Как соединить брус между собой по длине: Как скрепить брус между собой своими руками?

Содержание

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.

Четырехсторонний паз

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

Двухсторонний паз

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.

Четырехсторонний паз

 

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

Соединение на шпонке

  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.

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



Соединения в длину

Стандартный максимальный размер бруса – 6 метров в длину при разном сечении. Этого часто не хватает, чтобы возвести стены большого дома, установить стропила или уложить балки перекрытия. Приходится сращивать 2, а то и 3 элемента в продольном направлении. И одно дело, когда это венец, имеющий под собой опору в виде фундамента или нижележащего венца, и другое – если такой опоры нет. Приходится решать, как срастить брус по длине, чтобы выдержать нагрузку не только от собственного веса, но и от опирающихся на него конструкций.

Подобные задачи решаются способами, аналогичными уже описанным. Просто крепление выполняется не под углом, а вдоль балок.

При строительстве навесов, беседок и прочих подобных сооружений сращённый брус может не иметь под собой опорыИсточник i.ytimg.com

  • В полдерева. Уже знакомый вам узел крепления, когда с торцов вырезаются симметричные прямые выемки до половины толщины бруса. Более надёжным будет сращивание косыми выемками. Но в любом случае требуется дополнительная фиксация пластинами, шпильками или нагелями.
  • Косой замок. В этом случае соединяемые торцы также срезаются по косой, но срезы имеют не плоскую, а ступенчатую форму с определёнными параметрами каждого выступа. При совмещении двух балок они должны точно повторять друг друга. «Сползание» предотвращают уже проверенным методом – забивкой нагелей в стык. Без специального инструмента решить задачу, как соединить брус 100х100 между собой этим способом, практически нереально.
  • Прямой накладной замок. На торцах балок вырезаются своеобразные крючки-зацепы по всей их ширине. Это самый надёжный способ сращивания для «висячих» балок.

Прямой и косой замокИсточник i1.wp.com

  • Коренной шип. Это тот же вид соединения, который был описан в предыдущей главе. Шип может быть как прямоугольной, так и трапециевидной формы. Трапеция гораздо надёжнее, так как предотвращает колебания в горизонтальном направлении.
  • На шпонку. Если при устройстве коренного шипа на торце одного бруса формируется шип, а в другом выбирается паз, то в этом случае делают два паза, балки укладывают встык, а в получившееся отверстие забивают шпонку, повторяющую его форму. Её предварительно обмазывают столярным клеем или клеем ПВА, чтобы увеличить прочность стыка.

Обратите внимание! При возведении стен мало решить, как соединить брус между собой по длине. Нужно обязательно смещать стыки относительно друг друга, чтобы они не совпадали по вертикальной линии в соседних венцах.

Изготовление замковых соединений заметно упрощается и ускоряется, если не размечать каждый брус по отдельности, а сделать шаблон из тонкого и плотного листового материала.

В этом видео показано, как с помощью шаблона и бензопилы сделать паз на торце бруса:

Особенности строительства домов по технологии двойного бруса

Если конструкция из сращиваемых балок не требует образования ровных граней, их можно сшивать внахлёст, стягивая гвоздями с двух сторон или металлическими шпильками в нескольких точках. Так часто поступают, когда нужно удлинить стропила. Либо получить мощные лаги или балки перекрытия, срастив два бруса не только по длине, но и по толщине. В таких случаях перед тем, как срастить брус, стыки обязательно смещают друг относительно друга.

Соединительный крепёж

С появлением современного крепежа из прочной легированной и оцинкованной стали упростились многие строительные процессы, в том числе и устройство надёжных соединительных узлов в конструкциях из бруса. Одни из них применяются уже давно, и традиционно пользуются популярностью. Другие появились сравнительно недавно, поэтому могут быть неизвестны людям, профессия и интересы которых не связаны со строительством.

Традиционные крепёжные элементы

Самыми простыми, надёжными из них являются шканты или нагели, изготовленные из твёрдой древесины. Они идеально сочетаются с основным материалом, не вызывая его деформацию, растрескивание или гниение. В сочетании с клеевыми составами они позволяют осуществлять прочное крепление.

Сборка сруба на стальных нагеляхИсточник remontik.org

Нагели бывают и металлическими. Их главное достоинство – высокая прочность и долговечность, поэтому их часто используют для скрепления брусовых венцов по вертикали.

Гвозди и скобы, которые раньше были едва ли не единственными видами крепежа для дерева, сегодня стараются не использовать при строительстве капитальных зданий, так как чёрный металл, из которого их изготавливают, несовместим с деревом. Он легко поддаётся коррозии, портя древесину и постепенно разрушаясь. По этой же причине не рекомендуется применять самодельные нагели, нарезанные из арматурных прутьев.

Современные крепёжные изделия

Очень разнообразный крепёж изготавливают из стального перфорированного проката толщиной не менее 2 мм с антикоррозионным покрытием. Из него делают: 

  • пластины разной длины и ширины с отверстиями под саморезы и анкеры. Большой ассортимент типоразмеров позволяет решать такие задачи, как соединить брус между собой по длине 150 на 150, скрепить стропила в коньковой части или усилить провисающий стык без нижней опоры;

Соединительная оцинкованная пластинаИсточник www. sibwindows.ru

Профилированный брус как строительный материал – особенности производства и использования в строительстве

  • соединительные уголки из того же исходного материала бывают простыми и усиленными, с дополнительным ребром жёсткости. В ассортименте этих изделий есть как равнополочные уголки, так и с разной длиной полок. Они применяются для усиления угловых соединений сруба, крепления стропил, балок перекрытия, создания каркаса для внутренних перегородок и т.д.;
  • опоры – крепёжные детали сложной формы, позволяющие создавать надёжные угловые Т-образные стыки без изготовления замков. Например, крепить к стенам балки перекрытия. Их типоразмеры соответствуют всем стандартным размерам сечения бруса.

Усовершенствованным аналогом перфорированной пластины является гвоздевая или зубчатая пластина. С её помощью надёжно скрепляются элементы конструкции, расположенные в одной плоскости.

С помощью гвоздевых пластин можно собирать фермы и сращивать брус по длинеИсточник cdn.mitekea.com

Весьма востребованы в деревянном строительстве и резьбовые шпильки. Ими стягивают стык, закручивая гайки с обеих сторон от него.

А самым современным крепёжным изделием, позволяющим не только соединять венцы друг с другом, но и компенсировать усадку дома и появление щелей между брусьями, является пружинный узел «Сила».

Что это такое, и как работает данный пружинный узел, рассказано в видео:

Финские дома – особенности технологии и застройщики

Заключение

При строительстве деревянного дома обязательно возникает вопрос, как соединить два бруса в длину или скрепить угол. У каждого мастера в этом деле свои предпочтения: один придерживается методов, проверенных веками, другой больше доверяет современным способам с использованием специального крепежа. И этот вопрос нужно обсудить заранее, предварительно самостоятельно изучив все возможные варианты и решив, что для вас в приоритете: скорость и приемлемая стоимость монтажа или качество и надёжность.

Соединение бруса между собой — как правильно стыковать брус по длине и в углах при строительстве дома, крестовое, т образное

Брус считается самым распространенным материалом для частного строительства. Его производят из различных пород древесины. В настоящий момент особой популярностью пользуется клееный материал, технология изготовления которого заключена в клеевом составе.

Угловые и поперечные соединения брусьев.

Сечение изделий для возведения дома или бани подбирают в соответствии с климатическими условиями и частотой эксплуатации (круглый год или по сезонам) будущей постройки. Многих начинающих строителей интересует то, как класть брус.

На самом деле технологией предусмотрены различные варианты укладки бруса. Наиболее известными являются «в лапу» и «в чашку» (или «в обло»). Данные схемы сложны для укладки, требуют специальных знаний и опыта работы со срубами. Укладка бруса в соответствии с этими способами возможна только мастером-профессионалом. Но отчаиваться не стоит. Начинающим строителям есть чему учиться, ведь вполне можно освоить и альтернативные варианты укладки.

Как правильно класть брус

Пиломатериал имеет квадратное или прямоугольное сечение, поэтому соединения прочные. Он состыковывается гораздо проще, чем оцилиндрованное бревно. Брус легко размечать, выпиливать в нем пазы.

Во время укладки строительного материала при строительстве дома из бруса своими руками следует большое внимание уделить его креплению по углам и по длине. Недостаточно прочно зафиксированный брус может переворачиваться.

Крепить соединяемые детали из дерева гвоздями не рекомендуется. От повышенной влажности древесины гвозди могут заржаветь и разрушиться.

Поэтому вместо металлических гвоздей применяются деревянные. Они называются нагелями. Лучше из березы. Можно использовать черенки и напилить их в нужный размер по длине. Их вбивают вертикально через каждые 1,5-2 м в заранее подготовленные отверстия. Диаметр нагелей ориентировочно 20 мм. Сверлить под них отверстия надо на пару миллиметров больше, чтобы свободно забивались и не препятствовали дальнейшей усадке стен.

Березовые нагели

На фундамент обязательно укладывают гидроизоляцию. Это могут быть два листа рубероида или гидроизоляционная мембрана. Можно комбинировать материалы: сначала нанести обмазочный слой, а затем положить рулонный.

Брус и нагели обрабатывают антисептическими средствами и антипиренами. Перед укладкой венцов убирают бракованные пиломатериалы. Подготавливают крепеж.

Укладывают первый венец. Чтобы добиться идеально горизонтального расположения первого венца, под брус ставят деревянные подкладки и выравнивают его с помощью строительного уровня. Затем фиксируют первый венец анкерами. Угловое соединение в первом ряду на шпонке, а с внутренней стороны дома используют металлические уголки.

Строительство крыши и установка потолка

Для покрытия крыши может использоваться много материалов, в числе которых рубероид и металлическая черепица. Потолочные балки и стропила требуется установить после того, как строители закончат рубить стены. Потолочные лаги должны выступать за стену на 50 см. В качестве материала для лаг нужно выбирать брус 150х100. Они укладываются ребром с расстоянием 100 см.
После этого из досок складывается стропильная система. Эту конструкцию можно назвать скелетом крыши, поэтому её крепление должно быть жестким. Далее идет укладка фронтов, изготовить которые лучше всего из бруса 150х150. После происходит установка пола.

Установка и сборка потолка в срубе во многом будет зависеть от предпочтений хозяев. Основным стоит обязательно выполнить – гидроизоляция. Укладка и гидроизоляция должны быть выполнены до стяжки потолка. Для деревянного дома рекомендуется использовать рулонную или заливную гидроизоляцию.

Потолок считается основной деталью, играющей большую роль во внутреннем оформлении интерьера. От его внешнего вида и сборки будет зависеть эстетичность помещения и внутренний дизайн. Сегодня на строительном рынке представлено большое число покрытий, которые могут быть использованы в срубе.

Соединение углов бруса с остатком

Заготовки при угловом соединении с остатком выходят за плоскость стены. Они называются зауголки.

Уголовое соединение с остатком

В одной заготовке вырубается углубление — чаша. У оцилиндрованного бревна оно полукруглое, у профилированного — прямоугольное. Вторая заготовка вставляется в чашу цельной или с вырезом, соответствующим ее форме. Такие углы не пропускают холод. Утепление сруба при тщательной конопатке не понадобится.

При их скреплении остаются обрезки древесины. Поэтому требуется приобрести большее количество материала и учесть длину его обрезков. Соединение в чашу имеет и другое название: в обло (облый — круглый).

Этапы изоляции

Изоляция фундамента и сруба от влаги производится в несколько этапов.

Устраивают дренажную подушку под фундаментом. Этот этап производят еще до заливки фундамента, сразу после подготовки траншеи. На дно траншеи последовательно насыпаются слои песка и щебня. Каждый слой после засыпки тщательно трамбуют. Совокупная толщина дренажной подушки не должна быть менее 30 см.

После заливки, высушивания и снятия опалубки, фундамент обрабатывается обмазочной гидроизоляцией в виде мастики. Лучшего эффекта можно добиться, если использовать комбинированную гидроизоляцию, т. е. наклеить на поверх мастики слой гидроизола или рубероида. Дополнительный гидробарьер можно организовать утеплением фундамента пеноплексом или иной негигроскопичной теплоизоляции.

Гидроизолируется верхний срез фундамента. Он должен иметь максимально гладкую поверхность. Это избавит от возникновения полостей и неровностей, в которых может концентрироваться влага. Когда фундамент будет подготовлен, производят обмазку мастикой. В зависимости от вида применяемой мастики, ее нужно наносить в холодном или разогретом состоянии.

Укладывается рулонная гидроизоляция. Листовой материал должен иметь напуски по краям фундамента в 5-10 см. Нужно обеспечить напуски в местах стыков соседних листов гидроизоляции (не менее 15 см).

Класть изоляцию необходимо так, чтобы материал плотно прилегал к основанию, Оставлять воздушные пузыри и складки недопустимо.

Углы без остатка

Многие домашние мастера хотят сэкономить материал, поэтому применяют способ стыковки бруса 100х100 (самый распространенный) без остатка. В данном случае соединение более холодное, углы больше продуваются, пиломатериал не выглядывает из-за угла стены, а располагается вровень с ним.

