Соединение бруса на гвозди | Русская построечка

По поводу соединения бруса в бане гвоздями можно встретить достаточно много расхожих мнений. Одни считают, что нужно выполнять подобные операции только по ГОСТу, который, к слову, уже морально устарел. Там написано, что для этих целей следует применять деревянные шканты. Другие смело используют стальные нагели (гвозди), заверяя, что ничего страшного в этом нет.

Возможные проблемы при соединении бруса гвоздями

Почему же многие относятся с предрассудком относительно гвоздевого соединения при строительстве бань из бруса? Для этого существует несколько причин.

Во-первых, металлический нагель подвержен коррозии. Соответственно, теоретически такое соединение не сможет прослужить долгое время.

Во-вторых, в процессе усадки брус уменьшается в размерах, а потому может «повиснуть» на гвоздях, образуя в стенах немалые зазоры. Это утверждение тоже имеет право на существование.

В-третьих, металлические нагели могут раскалывать сам брус, что тоже не является желательным результатом. К сожалению, и такой исход вполне возможен.

Однако перечисленные проблемы – это всего лишь вероятные неприятности, с которыми можно столкнуться исключительно в том случае, если нарушить технологию фиксации бруса гвоздями.

Технология соединения бруса гвоздями

Чтобы правильно выполнить соединение бруса с помощью гвоздей, нужно придерживаться лишь нескольких обязательных правил, описанных далее. Реализованная в такой способ баня гарантированно прослужит не меньше, чем построенная по старинке – на деревянных нагелях или вообще без крепежа.

Первое правило касательно соединения металлических нагелей заключается в выборе подходящей длины крепежа. На практике, если высота бруса составляет 150 мм, то гвозди нужно брать длиной не менее 250 мм. Если стройматериал имеет другую конфигурацию, то нагель подбирается так, чтобы его длина перекрывала примерно 2/3 высоты двух уложенных друг на друга брусьев. В противном случае соединение не будет обладать достаточной прочностью.

Второе правило заключается в подготовке посадочных отверстий под гвозди. Они должны быть одинакового диаметра. Если сделать слишком большие отверстия, то крепеж будет болтаться и неполноценно выполнять свою функцию. Если же посадочное место будет слишком маленькое, то как раз и проявится тот эффект, когда при усушке бруса он «зависает», образуя зазоры. Если не делать отверстия вообще, то брус попросту будет раскалываться при забивании нагелей. Даже если он сырой, и при монтаже не растрескивается – после высыхания это непременно случится.

Последнее правило соединения бруса на гвозди – это правильная глубина их забивания. Крепеж должен входить в материал примерно на 2-5 мм ниже от верхней грани. Это нужно для той же самой усадки. Когда древесина начнет уменьшатся в размерах, ранее забитые гвозди не будут вылезать, препятствуя опусканию находящихся выше брусьев.

Преимущества гвоздевого соединения бруса

Применение деревянных шкантов считалось преимуществом раньше, когда эти крепежные элементы не покупались, а изготавливались самостоятельно прямо на строительной площадке. Естественно, что покупать, при этом, еще какие-то гвозди никто не желал. Теперь же металлически нагели намного проще в изготовлении, нежели деревянные, и стоят они тоже дешевле.

С металлическими крепежами намного проще работать. Во-первых, потому, что они не растрескиваются при забивании. Во-вторых, гвозди всегда имеют точный диаметр, тогда как размер деревянных шкантов может меняться в процессе строительства и от температуры, и от перепадов влажности. Сорт древесины, из которой они изготовлены, тоже много значит, и тут достаточно легко допустить ошибку.

Ознакомьтесь с проектами бань из бруса из нашего каталога, лидерами продаж.

Срок строительства — от 10 дней. Бесплатная доставка домокомплектов до КАД и МКАД. Даем гарантию на работы.

Бани из бруса

Все бани из бруса

Каркасные бани

Все каркасные бани

У вас уже есть проект? Отправьте нам на бесплатный расчет!

Отправить

Виды соединений бруса по длине и в углах.

Благодаря простоте работы и отличным эксплуатационным свойствам, брус остается весьма популярным материалом для строительства домов и хозяйственных построек. Один из важнейших технологических этапов строительства из бруса заключается в организации надежного соединения элементов.

Почему это так важно?

Именно соединение бруса между собой во многом сформирует свойства готового строения. Некачественное соединение чревато такими проблемами, как:

• Снижение прочности конструкции;
• Потери тепла на стыках;
• Ухудшение внешнего вида дома;
• Нарушения геометрии постройки, которые усилятся в процессе усадки;
• Затруднение последующих работ по организации межкомнатных перегородок и так далее.

