Растянутые стальные элементы конструкций и элементы связей

Стальные растянутые элементы и связи встречаются в деревянных конструкциях весьма часто. Применяют деревянные фермы и арки, в которых часть основных растянутых элементов (нижние пояса или затяжки, стойки) или все растянутые элементы выполнены из стали. Еще чаще встречаются стальные растянутые связи, которые служат для соединения между собой деревянных элементов — болты, тяжи, хомуты, накладки и т. д. Различают расчетные (основные) и нерасчетные (конструктивные) растянутые связи. К первым относят такие связи, которые обеспечивают передачу усилий прикрепляемых элементов и размеры которых определяют соответствующими расчетами. Ко вторым относят такие болты, накладки, скобы и другие связи, которые не принимают непосредственного участия в передаче усилий прикрепляемых элементов, но требуются для обеспечения неизменности положения всех соединяемых элементов. Размеры таких связей назначают без расчета, но с учетом характера предстоящей работы и мощности соединяемых элементов.
Расчетные стальные элементы и связи деревянных конструкций обычно изготовляют из стали марки ВСт.3. Нерасчетные связи можно изготавливать из немаркированной стали.
Тяжи и болты, а также гайки к ним должны иметь полномерную резьбу. Для предотвращения развинчивания гаек и ослабления тяжей следует дополнительно ставить контргайки. Применять для этой цели заварку гаек или подрубку резьбы не рекомендуется, так как гайки тяжей и болтов в деревянных конструкциях необходимо периодически в процессе эксплуатации подтягивать. Длину нарезки в болтах и тяжах назначают с учетом последующего подтягивания гаек и с учетом значительных колебаний в размерах деревянных элементов. Обычно длину нарезки назначают равной (3,5-4,5)d.
Сечения растянутых болтов и тяжей подбирают по площади, ослабленной нарезкой. Для подбора тяжей и болтов можно пользоваться таблицей II—6.

Размер шайб определяют по расчетному сопротивлению древесины смятию под шайбами (см. табл. I—2). Исходя из условия равной несущей способности болта (тяжа) диаметром dб растяжению и древесины смятию под шайбами рекомендуются: сторона квадрата шайбы bш=4,5 dб и диаметр круглой шайбы dш=5 dб, толщина шайбы ?ш=0,5 dб.
Для большей равномерности смятия под шайбами и меньших деформаций необходимо обеспечивать достаточную жесткость шайб, проектируя их или из толстой листовой стали, или из прокатной фасонной стали (уголки, швеллеры).
Если концы тяжа в процессе монтажа или эксплуатации недоступны, то по длине тяжа помещают стяжную муфту с правой и левой резьбой, натяжение которой достигается вращением ее при неподвижном тяже.
Стяжные (нерасчетные) болты ставят для обеспечения плотного прилегания соединяемых деревянных элементов и для возможности последующего подтягивания их петле высыхания. Постановка стяжных болтов обязательна во всех узлах и стыках сквозных деревянных конструкций, а также по длине составных элементов.

Диаметр стяжных болтов dб назначают в зависимости от толщины стягиваемого пакета, но не менее 12 мм. Под головки и гайки стяжных болтов ставят шайбы. Сторона квадрата (или диаметр круглой шайбы) должна быть не менее 3,5 dб, а толщина шайбы — не менее 1/4 dб и не менее 4 мм.
Форма стальных хомутов и накладок определяется их назначением (рис. II—61). Толщину элементов из полосовой стали принимают не менее 6 мм; наименьший диаметр круглых частей 12 мм. He следует применять полосовые накладки и хомуты большой ширины, так как такие накладки способствуют развитию трещин от усушки и загниванию древесины. В случае необходимости взамен одной широкой накладки лучше ставить две узких.
Хомуты с криволинейной поверхностью трудно плотно пригнать к древесине, так как тщательная обработка торцов деревянных элементов по кривой затруднительна. Неплотности, остающиеся между хомутом и древесиной, а также усушка древесины поперек волокон и обмятие ее вызывают повышенные деформации таких соединений. Прямоугольные хомуты с двумя жесткими планками (рис. II—61, а) дают меньшие деформации.
Растянутые элементы хомутов рассчитывают по ослабленному сечению, изгибаемые проверяют на изгиб. Жесткости последних следует уделять большое внимание, так как она оказывает решающее влияние на работу хомутов. Для повышения жесткости изгибаемые участки хомутов иногда усиливают приваркой ребер жесткости.
Сминаемые поверхности древесины должны быть проверены на прочность. Смятие древесины по криволинейным поверхностям условно проверяют по нормальному сечению.

где b — ширина доски (рис. II—61,б);
bх — ширина хомута.
В стяжных хомутах (рис. II—61,г) следует по возможности избегать углов, у которых особенно интенсивно происходит обмятие древесины. В тех случаях, когда выступающие углы обусловливаются формой прикрепляемого элемента, в углах следует ставить жесткие прокладки, распределяющие давление на большую площадь. В местах постановки болтов между половинками хомута должны быть зазоры, обеспечивающие возможность подтягивания хомутов по мере усушки древесины.
Скобы применяют только для нерасчетных креплений бревенчатых и брусчатых элементов. Обычно скобы делают из круглой стали диаметром от 10 до 22 мм. Чтобы уменьшить растрескивание древесины, желательно отверстия для скоб заранее рассверливать на неполный диаметр и на глубину около половины длины забиваемого конца.