К угловым соединениям без остатка относятся крепления:

  • Встык;
  • При помощи шпонки;
  • Коренной шип;
  • Теплый угол;
  • Ласточкин хвост;
  • В лапу;
  • В полдерева.

Стыковка бруса по длине варианты соединений

Максимальная длина заготовки 6 м. При обустройстве стен дома, балок, стропил не хватает одного бруса по длине. Приходится производить соединение бруса между собой. Для стыковки в продольном направлении используются те же способы соединений, что и при угловом, но крепление делается не под углом, а вдоль балок.

В шип на шпонках

Это соединение самое прочное. На 2 заготовках вырезаются идентичные пазы. Они прикладываются друг к другу таким образом, чтобы пазы совпали. Затем берется шпонка из твердой породы дерева и вбивается между ними. Шпонка — это своеобразный клин, который соединяет два паза между собой. Шпонка бывает в форме призмы, прямоугольника. Чтобы сращивание было прочным, шпонку смазывают клеем ПВА или столярным клеем.

Может быть полезно:Чем лучше обшить деревянный дом снаружи

Сращивание бруса по длине в коренной шип

Соединения бруса по длине в коренной шип схоже с таким же угловым соединением. Шип и паз могут быть прямоугольными и трапециевидными. Шип в виде трапеции более надежный и прочный, потому что он препятствует смещению деталей. Заготовки закрепляются нагелями.

В замок

Соединить брус 100х100 между собой, можно в косой замок:

Оригинальность данного метода сращивания состоит в том, что торцы не только отрезаются по косой, а представляют собой ступени с определенными размерами. Это прочный вид соединения, который доступен только мастерам с опытом работы, имеющим специальные инструменты и оборудование для точной вырубки изгибов каждой ступени. Ступени напоминают чередующиеся шип и паз, которые повторяют форму второй заготовки. Соединяясь между собой, шип и паз образуют надежный замок.

Сращивание бруса в полдерева

Соединения бруса в полдерева можно выполнить самостоятельно. С торца каждой детали выпиливается прямой угол на половину ее толщины. Только на одной заготовке он смотрит вниз, на другой — вверх. Выемки могут быть не только прямыми, но и косыми. Один элемент накладывается на другой. Шип и паз совпадают. Укрепляют элементы нагелями, скобами, шпильками, пластинами.

Метод сращивания бруса прикладывание

Это самый простой способ сращивания заготовок. Один цельный элемент прикладывается к другому торцом и соединяется скобами либо накладками.

Укладываем первый венец

Первый брус укладывается не на бетон, а на деревянные планки высотой 15 мм, расположенные поперёк ленты фундамента через каждые 30 см. Делается это для того, чтобы исключить контакт первого венца с гидроизоляцией. Некоторые строители вместо реек предпочитают использовать специальную подкладочную доску, но польза от такой технологии вызывает обоснованные возражения. Противники доски утверждают, что она гниёт быстрее, чем брус, и при этом образовывает дополнительную межвенцовую щель в самом уязвимом месте стены.

После укладки брусьев на рейки и проверки горизонтальности образовавшийся зазор заполняют обычной монтажной пеной. Углы первого венца соединяются металлическими скобами. Крепить брус к фундаменту необязательно: веса всей конструкции хватит, чтобы обеспечить дому необходимую устойчивость. В некоторых случаях допускается крепление первого венца на анкеры, расположенные по углам фундамента.

Важный нюанс: углы стыковки должны точно соответствовать 90 градусам. В противном случае будут нарушены диагонали пересечения, что в свою очередь приведет к нежелательным деформациям здания.

От чего зависит выбор соединения

Если вы не можете решить, как соединить брус при строительстве дома, важно обратить внимание, для возведения каких конструкций он будет использоваться.

Для строительства хозяйственных построек, бани можно соединять брус вполдерева или встык. Эти соединения просты, выполнить их можно самостоятельно, только закреплять их нужно нагелями, шпильками или скобами. Но такие способы нельзя использовать при строительстве жилого дома.

Опытные мастера для выкладывания несущих стен не будут использовать продольное соединение заготовок, а постараются использовать только цельный пиломатериал. В крайнем случае они выбирают жесткое соединение, например, со шпонкой. Только шпонка в данном случае должна быть высокого качества.

Соединение косой замок можно применять и на несущих стенах, но для этого конструкция должна быть жесткой с точными размерами. А это сделать своими силами практически невозможно.

Типичные ошибки стройки

Ну, а у наших работа спорилась:

  1. Убрали лишний грунт из-под лаг.
  2. Сместили вход в парную.
  3. Переделали электрику.
  4. Провели канализацию.
  5. Спрятали водопроводные трубы.
  6. Утеплили полы, уложили основу под стяжку.
  7. Уложили трубки водяного пола.
  8. Переустановили двери.
  9. Пропитали стены моечной дважды (чтобы не вбирали влагу от стяжки).
  10. Прорезали окошко в парной.
  11. Устроили новую пароизоляцию.
  12. Залили стяжку.
  13. И уехали на технологический перерыв, перед отъездом починив снегоход заказчика, чему он было очень рад.

Через несколько дней бригада вернулась и продолжила работу.

Моечная:

  1. Возвели каркасную стену, обшили ее имитацией бруса.
  2. Полы укрыли керамогранитом.
  3. По стенам на направляющих закрепили гипсокартон и облицевали зону моечной плиткой.
  4. Придумали и установили откидной полок (пример того, как даже в небольшом помещении можно создать условия и для душевых процедур, и для моечных, и для массажных).

Парная:

  1. Укрыли пол и бортик керамогранитом.
  2. Выставили «плавающий» каркас.
  3. Обшили парную природным липовым блок-хаусом.
  4. Сделали полоки, приступную скамью, установили краники.
  5. Смонтировали декоративную ставню на окошко, установили светильники, абажуры, подвесили ветки декора.
  6. С наружней стороны интересно задекорировали дырку от вынутого вертикального бруса у входа в парную.

И опять перерыв — на технологическую сушку блок-хауса и его рассыхание. Но уехали не сразу — заказчик попросил пропитать пропиткой всю баню изнутри, увидев, как ребята пропитали стены моечной и каркасную стену. Пока сох материал, пришло не совсем приятное известие: халтура монтажников печи все же дала о себе знать. В одну из протопок печи стена над топкой печи стала тлеть ближе к комнате отдыха. От пожара спасла лишь наблюдательность заказчика. И оперативность, с которой таджик-помощник выпилил дымящийся со стороны комнаты отдыха венец.

И вот мы приехали третий раз. Все уже почти «родное». Отопление работает на ура. Азиат-привратник даже перестарался — все помещения бани (и комната отдыха, и туалет, и кухня) прогреты до 45 градусов! Наличники, обшивку и т.д. просто вывернуло местами.

Ну ничего — пару часов на ликвидацию последствий перетопа, несколько часов на конопатку. Час на уборку бани и околобанной территории, погрузка инструмента в машины. И потом 2 часа парения-тестирования с разрешения владельца бани (печь начали топить заранее). Получилось красиво и функционально! Настоящая русская «парная-срубик» — жаркая, но не жесткая, обнимающая теплом со всех сторон — и от печи, и от стены, и от пола.

Здесь и водичка на выбор — ледяная и кипяток, здесь и окошко для проветривания или подышать (не нужно — опустите ставню и его как будто и не было), плавные линии перехода дерева в камень, мягкий свет и широкий теплый полок завершают атмосферу полнейшего расслабления. Нужно принять водные процедуры в более прохладном месте? Пожалуйста! Полок вмещает с комфортом взрослого человека лежа или троих сидя. Под ним 2 гигиенических душа — холодный и горячий. Можно принять и «удар» воды из обливного устройства сидя.

А можно откинув полок, зайти в душевой угол и окатиться стоя. Или просто помыться под душем. Вода не застаивается на полу — сделаны 2 сливных трапа. Санузел оборудован всем необходимым — унитаз, раковина. Там же по просьбе заказчика установлена и стиральная машина. Бойлер остался на своем прежнем месте. Все трубы «спрятаны».

И, что немаловажно, удалось все сделать до конца зимы! А ведь у владельца бани была заветная мечта — этой зимой успеть нырнуть из бани в снег. Душевно получилось, как и дОлжно бане!. * единственное спорное решение — подспинники из доски на стены

Они были установлены по просьбе заказчика. Но демонтировать их недолго, если владелец бани примет такое решение

* единственное спорное решение — подспинники из доски на стены. Они были установлены по просьбе заказчика. Но демонтировать их недолго, если владелец бани примет такое решение.

Пружинный узел сила

Прежде чем решить, как соединить два бруса, обязательно рассмотрите такой крепёж.

Является одним из лучших, скрепляет между собой строительный материал и противостоит появлению между венцами щелей во время усадки деревянного дома.

Пружинный узел «Сила» представляет собой длинный шуруп с пружиной и 2 шайбами.

Пружинный узел «Сила» в разрезе
Пружина придает изделию прижимную силу в 100 кг. С помощью двойного сверла в брусьях сверлится отверстие, в него вставляют узел и гайковертом закручивают до тех пор, пока не стянет их между собой. Для стены в 6 м достаточно 4 прижимных узла.

Крестообразная вязка внахлест

Крестовая вязка внахлест — универсальное сращивание. В подготовленный паз укладывается заготовка. Т образное соединение бруса используют для укладки сруба, при строительстве мостов. Способами соединения крестообразной вязки являются:

  • Вполдерева;
  • В треть и четверть дерева;
  • Зарубка в один ряд.

Соединение усиливается шпонкой, скобами, нагелями.

Что учесть при стыковке профилированного бруса

В местах стыковки профилированного бруса могут появиться щели, через которые дом будет продувать, проходить влага. Для отсутствия щелей места сращивания выравниваются и шлифуются. В местах соединения прокладывается джут, пакля или льняное волокно.

Для предупреждения гниения дерева и появления плесневого грибка его обрабатывают антисептическими средствами. Влажность древесины не должна превышать 5 %. В данном случае места соприкосновения заготовок можно проклеить. Из-за возможности усадки брусового дома перед установкой дверей и окон, срубу важно выстояться. Продольные стыки профилированного бруса располагаются в шахматном порядке.

Какими материалами выполняется гидроизоляция

Различают следующие виды гидроизолирующих материалов:

Последний тип получил наибольшее распространение, поскольку он позволяет создать наиболее прочный гидробарьер. Состоит он из слоя обмазочного материала, поверх которого уложена рулонная изоляция. Обмазка позволяет заполнить все неровности бетонной поверхности и упростить укладку рулонного материала.

Чаще всего в качестве обмазки применяются вязкие жидкости на основе битума. Рулонный материал (рубероид) выполняет функцию основного гидробарьера. Кроме гидроизоляции, рубероид создает демпфирующий слой меду не всегда идеально гладкой поверхностью бетона и брусом.

Рулонная гидроизоляция в качестве единственной защиты используется редко. Применяемые в данных целях плотные рубероид или стеклоизол могут способствовать появлению влаги как под, так и над гидроизолирующим слоем. Происходит это из-за невысокой эластичности материалов, не способных обеспечить плотное прилегание к бетону и брусу.

Обмазочная мастичная гидроизоляция также не способна гарантировать создание надежного барьера для влаги. Под весом стеновых материалов она будет выдавливаться и возникнут точки соприкосновения незащищенных дерева и бетона. Лучше всего обмазочные материалы показывают себя при использовании в качестве гидрозащиты нижней части фундамента, контактирующей с грунтом.

Как соединить брус между собой?

Безусловно, соединить деревянный брус без использования металлического крепежа возможно, но далеко не всегда соединение будет устраивать своей прочностью и надёжностью. Следовательно, использование металлических соединений гарантированно позволит обеспечить стабильность конструкции на долгосрочной перспективе.

На сайте https://rskcorp.ru/katalog-produktsii/perforirovannij-krepezh/krepezhnye-ugolki Вы сможете приобрести крепёжные уголки по доступным ценам. В нижеприведённой публикации будут даны практические советы в отношении обеспечения качественного соединения бруса.

Преимущества использования стального уголка

 

Дело в том, что стальной уголок может быть использован не только при организации самого дома (монтаж стен и перекрытий из бруса), но и в дальнейшем при организации лестничных проёмов, к примеру.

Производится подобный уголок из оцинкованной стали. Зачастую толщина металла составляет 2-2,5 мм. Технологически уголок представляет собой следующее:

  • две металлические пластины образующие прямой угол;
  • отверстия, выполненные под конкретный размер саморезов;
  • возможное наличие ребра жёсткости (подобные уголки допускаются к использованию на открытом воздухе).

Именно оцинкованная сталь в принципе делает невозможным образование коррозии на металлическом уголке. Следовательно, крепости соединения ничего не угрожает.

Небольшая толщина конструктивного элемента позволяет отказаться от необходимости врезки крепления в брус. Уголок устанавливается исключительно накладным методом. Отсюда вытекает ещё одно его преимущество – высокая скорость монтажа.

Перфорированный крепёж: активное использование в работе с деревом

 

Дело в том, что во время строительства дома требуется выполнять крепление элементов, которые соединяются друг с другом не только под прямым углом. К примеру, держатель балки имеет отличную конфигурацию от уголка.