Наращивание по длине

Брус бывает различной длины, но нередко возникает ситуация, когда ее не хватает. В этом случае осуществляется наращивание по длине, суть которого в том, что элементы соединяется не под углом, а друг к другу торцевыми частями.

Существует несколько вариантов, как соединить брус между собой по длине. Чаще всего используются:

1. Прямой накладной замок;
2. Косой накладной замок.

Суть этой технологии состоит в вырезании пазов и гребней вблизи торцов соединяемых элементов. Гребень одного бруса вкладывается в паз другого, и таким образом обеспечивается ровное соединение без выступов.

Кроме того, можно применить соединение бруса по длине «в полдерева». В этом случае, с торца срезается часть материала на половину высоты сечения и на 100-150 мм вглубь. На одном брусе срезается нижняя часть, на другом – верхняя. Таким образом, получается стык, который укрепляется шипом-нагелем.

Еще один относительно простой метод совмещения элементов в продольном направлении заключается в использовании коренного шипа. Шип вырезается по центру торца и соединяется с соответствующим пазом соседнего элемента.

С помощью этих методов можно нарастить длину стены до любого нужного значения.

Угловые соединения

Наиболее важными при кладке бруса являются угловые соединения. Они формируют геометрию строения, определяют его внешний вид и обеспечивают прочность всей конструкции.

Виды соединения бруса делятся на две большие группы:

1. С остатком, когда торец немного выступает наружу за угол сруба. Наличие остатков является не только дизайнерским изыском, но и обеспечивает дополнительную защиту углов от задувания ветра.
2. Без остатка, когда торцы не выступают за линию стены. В результате дом обретает интересный внешний вид, хотя здесь и требуется дополнительное утепление соединения.

Соединение бруса в углах осуществляется примерно так же, как и соединение бревен, то есть – укладкой верхнего элемента в чашу нижнего. Чаша представляет собой вырез определенной формы, который выполняется непосредственно на месте, если вы не покупали готовый сруб, в котором элементы поставляются полностью готовыми к сборке (если уже не собранными).

В большинстве случаев, угловое соединение бруса выполняется одним из двух методов:

• Односторонним стыком в полдерева;
• Стыком «в охряп».

Первый вариант проще, так как предполагает наличие только одного вертикального паза в верхней части нижнего элемента. Паз пропиливается на половину высоты сечения бруса, откуда и название «в полдерева». В паз укладывается верхний элемент, на котором пропил не делается. На всех последующих элементах паз делается в нижней части, что позволяет относительно легко укладывать их сверху.

Стык «в охряп» сложнее, так как подразумевает создание двух вертикальных пазов и сверху, и снизу. Глубина пропила, естественно, уменьшается. Такое соединение считается более надежным, в силу более жесткой фиксации бруса.

Конфигурация паза (его геометрическая форма и глубина) может быть различной, и у каждого мастера есть свое мнение относительно идеального соединения.

Для тех, кто не очень опытен в работе с деревом, есть более простые способы соединения бруса, например, встык. В данном случае один элемент просто приставляется к другому, и они фиксируются металлическими скобами. Такой метод подходит для укладки бруса без остатка, то есть без выступающих частей.

При укладке без остатка также можно использовать фиксацию на базе пазов и гребней. Чаще всего используется конфигурация типа «ласточкин хвост», которая обеспечивает надежное и долговечное соединение.

С помощью «ласточкиного хвоста» также можно выполнить Т-образное соединение элементов, например, при организации внутренней планировки строения. При этом рекомендуется дополнительно усилить фиксацию металлической пластиной, закрепленной на гвозди или саморезы.

Теперь вы примерно представляете, как соединять брус между собой при строительстве. Однако помните, что достижение высокого качества соединения требует некоторых навыков и опыта. Если у вас таковых нет, не стоит сразу же приниматься за строительство дома. Попрактикуйтесь для начала вхолостую или обратитесь за помощью к мастерам.

• Стеновой комплект

Балки с опорой на обоих концах

Напряжение в изгибаемой балке можно выразить как 006

σ = напряжение (Па (Н/м ² ), Н/мм ² , psi)

y = расстояние до точки от нейтральной оси (м, мм, дюйм)

M = изгибающий момент (Нм, фунт·дюйм)

2 I = момент инерции (м ⁴ , мм ⁴ , in ⁴ )

• Балки — с опорой на обоих концах — сплошные и точечные нагрузки
• Балки — фиксированные с одного конца и поддерживаемые с другого — сплошные и точечные нагрузки s s s 2
• Балки — фиксированные на обоих концах — непрерывные и точечные нагрузки

Приведенный ниже калькулятор можно использовать для расчета максимального напряжения и прогиба балок при одиночной или равномерно распределенной нагрузке.

