык по кромке (б).

Так как прочность клеевого шва должна быть не ниже прочности древесины на скалывание и растяжение поперек волокон (а в этих соединения возникают именно такие виды напряжений), то в этих стыках не требуется для повышения прочности таких швов осуществлять какие-либо дополнительные конструктивные мероприятия. Однако, чтобы в зоне шва не происходило разрыва древесины поперек волокон, возникающего из-за коробления древесины при увлажнении, в этих случаях рекомендуется обеспечивать согласованное расположение досок при склейке.

При несогласованном расположении клеевой шов выдерживает деформации, а вот древесина поперек волокон может порваться.

Продольные соединения досок при склейке могут осуществляться тремя основными способами: 1)соединение впритык,2) на ус и 3)на зубчатый шип.

1) наиболее простой вид продольного соединения, разрешается использовать без доп. конструктивных мер только в сжатых элементах. Если же в них могут возникнуть растягивающие напряжения, то для обеспечения равнопрочности клеевого шва с растянутой древесиной (растяжение вдоль волокон) необходимо увеличить площадь склейки не менее чем в 10 раз. В этом соединение такое увеличение обеспечивается установкой накладок. Соединение впритык с накладками громоздко, нетехнологично и в настоящее время используется редко.

2) возьмем соединяемые доски, под острым углом сточим их концы, чтобы длинна проектируемого шва увеличилась в 10-12 раз. в отличие от предыдущего не требует использования доп. Элементов (накладок). Оно надежно обеспечивает равнопрочность древесины и клеевого шва. Однако для предотвращения сползания элементов друг относительно друга при запрессовке, необходимой при полимеризации клея, нужно создать не только продольные усилия, но и поперечные, гасящие вертикальную составляющую, возникающую на наклонной плоскости шва. Обеспечение такой системы запрессовки сложно и плохо поддается автоматизации. Кроме этого, при изготовлении соединения такого рода значительное кол-во материала идет в отход, так как его длина должна быть равна 10…12 толщинам стыкуемых заготовок.

3) Наиболее перспективным видом продольного стыка является соединение в зубчатый шип. Это соединение применяется не только для стыкования отдельных досок, но и для склеивания по всему сечению многослоиных клееных элементов. При стыковании досок в пакете используют обычно только вертикальную схему зубчатого соединения. При склеивании по всему сечению многослойных элементов кроме этого могут быть применены горизонтальные, диагональные и угловые схемы.

 

На деревообрабатывающих заводах зубчатые шипы нарезают специальными фрезами

К достоинствам зубчатого соед. относятся хорошая работа на растяжение, изгиб, кручении и сжатие, малая длина. а след. уменьшение отходов, возможность полной механизации и автоматизации процессовего изготовления и последующего склеивания элементов.

Зубчатый шип обычно характеризуется след. параметрами:

l- длина шипа

t- шаг соединения

в- затупление шипа

i- уклон шипа.

 

По этим параметрам для зубчатого соединения подбирается усилие прессования.

В соответствии с изменениями этих параметров виды зубчатых шипов условно можно разделить на две группы: несиловой шип, преднозначенный для малонапряженных элементов несущих конструкций, а так же для отдельных слоев многослоиных элементов (l= 5-20мм, t= 1.75-6 мм, в= 0,2-1 мм, i=1/7,5 – 1/10, Р=3,5-10 МПа), и силовой шип для соединения клееных деревянных конструкций (l= 32-50 мм, t= 8-12 мм, в= 1-1,5 мм, i=1/10,5 – 1/11, Р=2,5-1,5 МПа).

Существуют также различные клееметаллические соед-я. Это соед-я эл-в при помощи вклеенных или наклеенных стальных деталей.

Один вид – решение узлового соед-я, где сосредоточенная сила от узлового болта передается непосредственно на металлические пластинки и далее, рассредоточено, через клеевой шов воспринимается деревянными эл-тами решетки. Эти пластинки наз. клеестальными шайбами. Шайбы приклеиваются к древесине безусадочным эпоксидным клеем. В углах эти пластинки фиксируются шурупами. Узловые болты пропускаются при сборке соед-я через отверстия соответствующего диаметра в древесине эл-в. При работе узла в клеевом шве в основном возникают сдвигающие напряжения. Небольшие усилия отрыва гасятся шурупами. Исп-ся для узлов сборно-разборных деревянных ферм.

Другой вид – соединение на вклеенных стержнях. Стержни (диаметр - 12…32мм), вклеиваются в прямоугольные пазы или круглые отверстия в торец эл-та на глубину 20-30 диаметров. В смежном конце другого эл-та высверлены по шаблону отверстия, в кот-е на клею вставляются штыри, выступающие из первого эл-та. Для закрепления штырей в отвертиях исп-т эпоксидно-цементный клей.

Вклеенные стержни применяют для продольного и углового соед-я эл-в, воспринимающих продольные силы или изгибающие моменты. При этом сами стержни работают на выдергивание или продавливание.

Виды: балки, прогоны (безраспорные); арки, рамы (распорные) – в них опорные реакции (передача на смежные конструкции) осуществляется как в вертикальном, так и горизонтальном направлении. Горизонтальные составляющие опорной реакции принято называть распором. Рамы – это распорные деревянные конструкции, имеющие четко выраженный карнизный узел. Обычно выполняются с диапазоном пролета от 9 до 27 м, с консолями до 36 м. Арки – распорные конструкции, не имеющие четко выраженного карнизного узла, и вследствие этого имеющие более равномерное распределение усилий, чем рамы, имеют и больший диапазон типовых пролетов: от 8 до 100 м.