Опора для бруса и того больше – представляет собой конструктивный элемент достаточно сложной формы. Однако, использование их от этого не усложняется. Достаточно выполнить правильное позиционирование на самом брусе и выполнить засверливание при помощи подобранных предварительно саморезов.

Как правило, перфорированный крепёж выступает в качестве дополнительного крепления. Однако, никто не запрещает использовать его и в качестве самостоятельного. В этом случае необходимо лишь выполнить расчёты.

Дело в том, что одни и те же элементы могут отличаться размерами. Установка уменьшенного размера таит в себе потенциальные опасности, так как нагрузка не будет распределена в этом случае равномерно.

В видео демонстрируется уголок крепёжный оцинкованный усиленный:

Твитнуть

Соединение бруса или бревна под углом и по длине

Одним из главный этапов строительства дома своими руками из бруса или оцилиндрованного бревна является поднятие — возведение сруба. Прежде чем приступать к практике (строительству) вы должны знать, как соединить брус, иначе последствия могут быть плачевны.

Необходимость соединения возникает в двух обстоятельствах:

  • При рубке угла дома
  • При удлинение бруса или бревна — когда длины не хватает (бывает иногда, например кто-то отрезал не по длине).

Смотря что необходимо, используют разные методы, поэтому я постараюсь доходчиво показать основные способы соединения бруса и оцилиндрованного бревна.

Содержание статьи:

Виды углового соединения

Способы соединения брусов при возведение сруба значительно отличается от стыков бревен. Еще с древней Руси в деревянном строительстве, строили из бревен, с тех времен копиться многовековой опыт по соединениям углов и стыков. Но на дворе 21 век и древние приемы постепенно приобретают свои модифицированные аналоги, поэтому в первую очередь хочу ознакомить с техникой укладки брусов, а бревно разберем после.

Типы угловых соединений бруса

Нынче в деревянном строительстве практикуют два способа соединение:

  • С остатком («в обло», «в чашу»)
  • Без остатка («в лапу»,«в зуб»).

Угловое соединение бревна так же, как и с брусом, делаются двумя видами, как «в лапу» или «в чашу», то есть без остатка или с остатком.

Соединение углов бруса с остатком «в чашу»

В чашу брусья соединяются за чет замочных пазов, которые могут быть нескольких видов:

  • Однострочными
  • Двусторонними
  • Четырехсторонними.

При таком виде соединения в каждом брусе делается перпендикулярный паз в виде надпила с одной стороны — обычно верхней. Надпил должен подходить по ширине с перпендикулярным сечение бруса.
Большинство домостроительных компаний применяют эту технологию для соединения профилированного бруса, потому что для крепления таким способом требуется минимум усилий и времени.

 

 

 

Технология двухстороннего пазового замка подразумевает под собой пропилы с двух сторон бруса т.е. сверху и снизу. Глубина перпендикулярного пропила примерно равна 1/4 от высоты бруса. Качественное соединение, но требует большого опыта от плотников, дабы не допустить трещины или сколы при пропиле паза и установке бруса.

 

 

 

При выполнение четырехстороннего замкового паза выпиливают паз со всех сторон профилированного бруса. Такой вариант крепления позволят достичь большой прочности сруба. Пропилы со всех сторон упрощают возведение сруба — венцы ложатся как конструктор. Соединение углов таким способом очень увеличивает надежность. Требует высокого мастерства плотников.

 

 

 

Соединения бруса производиться в следующих вариантах:
  • Встык
  • На шпонках
  • На коренных шипах.
  • Пол дерева
  • Ласточкин хвост

Самый простой, и быстрый тип соединения бруса является соединение встык. Очень просто стыкуем, друг с другом и закрепляем с помощью шипованных стальных пластин который забивается гвоздями или скобами. Плотность соединения угла и прочность сильно зависит от уровня опыта плотника. Необходимо идеально подогнать торцы стыкуемых брусов — Нужна очень ровная поверхность. Но, увы, даже опытные как я не всегда справляются. Угол получается мало герметичными подвержены к периодическим перпендикулярным нагрузкам.

Такой вид соединения является самым быстрым при строительстве, но самым ужасным по качеству. Советую лучше не применять такую технологию, проблем не оберетесь. Теплопотери через такой угол «встык» слишком велики чтоб экономить время и силы на более сложные типы соединений.

 

При соединение брусьев с помощью шпонок применяют клин из твердых пород для прочности угла. Установка шпонки в пазы брусьев позволяет предотвратить движение стыков соединенных брусов. Также стоит отметить прочность зависит от вида шпонки: поперечная, продольная или косая — косая отличается сложностью создания, но в замен отличный результат, прочный угол с малой тепропроводимостью.

[ads1]

 

Соединения бруса в коренной шип («Теплый угол» ) — этот тип соединения угла брусов, эффективен, теплоемок и весьма распространен в строительстве домов из профилированного бруса. Хитрость кроется в следующем: в одном из соединяющихся брусьев выпиливается паз, а на другом брусе вырубается шип размером подходящим под паз. При строительстве в паз кладут межвенцовый утеплитель в качестве которого может служить льноджутовое полотно или растительный войлок. Важно чтоб соединение шипа и паза было плотным для минимилизации потери тепла. И еще для прочности конструкции ряды брусьев чередуются шипами и пазами, и забивают круглый деревянный нагель (шпонку).

Соединение бруса в теплый угол можете подробно рассмотреть в видео ниже:

 

Предварительные расчеты по разметкам пропилов соединений углов смотрите на схеме

Применяя в угловых соединениях шпонки (нагели), курдюки, присеки и прочие соединения по типу «шип в паз», очень важно предусматривать между пазом и шипом обязательные вертикальные зазоры. Это необходимо, чтобы компенсировать неизбежную усадку сруба.

Еще один тип вырубки угла который я хочу рассмотреть — соединение «в полдерева» — тип крепления название, которого закрепилось среди плотников благодаря пропилу половины ширины бруса. Так же как и предыдущих вариантах сборка брусового сруба начинается со сверления дырок под нагели (шпонки) в местах близ соединений углов, длину нагеля надо рассчитывать так чтобы хватило на несколько брусьев. Также есть более модифицированная версия этого соединения — добавлять шпонку в стыки брусьев для увеличения прочности соединения угла, а также для большей теплоемкости

 

И наконец самый прочный и надежный и с минимальными тепловыми потерями — это соединение бруса ласточкин хвост. Почти тоже самое что и «коренной шип», но тут шип пропиливается трапециевидной формы. Связи с этим пазу придают аналогичную форму.

У нее есть разновидность горизонтального соединения ласточкин хвост в лапу — в котором, брусе пропиливают горизонтальные трапециевидные выемки которые должны идеально подходить друг к другу — встречается довольно редко в строительстве домов или бань из бруса из-за сложности приема пиления и большинству клиентов таков вид крепления не нравиться чисто с эстетической стороны. В моей практике строительства всего лишь пару раз клиенты просили такой угол. Кстати получилось неплохо.
Т-образные виды соединения бруса, для создания внутренних стен дома, воплощаются с использованием следующих соединений:

  • Замочного паза на вставном шипе
  • Симметричного трапециевидного шипа – сковородня
  • Прямоугольного трапециевидного шипа – полусковордня
  • Симметричным трапециевидным шипом –глухим сковороднем
  • Прямого паза на коренном шипе.

Можете наглядно просмотреть на рисунке, как из себя представляют Т –образные соединения внутренних стен:

Кликните для увеличения

Приемы продольного соединения

Во время строительства большого дома, обычно если длина превышает 6 м (стандартная длина профилированного бруса) приходиться продольно соединять два бруса для увеличения длины.

В таком случае советую применять один из следующих видов соединений брусьев.

  • Косой замок.
  • Продольный шип на шпонках
  • В полдерева
  • Продольный коренной шип

Крепление бруса между собой по длине при помощи шипа на шпонках является довольно-таки крепким. Применение такого типа соединения предполагает пропилы идентичных пазов на концах соединяющихся брусьев. Пропиленные брусья устанавливают впритык друг к другу, а в паз забивается шпонка из твердых пород дерева, которая прочно скрепляет оба стыкующихся бруса.

Шпонка – это вставка (клин) который закрепляет два элемента соединяемой конструкции. Шпонки изготавливают из металла или дерева твердой породы, бывают прямоугольные, призматические и «ласточкин хвост» ровные и зубчатые.

Продольное крепление в полдерева аналогична соединению углов в «полдерева» — концы соединяющихся брусьев пропиливаются на ширину равной половине толщины бруса. Прочность крепления увеличивают за чет скрепления нагелем (также можно скрепить скобой, гвоздями, крепежной пластиной). Конечно, это простой и быстрый вид крепления, но его прочность недостаточна для несущих стен дома из бруса. Я не рекомендую.

Соединение «продольный коренной шип» — на одном конце бруса делается паз а на другом – шип. Крепление аналогично соединению углов на коренной шип. Для большей крепости советую паз и шип распиливать трапециевидной формы – ласточкин хвост. Это исключить горизонтальные колебания закрепляемых брусов.
Увеличение длинный бруса применяя соединение «косой замок» — является одним из сложных приемов для плотников, но по уровню крепости и устойчивости оно сильно опережает выше описанные соединения бруса. Обычно строящие компании умалчивают о таком креплении, чтобы не утруждать свои бригады плотников. Ниже на рисунке изображена схема реализации:

Способы соединения бревен при рубке сруба.

  • С остатком
  • Без остатка.

Рубка сруба без остатка – подразумевает за собой то, что концы бревна в соединение не выпячивают, а получаются ровными со стеной. В свою же очередь рубка сруба с остатком предполагает, что концы бревен выступают за границу стены. Конечно же, рубка с остатком более расходный в плане материалоемкости. Потому что бревно или брус приходиться укладывать на 0. 3 -0.5 м длиннее, чем при соединение без остатка. Но это компенсируется большей теплоемкостью, защитой от климатических напастей (дождь, ветер) и при такой рубке сруб получается более устойчивым. Рассмотрим более подробно оба вида:

Соединение с остатком

У соединение с остатком есть три вида рубки:

  • В обло «в чашу»
  • В охлоп
  • В охряп.

Соединение углов сруба в чашу – это самый распространенный и простой вид. Метод заключается в том, что в бревне выпиливается чаша (раньше вырубалась, но в наше время плотники все меньше и меньше применяют топоры в строительстве, бензопила берет вверх). Потом в эту чашу кладем поперечное бревно и в нем вырубаем следующую чашу (обло), и так далее по циклу.

Угловые соединения бревен «в обло» делается так:

  • В полдерева
  • Заоваленый гребень
  • В курдюк.

В полдерева – соединить легко. Для достижения устойчивости закрепления в венце делают продольный паз. В паз предварительно заполняем утеплителем.

Как соединить два бревна? Во время сборки сруба, кроме крепления в углах их еще крепят нагелями. Нагелями могут служить отрезанные куски арматуры, черенки лопат, некоторые умельцы используют черенки швабр. Крепления нагелями необходима для дополнительной устойчивости по вертикали.

Заоваленный гребень – крепление с остатком, тут на донышке чаши делают маленький гребень овальной формы, важно чтобы он точно повторял форму укладочного паза. В этом варианте продольный паз вырубается не с верху а с низу бревна.

Подробное видео о технологии строительства дома из бруса в примерах:

В курьдюк – более сложен в техническом исполнение. На дне чаши вырубается небольшой выступ (курьдюк), который располагают вдоль венца и поперек чаши. В свою же очередь на нижней части выпиливается выемка, которая по форме совпадает с выступом (смотрим рисунок:)

В охлоп – этот тип соединения почти тоже самое что мы описали выше («в обло» ). Отличается лишь тем, что чаша рубиться сверху, а не на нижней части венца. Название в охлоп появилось из-за характерного хлопка при накатывание бревна в заготовленный угол.

Соединений в охряп является боле сложным в техническом исполнении чем все предыдущие: тут с верхней и нижней стороны бревна делаются выемки. Словами сложно объяснить лучше смотрите рисунок ниже.

Соединение бревен без остатка

В лапу – это почти тоже самое соединение что и «в охряп», но с выпиленной торцевой части бревна. Вот так и получается угол без остатка. Прочность крепления увеличивают за счет нагелей и вырубки шипа с пазом – присек. Такой тип соединения характерен слабой ветроустойчивостью, спасти от этого поможет изменения прямоугольного выруба в трапециевидный – получается «ласточкин хвост». (рисунок ниже)

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.

Модули расчета > Балки > Деревянная балка

 

Нужно больше? Задайте нам вопрос

 

В этом разделе для каждой вкладки ввода мы рассмотрим только элементы, которые являются уникальными для типа материала ДЕРЕВО. Нажмите здесь, чтобы посмотреть видео:

 

Общие сведения о типичном вводе данных для всех лучей см. в разделе Балки.

 

Этот модуль предлагает полное проектирование одно- и многопролетных деревянных элементов. Среди его возможностей:

 

• Балки однопролетные или многопролетные.

•Концевая фиксация может быть штифтовой, фиксированной, свободной или их комбинацией.