Балка с опорой на обоих концах — равномерная непрерывная распределенная нагрузка

Момент в балке с равномерной нагрузкой, поддерживаемой с обоих концов в положении x, может быть выражен как 0002 где

M _x = момент в положении x (Нм, фунт·дюйм)

x = расстояние от конца (м, мм, дюйм)

Максимальный момент находится в центре балки на расстоянии л/2 и может быть выражено как

M _max = q L ² / 8                                         (2a)

2

2 3

M _макс. = максимальный момент ( Нм, фунт·дюйм)

q = равномерная нагрузка на единицу длины балки (Н/м, Н/мм, фунт/дюйм)

L = длина балки (м, мм, дюйм) 6

Максимальное напряжение

 

Уравнения 1 и 2а можно объединить, чтобы выразить максимальное напряжение в балке с равномерной нагрузкой, поддерживаемой с обоих концов на расстоянии L/2, как

2 / (8 I)                                 (2b)

где

σ _{макс. 2 ), Н/мм ² , psi)}

y _max = расстояние до крайней точки от нейтральной оси (м, мм, дюйм) x10 ^-4 psi

1 psi (фунт/дюйм ² ) = 144 фунт/кв. 5х10 ^{— 3} Н/мм ²

• Максимальная прочность на растяжение для некоторых распространенных материалов

Максимальное отклонение :

δ _макс. = 5 q L ⁴  / (384 E I)                                                                                        

где

δ _max = максимальный прогиб (м, мм, дюйм)

E =  Модуль упругости (Па (Н/м ² ), Н/мм ² , psi) 9000 положение 9000 003

δ _х = д х ( L ³ — 2 L x ² + x ³ ) ^{/ (24 E I) (2d)}

Примечание! — прогиб часто является ограничивающим фактором в конструкции балки. В некоторых случаях балки должны быть прочнее, чем требуется при максимальных нагрузках, чтобы избежать недопустимых прогибов.

Силы, действующие на концах:

R ₁ = R ₂

     = q L / 2                          )

где 

R = сила реакции (Н, фунты)   

Пример – балка с равномерной нагрузкой, метрические единицы

нагрузка из 6 Н/мм . Момент инерции балки равен 8196 см ⁴ (81960000 мм ⁴ ) , а модуль упругости стали, использованной в балке, равен 200 ГПа (200000 Н/мм ²

2 ).0006 . Высота балки 300 мм (расстояние от крайней точки до нейтральной оси 150 мм ).

Максимальное напряжение в балке может быть рассчитано   = 34,3 Н/мм ²

  = 34,3 10 ⁶ Н/м ² (Па)

,0 = 8 МПа 03

Максимальное отклонение в балке можно рассчитать

δ _max = 5  (6 Н/мм) (5000 мм) ⁴  / ((

5 100090 5

) ( 81960000 мм ⁴ ) 384)

   = 2,98 мм

q — Равномерная нагрузка (Н/мм)

L — Длина балки (мм)

I — Момент инерции (мм ⁴ )

E — Модуль упругости (Н/мм ² )

Расстояние от крайней точки до нейтральной оси 70y — 9077 (мм)

• 1 мм ⁴ = 10 ^-4 см ⁴ = 10 ^-12 м ⁴ 9010 9 см
• 2 014 4 = 10 ^-8 м = 10 ⁴ мм
• 1 из ⁴ = 4,16×10 ⁵ мм ⁴ = 41,6 см ⁴
• 1 Н/мм ² /м 2 90 10 ¹⁴ (Па)

Равномерная нагрузка Калькулятор балки — британские единицы

q — нагрузка (фунт/дюйм)

L — длина балки (дюйм)

I — момент инерции (в ⁴

8

8 — Модуль упругости (psi)

г — Расстояние от крайней точки до нейтральной оси (дюймы)

Пример — балка с равномерной нагрузкой, британские единицы инерция

285 дюймов ⁴ , модуль упругости 2

00 фунтов на квадратный дюйм

, при равномерной нагрузке 100 фунтов/дюйм можно рассчитать как

σ max 10 L ² / (8 я)

