Houten verbindingen omvatten verschillende manieren om druk, spanning en zijdelingse invloeden tussen houten elementen over te brengen. Pers- en trekverbindingen, pluggen, inkepingen, kousenbanden, lijmverbindingen en knoopplaten worden in de tekst weergegeven.
1. Ingedrukte link
Als de voorkant van een element in contact is met de voorkant van een ander element, en als het geheel is beveiligd tegen zijdelingse beweging, of als de voorkant van een element in contact is met een longitudinaal element, is het voldoende om wiggen te installeren om zijdelingse beweging op de componentoppervlakken te voorkomen, of om bloedzuigers van buitenaf te bevestigen. Als er kleine pluggen worden gebruikt, moeten de gaten waarin ze passen worden afgetrokken van de ingedrukte oppervlakken (fig. 1 en 2). Daarom worden de verticale kolommen van vakwerkconstructies - vooral als ze smaller zijn dan de banden - over hun volledige oppervlak ongeveer 2 cm in de band verzonken en vastgezet door een stuk hout met een driehoekige doorsnede te verbergen (fig. 3).
Afbeeldingen 1–3. Persverbindingen van houten elementen.
Bij overschrijding van de toegestane druk loodrecht op de vezels worden stukken hardhout of stalen C-profielen ingevoegd (fig. 4). Op dezelfde manier kan de uitzetting van het drukoppervlak van individuele kolommen worden bereikt door het plaatsen van voeten (fig. 5). Op afb. 6 toont de verbinding van de verticaal met volledige trouwsegmenten, waarvan het vervolg zich erboven bevindt. Om een bepaalde stijfheid van de verbinding te bereiken moeten T-vormige stalen strips geplaatst worden. Als de kolommen van rond of gedraaid hout doorlopend zijn en er spanningen in de verbinding aanwezig zijn als gevolg van buigen of draaien, is het noodzakelijk om deze spanningen op te vangen met houten of stalen kousenbanden die zijdelings worden geplaatst, met behulp van spijkers of schroeven.
Afbeeldingen 4–6. Versterkingen en voortzettingen van geperste schakels.
Het is vaak handig om het geheel te bedekken met een buisvormige hoes. Om te voorkomen dat de vezels tegen elkaar aandrukken op de compositie, wordt een laag halfvochtige, goed verdichte cementmortel geplaatst voordat het bovenste deel van de kolom wordt geplant. Als de elementen zich horizontaal uitstrekken of onder een hoek samenkomen, moeten ze tegen beweging worden beveiligd met bloedzuigers of strips van plat staal, en tegen verdraaien met afgezaagde hoekblokken (fig. 8 en 9). Voor het verbinden van de dwarsliggers op de steiger wordt gebruik gemaakt van dubbele houten wangen, vastgezet met schroeven. Dit type constructie kan buigmomenten opvangen (fig. 10). Prav, d.w.z. oblique sheet_ wordt gebruikt wanneer de compositie wordt ondersteund en er niet voldoende ruimte is voor individuele te ondersteunen elementen (bijv. kroonlijstverbinding boven dakbevestigingen) (fig. 11 en 12). Om hogere trekkrachten te kunnen overbrengen worden soms afstandhouders tussen de contactvlakken geplaatst.
Afbeeldingen 7–11. Onderdelen, kousenbanden en bladeren.
2. Kap
De plug dient uitsluitend om de onderlinge positie van twee houten elementen vast te zetten. Tijdens de montage moet hij de elementen op hun plaats houden. Op afb. 13 toont de verbinding van verticale lijnen en diagonalen met dubbele kronen van steigers. Onder de schroefkop en moer worden vulplaatjes geplaatst van maat 8/8 tot 10/10 cm en dikte 8-10 mm. De schroeven moeten worden vastgedraaid totdat hun treksterkte in de nek is opgebruikt, om de grootst mogelijke wrijvingskrachten over te brengen op de contactoppervlakken van de elementen, als gevolg van de sterke druk. Op deze manier worden starre knooppunten gecreëerd.
Afbeeldingen 12–15. Platen, stekkers en claxonaansluitingen.
Als de dakspanten niet op de nok rusten, gebeurt de bevestiging ervan met een vork of plug met een volledige gleuf (fig. 14). In sommige gevallen worden pluggen blootgesteld aan buiging loodrecht op hun richting, b.v. als plug in het midden op de dwarsbalken van de tussenvloerconstructies (fig. 15). De wanden rond de groef moeten voldoende dik zijn om spatten van het hout te voorkomen.