• Анализ выполнен в соответствии с NDS 2005 года.

• Можно выбрать методы проектирования ASD или LRFD. Значения KF и phi автоматически определяются и применяются для метода LRFD.

• Предоставляется полная база данных деревянных профилей. Сюда входят распиленные, клеено-ламинированные и отдельные промышленные профили.

• Предоставляется полная база данных пород древесины. Все значения приведены в соответствии с NDS 2005 года.

•Длины сжатой кромки без скобок могут быть заданы различными способами.

•Предусмотрен автоматический выбор элементов.

•Вы можете указать значения для CM, Ct и Cr. CF или CV предоставляется автоматически. В случае CF значение также основано на степени стресса вида.

 

Общие данные

 

Материал балки

Щелчок по одной из этих кнопок изменяет тип материала, используемого для балки.

 

Метод проектирования

Для дерева и стали можно выбрать методы проектирования ASD или LRFD.При расчете бетона всегда используется расчет предельной прочности (LRFD).

 

Расчетные значения

В этом разделе указывается тип используемой древесины. Используйте кнопку, чтобы получить доступ к стандартной базе данных эталонных проектных значений древесины и выбрать материал.

 

Эти значения можно редактировать прямо на экране. ОДНАКО существуют и другие элементы информации, такие как коэффициенты размеров для элементов определенных размеров, которые хранятся отдельно.

 

 

Данные о пролете луча

Эта вкладка используется для определения длины пролета и информации о сечении балки:

 

 

Кнопка, показанная на снимке экрана ниже, используется для отображения базы данных деревянных сечений.

 

 

База данных деревянных секций содержит большое количество цельнопиленных элементов, элементов из клееного бруса и изготовленных элементов, обычно используемых в США.

 

 

Кнопка, показанная на снимке экрана ниже, используется для отображения диалогового окна «Проектирование деревянных элементов».

 

 

Диалоговое окно «Проектирование деревянных элементов» позволяет выбрать тип выбранного элемента и указать пределы допустимого коэффициента напряжения, коэффициента прогиба и размера выбранного элемента.

 

 

Примечание. Коэффициент максимального напряжения не действует как множитель для указанных коэффициентов прогиба.

 

Продольные нагрузки

Нет отличий от других материалов.

 

Нагрузки на все пролеты

Нет отличий от других материалов.

 

Комбинации нагрузок

Для деревянных элементов вы увидите записи для коэффициентов продолжительности нагрузки. Когда используется ASD, коэффициент продолжительности нагрузки называется CD.Когда используется LRFD, коэффициент продолжительности нагрузки обозначается как λ.

 

Обратите внимание, что CD и λ на самом деле отображаются на кнопке в верхней части столбца значений. Когда эта кнопка нажата, программа автоматически определяет правильное значение для CD или λ в соответствии с NDS на основе типа нагрузки с самой короткой продолжительностью, включенного в каждую из комбинаций нагрузок.

 

 

 

Вкладки результатов: этот набор вкладок предоставляет подробные результаты для текущего расчета.Вертикальные вкладки на левом краю экрана позволяют выбрать три основные области, доступные для просмотра: Расчеты, Эскиз и Диаграмма.

Вкладка «Расчеты» предлагает следующие варианты результатов:

Сводные результаты содержат подробные сведения о сдвиге, моменте и прогибе для определяющих комбинаций нагрузок.

 

 

Макс. Комбинации предоставляют подробные результаты для каждого сегмента балки для каждой комбинации нагрузок. В крайнем левом столбце перечислены комбинации нагрузок и учитываемая длина без связей.

 

Эти результаты представляют собой консолидацию очень подробных дополнительных результатов, представленных на вкладке Сводка M-V-D.

 

 

M-V-D Summary- Stresss показывает очень подробную информацию о моментах и ​​сдвигах для каждой балки и для каждой комбинации нагрузок. Для многопролетных балок, использующих автоматическое размещение несбалансированной динамической нагрузки, могут быть тысячи строк результатов.

 

 

Сводка M-V-D — Отклонения показывают очень подробные результаты прогиба для всех комбинаций нагрузок.

 

 

Support Reactions показывает реакции каждой опоры для каждого состояния нагрузки.

 

 

На вкладке «Эскиз» представлено графическое представление проектируемой балки:

 

На вкладке «Диаграмма» можно просмотреть диаграммы сдвига, момента и прогиба для выбранных комбинаций нагрузок:

 

ОТЧЕТЫ

Ниже приведен типичный печатный отчет Wood Beam:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Механика материалов: изгиб – нормальное напряжение » Механика тонких конструкций


Диаграммы сдвига и момента

Поперечная нагрузка относится к силам, которые перпендикулярны длинной оси конструкции. Эти поперечные нагрузки вызовут изгибающий момент M  , который вызывает нормальное напряжение , и поперечную силу  V , которая вызывает касательное напряжение . Эти силы могут и будут варьироваться по длине балки, и мы будем использовать диаграммы сдвига и моментов (диаграмма VM) для извлечения наиболее подходящих значений. Построение этих диаграмм должно быть вам знакомо по статике , но мы рассмотрим их здесь. При исследовании балки с поперечной нагрузкой необходимо учитывать два важных момента:

  1. Как балка нагружена?
  • точечная нагрузка, распределенная нагрузка (равномерная или переменная), комбинация нагрузок…
  1. Как балка поддерживается?
  • свободно опертый, консольный, нависающий, статически неопределимый…

Знание нагрузок и опор позволит вам начертить качественную диаграмму V-M, а затем статический анализ свободного тела поможет вам определить количественное описание кривых. Начнем с того, что вспомним наши соглашения о знаках .

Эти соглашения о знаках должны быть знакомы. Если сдвиг вызывает вращение против часовой стрелки, он положительный. Если момент изгибает луч таким образом, что луч изгибается в «улыбку» или U-образную форму, он положительный. Лучший способ вспомнить эти диаграммы — это проработать пример. Начните с этой консольной балки — отсюда вы можете переходить к более сложным нагрузкам.

Нормальное напряжение при изгибе

Во многих отношениях изгиб и кручение очень похожи.Изгиб возникает из-за приложенной пары или изгибающего момента   M . Как и при кручении, при чистом изгибе в материале есть ось, на которой напряжение и деформация равны нулю. Это называется нейтральной осью . И, как и при кручении, напряжение уже не одинаково по сечению конструкции — оно меняется. Давайте начнем с рассмотрения того, как момент вокруг оси z изгибает структуру. В данном случае мы не будем ограничиваться круглыми сечениями – на рисунке ниже рассмотрим призматическое сечение.

Прежде чем мы углубимся в математику изгиба, давайте попробуем понять его концептуально. Возможно, лучший способ увидеть, что происходит, — наложить изогнутую балку поверх оригинальной прямой балки.

Теперь вы можете заметить, что нижняя поверхность луча стала длиннее, а верхняя поверхность луча стала короче. Также по центру луча длина вообще не изменилась – соответствует нейтральной оси. Повторяя это язык этого класса, мы можем сказать, что нижняя поверхность находится под напряжением, а верхняя поверхность находится под сжатием. Кое-что, что является немного более тонким, но все еще можно наблюдать из наложенного выше изображения, заключается в том, что смещение луча изменяется линейно сверху вниз, проходя через ноль на нейтральной оси. Помните, это именно то, что мы видели и при кручении — напряжение линейно менялось от центра к центру. Мы можем посмотреть на это распределение напряжений по поперечному сечению балки немного более подробно:

Теперь мы можем найти математическую связь между приложенным моментом и напряжением внутри балки.Мы уже упоминали, что балка деформируется линейно от одного края к другому — это означает, что деформация в направлении x увеличивается линейно с расстоянием вдоль оси y- (или по толщине балки). Таким образом, деформация будет максимальной при растяжении при y = -c (поскольку y=0 находится на нейтральной оси, в данном случае в центре балки), и будет максимальной при сжатии при y=c . Мы можем записать это математически следующим образом:

.

Теперь это говорит нам кое-что о деформации, что мы можем сказать о максимальных значениях напряжения? Начнем с умножения обеих частей уравнения на E , модуль упругости Юнга. Теперь наше уравнение выглядит так:

Используя закон Гука, мы можем связать эти величины с фигурными скобками под ними с напряжением в направлении 90 254 x 90 255 и максимальным напряжением. Что дает нам это уравнение для напряжения в направлении x-:

Наш последний шаг в этом процессе — понять, как изгибающий момент связан с напряжением. Для этого вспомним, что момент — это произведение силы на расстояние. Если мы можем представить себе, что смотрим только на очень маленький элемент в луче, дифференциальный элемент, то мы можем записать это математически как:

Поскольку в нашем уравнении есть дифференциалы, мы можем определить момент M , действующий на площадь поперечного сечения балки, путем интегрирования обеих частей уравнения.И, если мы вспомним наше определение напряжения как силы на единицу площади, мы можем написать:

.

Последний член в последнем уравнении — интеграл по y в квадрате — представляет второй момент площади относительно оси z (из-за того, как мы определили наши координаты). В декартовых координатах этот второй момент площади обозначается как I (в цилиндрических координатах, помните, он обозначался как J ). Теперь мы можем, наконец, записать наше уравнение для максимального напряжения и, следовательно, напряжения в любой точке вдоль оси y , как:

Важно отметить, что нижние индексы в этом уравнении и направление вдоль поперечного сечения (здесь оно измеряется вдоль y ) будут меняться в зависимости от характера проблемы, т.е.е. направление момента – вокруг какой оси изгибается луч? Мы основывали наши обозначения на изображении изогнутой балки на первом изображении этого урока.

Помните, в начале раздела я упомянул, что изгиб и кручение на самом деле очень похожи? На самом деле мы очень ясно видим это в последнем уравнении. В обоих случаях напряжение (нормальное при изгибе и сдвиговое при кручении) равно пар/момент ( M при изгибе и T при кручении), умноженному на положение вдоль поперечного сечения. , , потому что напряжение неравномерно вдоль поперечного сечения  (с декартовыми координатами для изгиба и цилиндрическими координатами для кручения), все это делится на секундный момент площади поперечного сечения.

Резюме

На этом уроке мы узнали о моментах площади и диаграммах момента сдвига . Из первого момента площади поперечного сечения мы можем вычислить центроид . Мы узнали, как вычислить 90 246 секундный момент площади 90 247 в декартовых и полярных координатах, и мы узнали, как теорема о параллельных осях позволяет нам вычислить второй момент площади относительно центра тяжести объекта — это полезно для разбиения сложного поперечного сечения на несколько простых фигур и объединение их вместе.Мы пересмотрели концепцию диаграмм сдвига и моментов из статики. Эти диаграммы будут необходимы для определения максимальной силы сдвига и изгибающего момента вдоль сложно нагруженной балки, что, в свою очередь, потребуется для расчета напряжений и прогнозирования разрушения. Наконец, мы узнали о нормальном напряжении от изгиба балки. И напряжение, и деформация изменяются по поперечному сечению балки, при этом одна поверхность растягивается, а другая сжимается. Плоскость, проходящая через центр тяжести, образует нейтральную ось — вдоль нейтральной оси нет напряжений или деформаций.Напряжение является функцией приложенного момента и второго момента площади относительно оси, вокруг которой находится момент.

Этот материал основан на работе, поддержанной Национальным научным фондом в рамках гранта № 1454153. Любые мнения, выводы и выводы или рекомендации, выраженные в этом материале, принадлежат автору (авторам) и не обязательно отражают точку зрения Национального научного фонда. Научный фонд.

Механика материалов: потеря устойчивости балки » Механика тонких конструкций


Критическая нагрузка на изгиб

На прошлом уроке мы узнали об уравнении кривой упругости и описали прогиб балки в ответ на поперечную нагрузку. В нашем первом уроке о напряжении мы говорили об осевых нагрузках, которые создают растягивающие и сжимающие напряжения в материале, а при изучении деформации мы описали, как конструкция будет сжиматься до более короткой длины под действием осевого сжимающего напряжения. Мы знаем из собственного опыта, что это не единственное, что может случиться. Представьте, что вы толкаете соломинку — если вы нажимаете осторожно, на самом деле ничего не происходит, но как только вы толкаете ее с достаточной силой, она изгибается наружу в центре. Это явление известно как коробление , и оно представляет собой структурную реакцию, сильно отличающуюся от плоскостного сжатия.При проектировании колонн и балок выпучивание может привести к катастрофическим последствиям — представьте выпучивание вертикальных опор моста. Иногда желательно спроектировать конструкции, которые могут изгибаться, например, рулевое управление в вашем автомобиле спроектировано таким образом, чтобы изгибаться при значительных нагрузках, чтобы предотвратить дальнейшее травмирование водителя в аварии.

Давайте посмотрим на изображение консольной балки (свободной на одном конце и зажатой на другом. В оси x действует точечная сила, которая заставляет балку отклоняться в направлении y  .(Поскольку мы предполагаем, что балка однородна и изотропна, изгиб вверх или вниз не является предпочтительным. Если балка имеет круглое поперечное сечение, она может выгибаться вне плоскости в любом направлении.)