    = (6,25 дюйма) (100 фунтов/дюйм) (100 дюймов) ² / (8 (285 дюймов ⁴ ))

    = 2741 (фунт/дюйм ^{9 0 10081 9 0 10081) 3}

Максимальное отклонение можно рассчитать как

δ _макс. = 5 q L ⁴ / (E I 384)

    = 5 (100 фунтов/01 (9 01 дюйм) 4

00 фунт/дюйм

² ) (285 дюймов ⁴ ) 384)

    = 0,016 дюйма

Балка, поддерживаемая с обоих концов — нагрузка в центре

Максимальный момент в балке с центральной нагрузкой, поддерживаемой с обоих концов:

M _max = F L / 4                         (3a)

Максимальное напряжение

(3b)0108

где

F = нагрузка (Н, фунты)

Максимальное отклонение может быть выражено как

δ 90 макс. 5 / (48 E I)                                  (3c)

Силы, действующие на концах:

R ₁ = R ₂

     = F / 2                                                    

Калькулятор несущей балки с одним центром — метрические единицы

F — Нагрузка (Н)

L — Длина балки (мм)

I — Момент инерции (мм ⁴ )

E —

² )

Y — Расстояние экстремальной точки от нейтральной оси (мм)

Калькулятор одноэтажного нагрузки — Императорский (в)

I — Момент инерции (в ⁴ )

E — Модуль упругости (psi)

y —  Расстояние от крайней точки до нейтральной оси 9012 8 Be я с a Одноцентровая нагрузка

Максимальное напряжение в стальной широкополочной балке размером «W 12 x 35», длина 100 дюймов , момент инерции 285 дюймов ⁴ , модуль упругости 2

00 фунтов на квадратный дюйм

, с центром загрузить 10000 фунтов можно рассчитать, как

σ _MAX = Y _MAX F L / (4 I)

= (6,25 дюйма) (10000 фунт) (100 дюймов) / (455 дюймов ^{. 4} ))

    = 5482 (фунт/дюйм ² , psi)

Максимальное отклонение можно рассчитать как

δ 1 5 _{макс. / Э И 48}

    = (10000 фунтов) (100 дюймов) ³ / ((2

00 фунтов/дюйм

² ) (285 в ⁴ ) 48)

    = 0,025 в

Некоторые типичные пределы вертикального прогиба 360

Балка, поддерживаемая с обоих концов – внецентренная нагрузка

00002 Максимальный

момент в балке с одинарной внецентренной нагрузкой в ​​точке приложения нагрузки:

M _max = F a b / L                                                                                                                                

Максимальное напряжение в балке с одноцентровой нагрузкой поддерживается с обоих концов:

σ _max = y _max F a b / (LI)                                                (4b)

δ _F = F a ² b ² / (3 E I L)                                 2 R ₁ = F b / L                               (4d)

R ₂ = F a / L                               (4e)

Балка с опорой на обоих концах — максимум две внецентренные нагрузки

момент 80 (между нагрузками) в балке с двумя внецентренными нагрузками:

M _max = F a                                       (5a) 003

σ _макс. = y _макс. F a / I                                          (5b)

Максимальный прогиб в точке приложения нагрузки может быть выражен как

14 2 ) / (24 E I)                               (5c)

Силы, действующие на концах:

R ₁ = R 0 2 1 1      = F                              (5d)

Вставка балок в Sketchup модель с расширением Sketchup Engineering ToolBox

Балка с опорой на обоих концах — трехточечная нагрузка

Максимальный момент (между нагрузками) в балке с трехточечной нагрузкой:

M _max = F L / 2                                         (6a) 003

σ _макс. = y _макс. F L / (2 I)                                (6b)

Максимальное отклонение в центре балки можно выразить как 2 E I)                               (6c)

Силы, действующие на концах:

R ₁ = R ₂

     = 1,5 F                     )

Понимание передачи нагрузок от плиты к балкам

🕑 Время чтения: 1 минута

Передача нагрузок от плиты к балкам определяется геометрическими размерами плиты и направлением армирования. Нагрузка на плиту, включая собственный вес, постоянную нагрузку и постоянную нагрузку, распределяется по балкам по их сторонам.

Нагрузки на плиты выражаются в весе на единицу площади, тогда как нагрузки на балки выражаются в единицах веса на длину балки.

Если плита имеет обычные размеры, передача нагрузки может осуществляться легко и быстро. Однако, если он имеет неправильную форму, рекомендуется использовать подходящие программы, такие как SAP2000, SAFE и ETABS.