Мы можем начать анализ этой структуры, написав дифференциальное уравнение для упругой кривой. На нашей диаграмме свободного тела мы можем заменить момент силой, умноженной на изменение отклонения от плоскости.

Давайте определим новую переменную  k , чтобы упростить наши следующие вычисления:

.

Теперь мы не можем переписать наши уравнения упругой кривой с нашей новой переменной.

Далее мы соберем члены, содержащие и , на одной стороне уравнения.

Приведенное выше уравнение представляет собой линейное обыкновенное дифференциальное уравнение (ОДУ) второго порядка, известное как уравнение свободных колебаний. Это общее решение для значений положения k 2 (которое, конечно же, имеет место для нашего определения k ) дано с двумя неизвестными константами, A и B .

Итак, теперь у нас есть решение для y , но нам нужно определить, каково значение двух неизвестных.Это краевая задача, и для этого воспользуемся граничными условиями на балке. Балка зажата в точке x=0 , что означает, что балка не может двигаться вверх или вниз в направлении y в этой точке, т.е. y=0 на защемленном ребре. Кроме того, зажатая граница требует, чтобы балка была ортогональна стене, что математически означает, что она должна иметь нулевой наклон при x=0 , а наклон представляет собой изменение y по сравнению с изменением x. Есть третье условие, которое нам нужно будет использовать через мгновение, и оно состоит в том, что положение y на свободном краю балки, т. е. x=L , равно отклонению дельта .

Используя эти граничные условия, решение для A и B является простым. Начнем с первого граничного условия: добавление x=0 в наше уравнение убивает второй член (поскольку sin(x)=0) и требует, чтобы для y=0 , A = – дельта. Второе граничное условие, дифференцирующее y по x, , превращает первый член в sin(x) (и, как и прежде, уходит), убивает последний член (поскольку дельта не является функция x ), и она превращает второй член в cos(0)=1. Единственный способ для y=0 — это B=0 .

Таким образом, возвращая наши константы к общему решению, мы получаем следующее уравнение:

Здесь вступает в действие наше третье граничное условие.Нам нужно решить это уравнение для k , так как это даст нам информацию о нагрузке P . Используя наше третье граничное условие, которое гласит, что при x=L , y=дельта , мы сводим приведенное выше уравнение к следующему:

То, что у нас осталось, может быть равно нулю, только если delta=0 или cos(kL)=0. Первый случай является тривиальным, он соответствует отсутствию прогиба и, следовательно, выпучению – он описывает случай, когда аксиально приложенная нагрузка просто сжимает балку в направлении x .Для потери устойчивости балки нас интересует второй случай, то есть cos(kL)=0 . Косинус — периодическая функция, и мы знаем, что cos(x)=0 на интервалах pi/2, 3pi/2 и т. д. Итак, приведенное выше уравнение будет равно нулю, когда kL равно следующему (где n — целое число от 1 до бесконечности):

Теперь мы можем заменить k соответствующими переменными нашей задачи, и мы будем использовать n=1 , так как это потребует наименьшего изгиба балки и, следовательно, будет наиболее энергетически выгодным решением:

И, наконец, мы можем изменить приведенное выше уравнение, чтобы найти P , что будет критической нагрузкой, описывающей начало потери устойчивости балки со свободным концом и защемленным концом.

Если вместо нагрузки нас интересует напряжение, то мы разделим эту нагрузку на площадь поперечного сечения балки.

Для двух обычных поперечных сечений, круглых стержней и прямоугольных балок критическое напряжение принимает следующие формы:

Резюме

В этом уроке мы узнали, что при превышении критической нагрузки балка под действием осевого сжатия будет выгибаться из плоскости. Эта критическая нагрузка определяется свойствами материала и геометрией конструкции.Мы можем записать его в общем виде через эффективную длину, L e , , что позволяет нам рассматривать различные граничные условия.

Этот материал основан на работе, поддержанной Национальным научным фондом в рамках гранта № 1454153. Любые мнения, выводы и выводы или рекомендации, выраженные в этом материале, принадлежат автору (авторам) и не обязательно отражают точку зрения Национального научного фонда. Научный фонд.

Балочные нагрузки — Калькулятор опорной силы

Онлайн-калькулятор опорной силы балки

Приведенный ниже калькулятор можно использовать для расчета опорных сил — R 1 и R 2 несимметрично загружает.

длина луча (м, футов)

Floor F1 (N, LB F )

Расстояние от R 1 (M, FT)

Force F2 ( N, LB F )

D Isstance от R 1 (M, FT)

Force F3 (N, LB F )

D Istance От R 1 (M, Ft)

F4 (N, LB F )

D Isance от R 1 (M, Ft)

Force F5 (n, lb f ) )

Isstance от R 1 (M, Ft)

Force F6 (N, LB F )

D Расстояние от R 1 (м, фут)

Для балки в b балансир, нагруженный грузами (или другими нагрузками) силы реакции R — на опорах равен силы нагрузки — F . баланс силы может быть выражен как

F 1 + F 2 + …. + F N = R 1 + R 2 (1)

где

F = сила от нагрузки (Н, фунт f )

R = сила от опоры (Н, фунт f )

моментов равно нулю . моментальный баланс может быть выражен как

F 1 A 1 A F1 + F 2 A F2 + … + F N A FN = R R1 + R R2 (2)

где

A = расстояние от силы к общей ссылке — обычно расстояние до одной из опор (M, Ft)

Пример — A балка с двумя симметричными нагрузками

A 10 м длинная балка с двумя опорами нагружена двумя равными и симметричными нагрузками F 1 и F 2 , каждая 500 кг . Опорные силы F 3 и F 4 можно рассчитать

(500 кг) (9,81 м/с 2 ) + (500 м/с) 4 6 2 9010 кг/с = R 1 + R 2

=>

R 1 + R 2 = 9810 N

= 9,8 кн

Примечание! Нагрузка от веса массы — м — равна мг Ньютона — где г = 9.81 м/с 2 .

При симметричных и равных нагрузках опорные усилия также будут симметричными и равными. Используя

R

R 1 = R 2 = R 2 = R 2

Уравнение выше может быть упрощено до

R 1 = R 2 = (9810 N) / 2

= 4905 N

    = 4,9 кН

Связанные мобильные приложения из Engineering ToolBox

— бесплатные приложения для автономного использования на мобильных устройствах.

Пример — Балка с двумя несимметричными нагрузками

А 10 м длинная балка с двумя опорами нагружается двумя нагрузками, 500 кг расположена 1 м от конца ( R 1

6 ) , а другой груз 1000 кг расположен 6 м с того же конца. Баланс сил можно выразить как

(500 кг) (9,81 м/с 2 ) + (1000 кг) (9,81 м/с 2 ) = R 1 + R 2 .

=>

R 1 + R 2 = 14715 N

       = 14.7 кН

Алгебраическая сумма моментов (2) может быть выражена как

(500 кг) (9,81 м/с 2 ) (1 м) + (1000 кг) (9,81 м/с 2 ) (6 м) =? R 1 (0 м) + R 2 (10 м)

=>

R 2 = 6377 (N)

= 6,4 кН

F 3 F 3 3 3 могут быть рассчитаны как:

R 1 = (14715 N) — (6377 N)

= 8338 N

= 8. 3 кН

Вставка балок в модель Sketchup с помощью расширения Sketchup Engineering ToolBox

Добро пожаловать в Экспериментальную лабораторию Donald A. Glaser Physics 111 B

 

Профессор Дональд А. Глейзер на протяжении всей своей карьеры был мастером экспериментальных наук. Он родился в Кливленде и получил образование в Технологическом институте Кейса, получил докторскую степень в Калифорнийском технологическом институте и преподавал в Мичиганском университете, а затем в 1959 году занял должность в Калифорнийском университете в Беркли.В начале своей карьеры доктор Глейзер экспериментировал со способами сделать работу субатомных частиц видимой. За свое последующее изобретение пузырьковой камеры он был удостоен Нобелевской премии по физике 1960 года. Затем он начал исследовать новую область молекулярной биологии, совершенствуя методы работы с бактериальными фагами, бактериями и клетками млекопитающих. Разрабатывая оборудование для автоматизации своих экспериментов и масштабирования их, он мог проводить тысячи экспериментов одновременно, генерируя достаточно данных для продвижения науки вперед. Осознавая последствия этого для медицины, доктор Глейзер и двое его друзей в 1971 году создали новаторскую биотехнологическую компанию Cetus Corporation, тем самым запустив индустрию генной инженерии.

Позднее в своей карьере доктор Глейзер продолжил свои экспериментальные исследования, разрабатывая математические модели для понимания фундаментальных процессов человеческого зрения. На протяжении всей своей жизни он сочетал научную работу с не менее страстным интересом к классической музыке, играя на альте в камерных ансамблях, где бы он ни был.Чрезвычайно любопытный, новаторский и преданный продвижению научных знаний, доктор Глейзер был очень востребованным консультантом и советником до своей смерти в 2013 году.

Экспериментальная лаборатория

Physics 111 — это интенсивный лабораторный курс из 3-х частей для студентов-физиков 3-го и 4-го курсов Калифорнийского университета в Беркли. Он следует за лабораторией приборов Physics 111A , которая знакомит студентов с электроникой, методами измерения, обработкой сигналов, компьютеризированным сбором данных и управлением. С помощью этих инструментов учащиеся экспериментальной лаборатории раздела Physics 111 проводят четыре эксперимента, на выполнение каждого из которых уходит около 2 недель. Учащиеся выбирают эти эксперименты из примерно 19 экспериментов, постоянно установленных в 111-Lab. Они представляют широкий круг тем и методов, используемых в экспериментальной физике. Многие из экспериментов повторяют исследования, получившие Нобелевскую премию, и все они предназначены для развития навыков, необходимых для проведения исследований.


Что нужно сделать перед приходом в лабораторию физики 111

  • Чтобы уменьшить накладные расходы и риск получения несогласованных данных, вы должны убедиться, что у вас есть несколько дней подряд для выполнения некоторых экспериментов (см. список доступных экспериментов для этого требования Регистрация оборудования).
  • Все учащиеся входят в систему bCourses, заполняют карточку подписи и отправляют ее онлайн, прежде чем прийти в лабораторию. Вы должны выполнить это, прежде чем начинать что-либо в лаборатории.
  • Все учащиеся приходят на вводное собрание в 251 LeConte Hall в первый учебный день в 14:10.
  • Каждый студент должен иметь вашу фотографию на сайте bCourses Калифорнийского университета в Беркли. Если НЕТ, вы должны сдать ФОТО НА ПАСПОРТ (не паспорт, а настоящую фотографию паспортного типа) в первый день Лаборатории в целях безопасности.
  • Все учащиеся экспериментальной лаборатории физики 111B должны выполнить упражнение по анализу ошибок , назначенное в течение первой недели (см. сроки выполнения).
  • Подготовьтесь к одному обязательному устному отчету с профессором. Это может быть первый, второй или третий эксперимент.
  • При доступе к компьютерам 111B-Lab, если вы НЕ можете войти в систему, выполните следующие действия:
    Перейдите в Calnet Active Directory и синхронизируйте свое имя CalNet.

 

Внимание: В Лаборатории 111 НЕЛЬЗЯ есть или пить нигде, кроме как на скамьях с СИНЕЙ полосой вокруг в комнатах 282 и 286 LeConte .

Наверх

Наверх

Наверх

Об этом сайте

Этот сайт дополняет сайт по приборостроению Физика 111A Курс приборостроения, предоставляя лабораторные руководства для каждого эксперимента в Физика 111B Эксперимент   Лаборатория . Каждая ссылка в меню «Экспериментальные лабораторные эксперименты» вверху ведет на страницы, содержащие руководство по проведению эксперимента, которое включает предварительные и промежуточные вопросы, справочные материалы, теорию и инструкции.

Наверх

Для студентов, которые в настоящее время зачислены на этот курс

Вы можете просматривать и распечатывать любые страницы этого сайта Experimentation Laboratory без учетной записи или входа в систему.

Если вы видите ошибки в описаниях лабораторных работ или места, требующие улучшения, обратитесь к своим инструкторам или Уинтропу Уильямсу . Они могут быстро редактировать страницы, внося небольшие изменения, чтобы следующий учащийся получил улучшенную версию. Если вы видите необходимость значительных изменений, распечатайте страницу и напишите свои предложения, чтобы передать их инструктору.Вы также можете оставить комментарии в оценочном опросе в нижней части статьи, и мы внесем изменения по мере необходимости, если они предложат какие-то полезные улучшения. Мы очень ценим вклад студентов, чтобы сделать лабораторные работы лучше.

Наверх

Для остальных посетителей  

Этот сайт открыт для просмотра, но не для редактирования или комментирования. Авторские права принадлежат Калифорнийскому университету Риджентс. Тем не менее, мы с радостью предоставляем контент другим школам для некоммерческого использования в образовательных целях.Некоторые ссылки на справочные материалы и программное обеспечение, защищенные авторским правом, недоступны никому без аутентификации в качестве студента или сотрудника Physics 111.

Наверх

Наверх

Благодарности

Этот сайт был разработан Доном Орландо и Студентами Сегре. Segre Intern, Nathan Belmore, провел большую часть июля 2014 года, переводя лабораторные описания из Wiki в Drupal, разрабатывая новый веб-сайт и конвертируя все коды.Уинтроп Уильямс в настоящее время управляет веб-страницами. Преподавательский состав и Уинтроп Уильямс занимаются редактированием и обслуживанием.

Сотрудники лаборатории:

Наверх

Домашняя страница физического факультета

Типы соединений стальных балок и их детали

🕑 Время чтения: 1 минута

В конструкциях используются различные типы соединений стальных балок. Соединения стальных балок подразделяются на две группы, а именно каркасные и сидячие соединения.В соединениях рамных стальных балок балка соединяется с опорным стальным элементом через фитинги, тогда как в случае соединений с опорой балка располагается на опоре, как и в случае, когда балка размещается на каменных стенах.
В этой статье обсуждаются различные типы соединений стальных балок.

Рис. 1: Различные типы соединений стальной балки с балкой

Рис. 2: Соединения между стальными балками

Типы соединений стальных балок

Ниже приведены различные типы соединений балок:

  • Болтовые рамные соединения
  • Резьбовые соединения
  • Сварные рамные соединения
  • Сварные соединения седла
  • Соединения торцевой пластины
  • Специальные соединения
  • Простые, жесткие и полужесткие соединения

Скрепленные болтами стальные балочные соединения

В этом типе соединения стальные балки соединяются с опорными элементами, будь то стальные балки или колонны с углом соединения стенок, как показано на рисунке 3.

Рис. 3: Болтовое соединение стальной балки

Обычно соединение проектируется с учетом нагрузок на конце балки. При проектировании соединения необходимо учитывать прочность, тип и размер крепежных элементов, а также прочность основных материалов.
Минимальная длина соединительного уголка должна быть не менее половины ширины стенки балки в свету. Эта мера предназначена для обеспечения достаточной жесткости и стабильности.
Существуют различные стандартные размеры болтовых рамных соединений, а также их пропускная способность, предусмотренная кодами.Целью такого стандартизированного соединения является увеличение скорости проектирования.
Рекомендуется использовать минимальное соединение, достаточное для того, чтобы выдержать приложенную нагрузку, чтобы сделать конструкцию максимально экономичной.

Стальная балка с болтовым креплением

Существует два основных типа болтовых посадочных соединений, включая неусиленные болтовые посадочные соединения и усиленные болтовые посадочные соединения, как показано на Рисунке 4 и Рисунке 5.

Рис. 4: Неукрепленное болтовое соединение седла

Рис. 5: Жесткое болтовое соединение седла

Если реакции на концах балки велики, то рекомендуется рассмотреть усиленные соединения седла, поскольку они имеют достаточную способность противостоять большим усилиям, в то время как способность соединения неукрепленного седла ограничена из-за ограниченной способности изгиба опоры уголка седла, которая заедает. выходит горизонтально.
Самым выдающимся преимуществом соединения сиденья является то, что балка может быть изготовлена ​​экономично, а сиденье обеспечивает немедленную поддержку во время монтажа.Функция верхнего уголка, используемого в соединении сиденья, состоит в том, чтобы предотвратить случайное вращение балки.
Стоит отметить, что данный вид подключения не требует значительной технологической детализации. Болтовые соединения желательны с экологической точки зрения, поскольку конструкцию можно демонтировать, а элементы можно использовать в других проектах. Кроме того, болтовые соединения могут быть легко установлены.

Соединение стальной балки с сварным каркасом

Как и два других типа балочных соединений, сварные рамные соединения различных размеров с их грузоподъемностью доступны и предоставляются кодами.Сварной шов соединения подвергается прямому сдвиговому напряжению и напряжению, вызванному нагрузками на балку, влияющими на рисунок сварного шва. Поэтому эти напряжения необходимо учитывать.
Очевидно, что часть сварочных работ выполняется в сложных условиях, поскольку трудно добиться высокого качества сварки из-за движений стальных элементов, вызванных ветром или другими факторами.

Сварные соединения стальной балки сиденья

Оно похоже на болтовое посадочное соединение, но для крепления используется сварка, а не болты.Нагрузки на балку эксцентрично воздействуют на рисунок сварного шва и создают напряжение. Таким образом, как и сварные рамные соединения, такие напряжения необходимо учитывать.
Типы сварных соединений седла включают неусиленное седло и усиленное седло. Первый используется в случае малых приложенных нагрузок, тогда как последний подходит в случае больших нагрузок.
Рекомендуется использовать болты для соединения нижней полки балки с седлом. Эти болты можно снять или оставить на месте после завершения процесса сварки.Сварное соединение нежелательно с точки зрения окружающей среды и рабочих. Это связано с тем, что такое соединение не может быть легко демонтировано или возведено.

Торцевая пластина Соединение стальной балки

Этот тип соединения стал возможен благодаря использованию сварочного искусства. Торцевая пластина соединена со стенкой балки посредством сварного шва, поскольку ее мощность и размер определяются способностью к сдвигу стенки балки, примыкающей к сварному шву.
Нагрузка, приложенная к соединению на конце стержня, не имеет эксцентриситета.Существуют различные типы соединений торцевых пластин, включая гибкие, полужесткие и жесткие соединения торцевых пластин.
Следует знать, что изготовление и раскрой следует проводить с особой тщательностью, чтобы избежать ошибок. Например, обрезка балок по длине должна быть максимально точной.
Наконец, соединения с торцевыми пластинами не подходят для высоких стальных конструкций.

Соединения балок из специальной стали

Этот тип соединений используется в случае, когда расположение конструктивного элемента таково, что стандартные соединения не могут быть использованы.Например, углы пересечения могут отличаться в определенной степени, а также когда центры балок смещены от центров колонн.
Примеры специальных соединений включают рамку с изогнутой пластиной, одинарную стеновую пластину, одностороннюю рамку, уравновешенную пластину стенки и соединение типа Z.
Способность соединений передавать моменты на колонны зависит от степени жесткости соединений. Чем выше степень жесткости соединения балок, тем больше возможность передачи моментов на колонны.
Если соединение предназначено для передачи моментов, то оно должно выдерживать поперечные усилия от балки и передавать моменты на колонны. Подробнее:
Каковы типы структурных стальных каркасных систем?
Типы систем перекрытий для многоэтажных металлоконструкций
Строительство фундаментов, колонн, балок и перекрытий стальных каркасных конструкций
Свойства конструкционной стали для проектирования и строительства стальных конструкций

Каталожные номера:

  1. Д. Г. Браун, Д.С. Айлес, Э. Яндзио. Конструкция стального здания: каркасы средней высоты со связями: в соответствии с Еврокодами и Национальными приложениями Великобритании.Институт стальных конструкций. Беркшир, с. 72-75. 2009 г. (стр. 365).
  2. Фредерик С. Мерритт, Джонатан Т. Рикеттс. Справочник по проектированию и строительству зданий. 6-й. изд. Нью-Йорк: Макгроу-Хилл, 2001.
  3. .

  4. Стальной каркас. 2016. По состоянию на 28 октября 2017 г.

Глава 2 — Соединения надстройки — Детали соединения для PBES — ABC — Ускоренный — Технологии и инновации — Строительство

Детали подключения для PBES

Глава 2 — Соединения надстройки

2.2.2.3 Вопросы сварки и цементации

См. раздел 2.2.1.2 для получения информации по вопросам сварки и заливки раствором предварительно напряженных смежных стыковых балочных мостов.

2.2.2.4 Проблемы с развалом

См. раздел 2.2.1.3 для получения информации о кривизне предварительно напряженных смежных мостов с стыковыми балками.

2.2.3 Сборные предварительно напряженные смежные системы перекрытий и коробчатых балок

Многие штаты в течение многих лет использовали сборные предварительно напряженные соседние плиты перекрытия и соседние мосты с коробчатыми балками в качестве стандартных мостовых систем.«Система плит» или «система плит палубы» обычно имеет глубину менее 21 дюйма. «Смежная система балок коробчатого сечения» обычно имеет глубину более 21 дюйма. Балки обычно имеют ширину три или четыре фута; однако в некоторых штатах использовались более широкие секции. На рис. 2.2.3-2 показаны поперечные сечения обычных стыковых сборных предварительно напряженных балок.

Рисунок 2.2.3-2 Типовые стыковые секции предварительно напряженных сборных балок (коробчатые балки (вверху), перекрытия/балки настила (внизу))

Эти плиты перекрытий и смежные системы коробчатых балок функционируют одинаково; они предназначены для использования в качестве несущего настила моста. Большинство из них сконструированы таким образом, что над балками не требуется бетонного настила, что часто приводит к быстрому строительству. Типичная конструкция включает размещение балок, соединение балок с помощью системы боковых связей и цементного раствора, а также установку битумной износостойкой поверхности. Для этих систем рекомендуется использовать асфальтовое покрытие с гидроизоляционной мембраной для продления срока службы, особенно там, где используются противогололедные химикаты. Используя эти системы, строительство всей надстройки может быть завершено менее чем за три дня.

Многие штаты отметили, что, когда эти мосты подвержены движению тяжелых грузовиков, существует тенденция к протечке соединений между балками. В крайних случаях суставы полностью вышли из строя. Был призыв к дополнительным исследованиям этой связи; однако исследование никогда не финансировалось.

Даже с текущими деталями, характеристики этих мостов на дорогах с низкой интенсивностью движения были очень хорошими. Массачусетс использует эти структуры с 1950-х годов. Недавние отчеты об инспекциях показывают, что эти местные автодорожные мосты работают очень хорошо даже после 50 лет службы [51].

DOT штата Луизиана представило детали для сборных плит подходов, которые аналогичны деталям для систем смежных сборных плит. Поскольку эти детали в основном такие же, как и в системах плит настила, они были включены в этот раздел. Дополнительные сведения о соединениях подходных плит к устоям можно найти в разделе 3.2.4.2.

В большинстве штатов имеются стандартные детали для подключения этих систем, однако лишь некоторые из них представили детали для публикации в данном Руководстве. Пользователям данного Руководства рекомендуется обращаться к применимым государственным стандартам для получения дополнительной информации о конкретных требованиях к деталям для каждого штата.

2.2.3.1 Соединения между плитами и соседними коробчатыми балками

Большинство штатов, использующих эти системы, имеют стандартную информацию, доступную в режиме онлайн. Типичные системы соединения включают систему боковой связи в сочетании со срезной шпонкой, заполненной безусадочным раствором. В Спецификациях проектирования AASHTO LRFD нет проектных параметров для этих соединений. Конструкции разрабатывались годами методом проб и ошибок. Луизиана использовала аналогичные соединения для выполнения продольных соединений между сборными элементами плиты подхода.

Традиционные системы пост-натяжения и болтовые соединения
В большинстве штатов для соединения балок используется система поперечных связей. Стяжки варьируются от простых стержней с резьбой до сложных систем постнатяжения. Расстояние между стяжками варьируется, но большинство из них составляет максимум 25 футов по центру. Величина силы постнатяжения сильно варьируется от штата к штату. В некоторых штатах на галстук уходит всего 10 000 фунтов, в других — более 60 000 фунтов на галстук.

Спецификации AASHTO LRFD [1] содержат рекомендацию для поперечного последующего натяжения 250 фунтов на квадратный дюйм между плитами настила. Это условие не рекомендуется для этих соединений, потому что соединяемые элементы не являются палубными плитами, и достижение такого уровня пост-натяжения не легко достижимо. Было рекомендовано исследование этого соединения Комитетом по бетонным мостам Совета транспортных исследований; однако исследование до настоящего времени не финансировалось. Институт сборного предварительно напряженного бетона также изучает эту связь. Пользователи этого руководства должны быть в курсе будущих разработок этих соединений от этих двух организаций.

Анкеры обычно размещаются внутри отверстий, проделанных по ширине балок. Во многих штатах натягивают стяжки перед заливкой шпонок. Проблема с этим подходом заключается в том, что усилие постнатяжения воспринимается за счет трения в подшипниках. К границе раздела между балками практически не прикладывается сила.

На северо-востоке стяжки натянуты после застывания раствора. Этот подход приводит к сжатию фактического залитого раствором шва между балками, что является предпочтительным методом выполнения этого соединения. Это означает, что система пост-натяжения должна находиться в канале, чтобы шпоночный раствор не связывал стяжку. В этих состояниях обычно используется несвязанное одножильное сухожилие в заполненной смазкой оболочке. Крепления покрыты эпоксидной смолой, а вся система герметизирована смазкой.

Усиленная крышка для заливки
Министерство транспорта Миннесоты разработало новую систему, основанную на системе, разработанной во Франции. Важной особенностью этой системы является соединение между балками.Боковая арматурная сталь выступает со стороны перевернутых тавровых балок. Вместо традиционной шпонки, залитой цементным раствором, между соседними перевернутыми балками и над ними используется большая железобетонная заливка для формирования настила моста. На рис. 2.2.3.1-1 показана эта система в стадии строительства. Эта система успешно использовалась на нескольких мостах в Миннесоте.