Состав:

• Односторонняя плита
• Двухсторонняя плита
  • Пример
  • Решение:
• Плита сложной геометрии
• Часто задаваемые вопросы

Односторонняя плита

Нагрузка односторонней плиты прямоугольной формы распределяется поровну между соседними балками. Внутренняя балка воспринимает половину общей нагрузки плиты с каждой стороны.

Рисунок-1: Передача нагрузок от прямоугольной односторонней плиты к балкам с двух сторон плиты

Если плита поддерживается только с двух сторон или поддерживается со всех четырех сторон, но отношение более длинной стороны к более короткой стороне больше 2, это называется односторонней плитой, см. рис. 2.

Рис. 2: Односторонняя плита к балкам

Двухсторонняя плита

Нагрузки на двустороннюю плиту передаются на все балки со всех сторон. Таким образом, каждая балка несет определенную нагрузку от плиты. Плиту обычно делят на трапециевидные и треугольные области, проводя линии от каждого угла прямоугольника под углом 45 градусов.

Рис. 3. Передача нагрузок от прямоугольной двусторонней плиты на четыре балки. Рис. 4. Для квадратной двусторонней плиты нагрузки, передаваемые на четыре балки, равны

Распределенная нагрузка на балку вычисляется путем умножения площади сегмента (трапециевидной или треугольной) на удельную нагрузку плиты, деленную на длину балки. Для внутренней балки аналогичным образом оценивается доля веса плиты другой стороны и прибавляется к предыдущей, т. е. нагрузка плиты с другой стороны балки. Таким образом, межкомнатные балки воспринимают нагрузки с обеих сторон.

Рисунок 5: Передача нагрузок от двусторонних плит на внутренние балки

Пример

Плита на рисунке ниже имеет толщину 150 мм и, помимо собственного веса, выдерживает нагрузку 0,85 кН/м ² перегородка и динамическая нагрузка 2,4 кН/м ² . Перенесите нагрузку плиты на балки со всех четырех сторон.

Рис. 6: Перенос двусторонней плиты на балки

Решение:

Собственный вес плиты = толщина плиты * удельный вес бетона

                                                                                                                                                                           / 5

Общая статическая нагрузка на плите = 3,6+0,85= 4,45 кН/м ²

Можно распределить рабочую нагрузку (нефакторизованную нагрузку) на балку или предельную распределенную нагрузку на плиту; используйте факторизованную нагрузку как для постоянной нагрузки, так и для временной нагрузки плиты в соответствии со спецификациями ACI 318-19..

В этом примере мы используем различные коэффициенты нагрузки, а затем используем комбинацию нагрузок для расчета предельной распределенной нагрузки на плиту. После этого на балки передается предельная распределенная нагрузка.

Предельная распределенная нагрузка (Wu)= 1,2*постоянная нагрузка+ 1,6*постоянная нагрузка

Предельная распределенная нагрузка (Wu)= 1,2*4,45+1,4*2,4= 8,7 кН/м ²

Нагрузка плиты на балку (4 m)= площадь треугольника*Wu

                                                                 = 4*8,7=34,8 кН

Равномерная распределенная нагрузка плиты на балку (4 м) = 34,8/4= 8,7 кН/м

Нагрузка плиты на балку (4 м)= площадь трапециевидной формы*Wu 8,7=69,6 кН

Равномерная распределенная нагрузка плиты на балку (6 м) = 69,6 /6= 11,6 кН/м

Плита сложной геометрии

Для распределения нагрузки плиты сложной геометрии на балку следует использовать моделирование методом конечных элементов. Для этой цели можно использовать такие компьютерные программы, как SAP200, SAFE и ETABS. Этот метод также может быть рассмотрен для плит с правильной геометрией.

Часто задаваемые вопросы

Как нагрузка передается от плиты к балкам?

В односторонней плите нагрузки передаются только в одном направлении, тогда как в двухсторонней плите нагрузки передаются в двух направлениях.

Каковы основные виды нагрузок на конструкции?

Типы нагрузок, действующих на конструкции зданий и других сооружений, можно в целом разделить на вертикальные нагрузки, горизонтальные нагрузки и продольные нагрузки. Вертикальные нагрузки состоят из постоянной нагрузки, динамической нагрузки и ударной нагрузки. К горизонтальным нагрузкам относятся ветровая нагрузка и сейсмическая нагрузка. Продольные нагрузки, т. е. тяговые и тормозные силы, учитываются в особых случаях проектирования мостов, козловых балок и т.