Рисунок 2.2.3.1-1 Прилегающая балочная система штата Миннесота

Сварные соединения
По крайней мере, в одном штате (Техас) используется соединение сварными пластинами для мостов с соседними плитами настила. Пожалуйста, обратитесь к разделу 2.2.1 для получения дополнительной информации о сварных соединениях.

2.2.3.2 Бетонные заливки и композитные покрытия

Чтобы решить проблемы с протечками в продольных швах на дорогах с высокой интенсивностью движения, некоторые штаты в настоящее время устанавливают железобетонные плиты перекрытия поверх соседних балок. Эти плиты содержат один армирующий слой и обычно имеют толщину от пяти до шести дюймов. Даже с бетонным покрытием эти мосты можно построить намного быстрее, чем обычный мост с монолитным настилом, потому что для поддержки мокрого бетона не требуется опалубки.

2.2.4 Склеивание клееного бруса с соседними плитами настила

Лаборатория лесных товаров Министерства сельского хозяйства США (USDA FPL) разработала стандартные детали мостов для деревянных мостов. Эти стандарты включают сборные деревянные панели и балки. Большинство деревянных мостов используются на дорогах с низкой интенсивностью движения, но могут применяться и на дорогах с более высокой интенсивностью движения. Пользователям данного Руководства рекомендуется посетить веб-сайт USDA FPL для получения дополнительной информации о деревянных мостах (www.fpl.fs.fed.нас).

Короткопролетные мосты могут быть построены с использованием продольных клееных деревянных панелей настила, которые простираются от опоры до опоры. Предварительное изготовление включает в себя склеивание пиломатериалов номинального размера бок о бок для создания сплошной панели. Для палубных плит слои имеют широкую лицевую сторону в вертикальном направлении. Защита от гниения обеспечивается за счет использования обработанных под давлением изделий из древесины. Отдельные пластины могут быть подвергнуты обработке давлением перед ламинированием вместе, или ламинированные детали могут быть обработаны давлением после изготовления.Клей, используемый для наклеивания моста, должен быть водостойким.

Соединение между деревянными панелями настила используется для передачи сдвига между панелями. В более ранних версиях этой системы использовались только стальные дюбели, расположенные посередине между панелями. Эта система оказалась проблематичной для дорог с большим объемом, особенно когда использовалось битумное износостойкое покрытие. Соединения в конечном итоге ослабнут, что приведет к растрескиванию дорожного покрытия и протечкам через стыки.

Текущие детали включают балку передачи нагрузки, расположенную в середине пролета между опорными стрингерами.Эта балка обеспечивает более значительный механизм передачи сдвига. Даже при таком соединении в верхнем покрытии могут возникать отражающие трещины. По этой причине рекомендуется укладывать слой геотекстиля между тротуарной плиткой и панелями.

Другим типом деревянной надстройки, которая довольно часто используется, является ламинированная гвоздями деревянная палуба или ламинированная под напряжением палуба. Эти системы состоят из габаритных пиломатериалов, расположенных рядом, которые либо скреплены гвоздями, либо натянуты вместе.Этот тип строительства может быть завершен за относительно короткое время. Детали соединения ламинированных настилов не включены в данное руководство, поскольку настилы представляют собой скорее систему, чем конкретное соединение. Пользователям данного Руководства рекомендуется посетить веб-сайт Лаборатории лесных товаров для получения дополнительной информации о деревянных настилах из клееного бруса и клееного бруса под напряжением (www.fpl.fs.fed.us).

2.2.4.1 Соединения между плитами

Соединение между плитами деревянного настила используется для передачи усилия сдвига между плитами.Балка для передачи нагрузки, расположенная поперек моста на заданном расстоянии, обеспечивает механизм передачи сдвига между элементами.

2.2.5 Контроль качества и допуски

Большинство смежных баттированных систем построены из сборного железобетона с предварительным натяжением. Сборные балки обычно отливаются плоскими и доставляются на проектную площадку с небольшим изгибом, вызванным усилием предварительного напряжения. Чтобы построить мост с заданным вертикальным профилем, толщина бетонного покрытия или изнашиваемой поверхности должна варьироваться по длине балки, чтобы компенсировать этот изгиб. Для мостов на гребне вертикальных кривых толщина верхней или изнашиваемой поверхности будет больше вблизи середины пролета. Для мостов на провисающих вертикальных кривых верхняя или изнашиваемая поверхность будет толще возле опор. Проектировщики должны учитывать эти различия при проектировании балок и установке классов опор.

Уклон проезжей части также влияет на конструкцию парапетов и бордюров. Различия в толщине покрытия и поверхности износа также должны применяться к высоте бордюра.

Нормальные допуски, указанные в Руководстве PCI, озаглавленном «Руководство по допускам для сборных и предварительно напряженных железобетонных конструкций — MNL 135-00», должны быть достаточными для сборных предварительно напряженных смежных стыковых балочных систем [16]. Между балками обычно указывается номинальная ширина шва, чтобы учесть допустимый допуск на стреловидность балок.

2.2.6 Оценка производительности и долговечности смежных балочных систем

Как указывалось ранее, системы смежных стыковых балок оказались очень прочными. Некоторые мосты находятся в эксплуатации более 50 лет без существенного износа. Большинство проблем с этими системами возникают на дорогах с интенсивным движением. Похоже, что стандартные залитые шпонки с номинальными боковыми связями могут оказаться недостаточными для дорог с интенсивным движением. Неофициальное неопубликованное исследование было проведено Департаментом транспорта штата Коннектикут по неисправным шпоночным соединениям, залитым цементным раствором, на мосту между штатами. Для осмотра залитых швов были вскрыты несколько швов. В верхней половине всех соединений были обнаружены пустоты, свидетельствующие о потере механической блокировки срезной шпонки.На основании этого открытия было установлено, что при строительстве моста использовались плохие методы заливки цементным раствором, что привело к образованию пустот в шпоночных канавках. Даже в этом ограниченном исследовании нет единого мнения о причине утечки через продольные швы. Причиной является либо неадекватное боковое постнатяжение, либо неправильная техника цементации.

Несколько штатов решают эту проблему, добавляя железобетонные покрытия, чтобы улучшить соединение между балками. Это оказалось успешным способом сведения к минимуму проблем с утечками через соединения.

Более традиционные системы боковых шпал с битумной износостойкой поверхностью хорошо подходят для местных дорог с низкой интенсивностью движения. Эти мосты могут быть построены быстро с минимальными полевыми работами, и в течение многих лет они практически не требуют технического обслуживания.

2.2.7 Расчетное время строительства соединений

Сроки строительства зависят от погодных условий и факторов, характерных для площадки, таких как доступ, управление движением и расположение кранов и складских помещений. Тем не менее, можно сделать разумные оценки времени строительства для различных систем, обсуждаемых в этом разделе.

В таблице 2.2.7-1 указано приблизительное время установки различных смежных систем стыковых балок, включенных в этот раздел:

Таблица 2. 2.7-1 Приблизительное минимальное время установки систем с стыковыми балками
Система Минимальная установка времени * Комментарии
Deck Шарик Tee Балки 2 дней Включает в себя монтаж, сварка и затирки
Tee Балки 2 дней Включает эрекцию , сварка и заливка
Смежные плиты перекрытий и соседние системы коробчатых балок 2 дня Включает монтаж, сварку или установку стяжки и заливку

* Время указано для типичного однопролетного моста.Несколько пролетов могут быть построены за одно и то же время более крупными строительными бригадами.

2.2.8 Рекомендации по улучшению существующей практики

Большинство проблем с системами стыковых балок связаны с соседними плитами перекрытия и соседними системами коробчатых балок. Утечка швов на мостах с большим объемом без бетонного покрытия может быть проблематичной. Бетонное покрытие решает эту проблему, но увеличивает время и стоимость проекта. Дополнительные исследования должны изучить конструкцию залитых раствором шпонок в сочетании с боковым последующим натяжением, чтобы определить, возможна ли долговечная система залитых швов.

2.2.9 Детали соединения Листы технических данных для смежных систем стыковых балок

На следующих страницах приведены технические паспорта для различных сборных систем стыковых балок. Эта информация в основном была получена от агентств, которые разработали и использовали эти системы. Большинство данных в таблицах были предоставлены агентством-владельцем; авторы добавили текст, когда агентство не предоставило всю запрошенную информацию. Агентства-собственники также предоставляют рейтинг сравнительной классификации.

Каждый лист данных о соединении представлен в двухстраничном формате.Пользователи этого Руководства могут просто удалить и скопировать техпаспорт для использования при разработке системы для конкретного проекта. Эти листы предназначены для того, чтобы дать пользователям общее представление о каждом соединении, которое можно использовать на этапе изучения типа проекта. Листы технических данных не претендуют на то, чтобы быть исчерпывающими, но они передают состав компонентов детали, как она должна функционировать, и дают некоторые сведения о ее применении в полевых условиях. Пользователям необходимо будет дополнительно исследовать каждое соединение, учитывать условия, характерные для конкретного места, и применять обоснованную инженерную оценку во время проектирования.

Ключевая информация, предоставляемая для каждого соединения, следующая:

  • Наименование организации, предоставившей деталь
  • Контактное лицо в организации
  • Детальный уровень классификации
    • Уровень 1
      Это самый высокий уровень классификации, который обычно присваивается соединениям, которые либо использовались в нескольких проектах, либо стали стандартной практикой по крайней мере для одного агентства-владельца. Обычно он представляет собой детали, которые практичны в сборке и будут работать адекватно.
    • Уровень 2
      Эта классификация предназначена для деталей, которые использовались только один раз и оказались пригодными для сборки и надлежащим образом функционирующими.
    • Уровень 3
      Эта классификация предназначена для деталей, которые являются либо экспериментальными, либо концептуальными. В настоящее Руководство включены детали, которые были исследованы в лабораториях, но, насколько известно авторам, не применялись на практике на мосту. В эту классификацию также включены концептуальные детали, которые не изучались в лаборатории, но считаются практичными и полезными.
  • Подключенные компоненты
  • Название проекта, в котором использовалась деталь
  • Справочный раздел руководства

    • Раздел(ы) данного Руководства, применимый к конкретной показанной детали.
  • Сведения о соединении
  • Описание, комментарии, спецификации и специальные процедуры проектирования
  • Указывает, что соединение предназначено для передачи
  • Информация об использовании соединения (включая инспекционные рейтинги)
  • Оценка производительности соединения, оцененная подающим агентством

Нажмите на изображение ниже, чтобы увеличить его

Деталь 2.2.1.1А

Деталь 2.2.1.1B

Деталь 2.2.1.1C

Деталь 2.2.2.1A

Деталь 2.2.2.1B

Деталь 2.2.2.2A

Деталь 2.2.3.1A

Деталь 2.2.3.1B

Деталь 2.2.3.1C

Деталь 2.2.3.1D

Деталь 2.2.4.1A

2.3 Палубные стрингеры

В этом разделе основное внимание уделяется соединениям между традиционными параллельными элементами стрингерной балки надстройки, наиболее распространенной формой моста, используемой сегодня. Представленные соединения включают в себя как поперечные соединения, так и продольные соединения балок.

2.3.1 Поперечные соединения

Поперечное соединение между параллельными балочными элементами называется поперечной рамой или диафрагмой.Эти соединения служат для:

  • Помощь при поперечном распределении нагрузки в конструкции
  • Обеспечение поперечной устойчивости балок при строительстве
  • Перенос ветровой нагрузки с фасонной балки на внутренние балки и плиту перекрытия.

2.3.1.1. Соединения между стальными балками

Диафрагмы и траверсы для стальных мостов легко крепятся болтами или сваркой. Государственные органы имеют стандартные реквизиты для этих соединений; поэтому они не представлены в данном Руководстве.Большинство диафрагм и поперечных рам имеют болтовые соединения. Чтобы ускорить строительство, проектировщики должны свести к минимуму количество болтов, необходимых для этих соединений.

2.3.1.2 Соединения между предварительно напряженными сборными балками

Диафрагмы и поперечные рамы для балок из предварительно напряженного сборного железобетона, как правило, сложнее построить, чем стальные элементы моста. Часто эти элементы изготавливаются из монолитного бетона. Время формирования и отверждения соединений может быть значительным.В этом разделе содержится подробная информация о сборных диафрагмах и поперечных рамах, которые были разработаны несколькими штатами. Они включают в себя как стальные диафрагмы с болтовым креплением, так и сборные диафрагмы.

2.3.2 Продольные соединения

2.3.2.1 Стальные балки

Продольные соединения стальных балок обычно называют стыками балок. Наиболее распространенным видом соединения балок является болтовое соединение. Эти соединения могут быть довольно большими и содержать множество болтов; однако в большинстве случаев за один день можно установить несколько подключений.

Существуют способы ускорить монтаж стальных балок с болтовыми соединениями. Критическим временным ограничением на площадке монтажа стальных балок является время, в течение которого краны простаивают во время выполнения соединений. Чтобы ускорить этот процесс, можно сделать две вещи. Во-первых, монтажную башню можно использовать для опоры балок после их установки. Во-вторых, проектировщик может разрешить досрочное освобождение балки кранами после установки определенного количества болтов. Национальный альянс стальных мостов рекомендует следующую практику [42]:

«Для стыковых соединений основных элементов, а также соединений диафрагм или поперечных рам, предназначенных для раскрепления криволинейных балок, заполнять не менее 50 процентов отверстий до отпускания крана.50 процентов могут быть либо монтажными болтами в плотном затяжке, либо полноразмерными монтажными штифтами, но не менее половины (25 процентов всех отверстий) должны быть болтами, и достаточное количество штифтов должно использоваться вблизи внешних углов стыковочных пластин и на элементах. заканчиваются рядом с краями пластины для сращивания, чтобы обеспечить выравнивание. Равномерно распределите заполненные отверстия.

От 50-процентного требования можно отказаться, если уменьшенный процент будет рассчитан как достаточный и указан в утвержденной процедуре монтажа.»

Сварные полевые соединения не так распространены, как болтовые соединения. Временные опорные башни обычно требуются для завершения сварного соединения в полевых условиях.

2.3.2.2 Сборные железобетонные балки

Существует два метода соединения предварительно напряженной сборной железобетонной балки. Наиболее распространенное стыковочное соединение включает заливку бетоном в сочетании с продольным последующим натяжением. Заливка используется потому, что сборные балочные элементы прибывают на место с некоторым остаточным изгибом от предварительного напряжения.Изгиб приводит к вращению конца балки, которое является переменным и трудно поддающимся оценке. Заливка закрытия может учитывать изменения углов концов балки, а также позволяет вносить небольшие корректировки допусков по длине. Заливки армированы сталью, выступающей из элемента балки, и часто имеют срезные шпонки. Каналы после натяжения просто соединяются в области заливки крышки.

Второй метод, который был использован, заключается в литье двух смежных элементов в производственном цехе.Этот метод может быть проблематичным, если в балках есть какое-либо измеримое предварительное напряжение, которое может привести к увеличению прогиба. Спичечное литье следует использовать только для балок с небольшим предварительным напряжением или без него.

2.3.3 Простые пролетные балки, выполненные непрерывными для динамической нагрузки

Может быть рентабельным строительство многопролетных мостов, которые действуют как простые пролеты для постоянных нагрузок и неразрезные пролеты для составных постоянных и временных нагрузок. Это достигается с помощью следующей процедуры построения:

  • Возведение балок, пролетающих от опоры к опоре, без соединения сплошности на опорах.Концы балки стыкуются с небольшим зазором у опор.
  • Заливайте настилы моста через пролеты, но не через концы балок у причала.
  • Соедините балки, залив бетонный блок между концами балки. Эта заливка обычно включает встроенную диафрагму.
  • Залить настил моста поверх заливки пирса. Арматура с отрицательным моментом обычно размещается внутри настила в этой области. Палуба иногда отливается с заливкой конца балки. Страница 2-150 Глава 2: Соединения пролетных строений С этого момента мост действует как непрерывный пролет, потому что заливка перекрытия предназначена для передачи последующей составной постоянной нагрузки (т.г., разделительное ограждение, парапет, тротуар) и моменты временной нагрузки от одного конца балки до соседнего конца балки.
  • Завершите строительство моста.

2.3.3.1 Сборные железобетонные балки

Предприятие по производству предварительно напряженного железобетона уже много лет занимается производством сборных железобетонных балок. Существуют особые соображения, которые необходимо учитывать при проектировании балок из предварительно напряженного бетона. Предварительно напряженные бетонные балки будут продолжать расти после снятия предварительного напряжения.Рост выпуклости приводит к незначительному повороту концов балок. После того, как балки будут соединены у опор, рост выпуклости либо расколет заливку закрытия, либо создаст положительные моменты в соединении. Было проведено несколько исследовательских проектов, касающихся этой связи. Наиболее часто справочным документом является отчет NCHRP 322, озаглавленный «Проектирование сборных мостовых балок, сделанных непрерывными». Основные вопросы, отмеченные в этом исследовании, обсуждаются в следующих параграфах.

В разных штатах используются разные подходы к решению проблемы роста изгиба.Некоторые штаты используют небольшое усиление в соединении и допускают его растрескивание. После образования трещины соединение будет свободно вращаться, и мост будет вести себя как простой пролетный мост для временной нагрузки из-за шарнирного эффекта соединения с трещиной. Даже с учетом растрескивания в этом соединении есть преимущества; мост по-прежнему будет бесшовным и более прочным, чем простой пролетный мост с соединением настила.

Другой подход к этому соединению заключается в усилении соединения, чтобы противостоять положительным моментам на сваях, возникающим в результате роста выпуклости.Это приведет к возникновению положительных моментов вдоль пролета из-за предварительного напряжения, но обеспечит значительный отрицательный момент, который может уменьшить положительные моменты вдоль пролета. Существует два метода, используемых для создания соединения с положительным моментом в заливке закрытия. Первый заключается в том, чтобы удлинить ряд предварительно напряженных прядей в заливку закрытия, согнув их возле торца конца балки. Второй метод заключается в том, чтобы встроить мягкую арматурную сталь в балку, выступающую из конца балки, и в заливку закрытия.При любом методе необходимо рассчитать и проверить долгосрочные внутренние напряжения в балках, а также рассчитать арматуру с отрицательным моментом в плите.

Хотя инженеров учат, что конструкции с непрерывными пролетами более эффективны, чем конструкции с простыми пролетами, описанные выше простые конструкции пролетов без стыков настила также могут быть эффективными, рентабельными и быстро возводимыми. Эффективность наблюдается в основном в областях с отрицательным моментом. Большая часть градиентов острых моментов вблизи внутренних опор смещается в области положительных моментов.Дополнительным преимуществом описанных выше простых конструкций пролетов является то, что стык настила над опорой будет устранен, что снизит возможность будущего износа нижележащего каркаса и фундамента. В зависимости от конструкции на пирсе могут возникать небольшие трещины, но это можно контролировать с помощью гидроизоляционных мембран или в более сухом климате, оставив их в покое. Кроме того, однопролетная конструкция позволяет упростить замену балок в будущем, например, при повреждении снизу перегрузочными нагрузками, а также упростить уширение в будущем.

Государственные органы имеют стандартные методы проектирования и детализации этого соединения. Многие используют метод бесшовного простого пролета из-за простоты конструкции и детализации. Проектировщики должны ссылаться на конкретные государственные стандарты для этого соединения. Если таковых не существует, авторы этого руководства рекомендуют подход, разработанный Департаментом транспорта штата Нью-Гемпшир, который доступен через Технический комитет PCI Northeast Bridge. Комитет подготовил краткое руководство по дизайну и детализации, основанное на методах, разработанных Департаментом транспорта штата Нью-Гемпшир [43].

2.3.3.2 Стальные балки

Этот метод строительства в основном используется в производстве сборного предварительно напряженного бетона; однако этот подход также может быть применен к мостам со стальными балками. Недавно было проведено исследование использования стальных мостов с несколькими простыми пролетами, которые сделаны непрерывными только для временной нагрузки. Идея состоит в том, чтобы возвести каждый пролет как простой пролет, а затем выполнить простое соединение на опорах с помощью монолитного бетона. Это соединение устраняет необходимость в значительном количестве болтовых соединений или сварки на месте, позволяя кранам освобождать балки сразу после их установки, что значительно сокращает время монтажа.

Несколько штатов использовали этот метод, чтобы сделать старые мосты с простыми пролетами непрерывными для временной нагрузки во время проектов по замене настила. После снятия настила нижние полки можно соединить приварными пластинами. Настил моста можно спроектировать так, чтобы он действовал как растянутая полка, усиливая настил над пирсом, тем самым устраняя необходимость в натяжном соединении верхней полки. Сварные шпильки дополняют верхнее фланцевое соединение, соединяя плиту настила с балками.

2.3.4 Допуски

Допуски играют ключевую роль в поперечных соединениях между элементами продольной балки.

Стальные балки изготавливаются по заданным выпуклостям; однако допуски при производстве могут повлиять на соединения поперечной рамы. Обычно это не проблема, потому что балки довольно гибкие. Некоторые конструкторы указали использование отверстий с прорезями для обеспечения допуска на изгиб. Этот подход не рекомендуется, поскольку он может привести к накоплению нарушений эрекции.Сталелитейная промышленность предлагает просто проектировать эти соединения со стандартными болтовыми отверстиями.

Бетонные балки могут быть более проблематичными, поскольку изгиб балки постоянно меняется из-за сил предварительного напряжения. Нет ничего необычного в том, что развал варьируется от одной балки к другой. Соединения должны учитывать этот дифференциальный потенциал развала. Часто используются щелевые отверстия в стальных поперечных рамах и регулируемые формы для заливки крышки.

2.3.5 Оценка производительности и долговечности систем стрингерных балок

Некоторые соединения, описанные в этом разделе, расположены под настилом моста и поэтому не подвержены воздействию агрессивных сред.Одним из соединений, которое может оказать существенное влияние на долгосрочную долговечность, является соединение непрерывности на мостах, которые спроектированы как неразрывные для временной нагрузки. Устранение стыков настила является одним из наиболее эффективных способов повышения долговечности всей конструкции моста. Утечки из стыков палубы могут привести к повреждению балочного каркаса и фундамента.

2.3.6 Расчетное время строительства соединений

Время, необходимое для строительства, зависит от ряда факторов, включая доступ к площадке, управление движением, погоду, расположение кранов и близость к складским помещениям.Тем не менее, можно сделать разумные оценки минимально необходимого времени строительства для различных систем, обсуждаемых в этом разделе.

В таблице 2.3.6-1 указано приблизительное время установки различных палубных стрингерных систем:

Таблица 2.3.6-1 Приблизительное минимальное время установки палубных стрингерных систем
Система Минимальное время установки* Комментарии
Монолитная бетонная диафрагма на балках ПС 2 дня Время укладки нескольких диафрагм и время укладки нескольких диафрагм.
Сборные диафрагмы на балках PS 1 день Несколько диафрагм могут быть изготовлены за один день
Стальные поперечные рамы на балках PS 1 день Несколько поперечных рам могут быть выполнены за один день
Болтовые соединения стальных балок 1 день За исключением очень больших соединений, в большинстве случаев несколько соединений можно выполнить за один день.
Соединение сварных балок со стальными балками 2 дня Соединение больших балок может занять больше времени бетона
Соединения непрерывности бетонных и стальных балок под временными нагрузками 3 дня Время включает формирование нескольких заливок и укладку бетона

использование быстротвердеющего бетона с высокой начальной прочностью.

2.3.7 Рекомендации по улучшению существующей практики

Соединения, описанные в этом разделе, довольно распространены и хорошо протестированы. В результате получаются прочные стабильные соединения.

2.3.8 Подробные описания соединений для палубных стрингерных систем

На следующих страницах приведены технические характеристики различных палубных стрингеров. Эта информация в основном была получена от агентств, которые разработали и использовали эти системы. Большинство данных в таблицах были предоставлены агентством-владельцем; авторы добавили текст, когда агентство не предоставило всю запрошенную информацию.Агентства-собственники также предоставляют рейтинг сравнительной классификации.

Каждый лист данных о соединении представлен в двухстраничном формате. Пользователи этого Руководства могут просто удалить и скопировать техпаспорт для использования при разработке системы для конкретного проекта. Эти листы предназначены для того, чтобы дать пользователям общее представление о каждом соединении, которое можно использовать на этапе изучения типа проекта. Листы технических данных не претендуют на то, чтобы быть исчерпывающими, но они передают состав компонентов детали, как она должна функционировать, и дают некоторые сведения о ее применении в полевых условиях.Пользователям необходимо будет дополнительно исследовать каждое соединение, учитывать условия, характерные для конкретного места, и применять обоснованную инженерную оценку во время проектирования.

Основная информация, предоставляемая для каждого соединения, выглядит следующим образом:

  • Наименование организации, предоставившей деталь
  • Контактное лицо в организации
  • Детальный уровень классификации
    • Уровень 1
      Это самый высокий уровень классификации, который обычно присваивается соединениям, которые либо использовались в нескольких проектах, либо стали стандартной практикой по крайней мере для одного агентства-владельца.Обычно он представляет собой детали, которые практичны в сборке и будут работать адекватно.
    • Уровень 2
      Эта классификация предназначена для деталей, которые использовались только один раз и оказались пригодными для сборки и надлежащим образом функционирующими.
    • Уровень 3
      Эта классификация предназначена для деталей, которые являются либо экспериментальными, либо концептуальными. В настоящее Руководство включены детали, которые были исследованы в лабораториях, но, насколько известно авторам, не применялись на практике на мосту.В эту классификацию также включены концептуальные детали, которые не изучались в лаборатории, но считаются практичными и полезными.
  • Компонент подключен
  • Название проекта, в котором использовалась деталь
  • Справочный раздел руководства Раздел(ы) данного руководства, относящийся к конкретной показанной детали.
  • Сведения о соединении
  • Описание, комментарии, спецификации и специальные процедуры проектирования
  • Указывает, что соединение предназначено для передачи
  • Информация об использовании соединения (включая инспекционные рейтинги)
  • Оценка производительности соединения, оцененная подающим агентством

Нажмите на изображение ниже, чтобы увеличить его

Деталь 2.

Want to say something? Post a comment

Ваш адрес email не будет опубликован.