3. Inkeping
De inkeping wordt gebruikt om een sterke verbinding te maken die de druk kan opvangen van staven die diagonaal samenkomen. Een gewone constructie wordt weergegeven door een frontale snede, waarvan het lichaam a-b de buitenste hoek verdeelt, terwijl de hoek bac gewoonlijk groter is dan 90o (fig. 16). Op deze manier worden de meest gunstige spanningsomstandigheden voor de afschuining en de drempel bereikt. Waarden voor a:
a ≤ 50o, kerfdiepte t = 0,25h
a ≥ 60o, kerfdiepte t = 0,17h
Tussen de hoeken 50o en 60o wordt een lineaire interpolatie uitgevoerd. In het geval dat a kleiner is dan 50o, zal het gebruik van het staafgedeelte beter zijn als een dubbele inkeping wordt toegepast (Fig. 17). Het wantrouwen ten opzichte van deze aansluitmethode is terecht, aangezien de noodzakelijke nauwkeurigheid in de constructie niet vaak wordt aangetroffen.
Afbeelding 16. Frontale inkepingsgeometrie.
De schuifspanningen op het oppervlak a-e voor naaldhout mogen niet hoger zijn dan 900 kPa. De minimale lengte van de vooroverbouw moet 15 cm zijn. Als de lengte beperkt is, wordt een snede in het midden, dat wil zeggen een achtersnede, gebruikt. Door het draaien van de stokken, het plaatselijk verpletteren en het krimpproces van het hout kan het gebeuren dat de kracht alleen op de voorkant van de snede wordt overgebracht en de verbinding aan de achterkant opengaat; het gevolg is de excentrische belasting van de helix. Dit gebeurt in het minst bij de verbinding met een inkeping in het midden, die ongeveer als scharnier fungeert en bij het draaien van de stang het ontstaan van een grote excentriciteit uitsluit. Bij de achtersnede bestaat het risico dat de tand breekt (vooral bij scheuren door krimp van het hout) waardoor de afschuining wegglijdt.
Afbeeldingen 17–20. Varianten van gekerfde en schuine dop.
Om te diepe sneden te voorkomen, zijn zijverstevigingen en inzetstukken toegevoegd (fig. 19). Naast de inkeping wordt ook een deel van de kracht overgebracht via de aan beide zijden genagelde kousenbanden; op deze manier verkrijgt de knoop een zekere stijfheid in termen van laterale krachten. De drievoudige incisie wordt niet aanbevolen, omdat de uniforme en gelijktijdige krachtoverdracht over de drie frontale oppervlakken is uitgesloten.
4. Scheve plug
Vergeleken met de inkeping heeft de schuine plug (fig. 20) het voordeel dat de verbinding met zijdelingse invloeden een grotere stijfheid vertoont. Aan de andere kant geven een zwaardere constructie, verminderde weerstand en verhoogde vervormbaarheid, vooral bij grote verbindingshoeken, niet aan dat het gebruik ervan wordt aanbevolen.
5. Strakke verbinding
Houten of stalen kousenbanden worden gebruikt om de uiteinden te bedekken die aan spanning zijn blootgesteld; deze laatste zijn meestal duurder, maar vanwege hun betere uiterlijk en verhoogde veiligheid bij grote krachten zijn ze geschikter. Op afb. 21 toont de verbinding van een dubbel gespannen stok, gemaakt met drie houten kousenbanden en hersenen in de gewrichten.
Afbeelding 21. Strakke verbinding met houten kousenbanden en hersenen.
Stalen liggers worden bevestigd: alleen met berekende schroeven, pluggen met schroeven (fig. 22), pluggen die zijn geklonken of gelast voor stalen liggers, of houtschroeven. Elk houten verbindingselement wordt afzonderlijk geboord volgens het bijbehorende sjabloon. De nauwkeurigheid van handmatig boren is niet genoeg.
Afbeeldingen 22–23. Stalen kousenbanden en strikbanden met schuine overlap.
Voor gelijmde constructies kunnen geen gewone beugels worden gebruikt. Dit is waar de diagonale schootverbindingen in de eerste rij in het spel komen. Bij de te verbinden elementen dient de verhouding tussen de hoogte van de afschuining en de lengte waarover de afschuining zich uitstrekt minimaal 1:5 tot 1:8 te zijn. Bovendien is het noodzakelijk om zo klein mogelijke afmetingen aan te nemen voor de dwarsdoorsneden van de te verbinden elementen.
Afbeelding 24. Wigafschuiningen van houten elementen.
De foto 23 toont twee prefab samenstellingen gemaakt met een schuine vouw. De druk die nodig is voor het lijmen wordt gecreëerd door schroeven. Er worden ook verbindingen met wigvormige afschuiningen gebruikt (vlakverbindingen, afb. 24).
Figuur 25 toont de verbinding tussen een dubbele diagonale staaf en ook een dubbele riem (elementen liggen in dezelfde vlakken) met zijdelingse verstevigingen en inzetstukken. Voor de verbinding tussen de extra delen en de riem (belasting schuin ten opzichte van de vezels) is een groter aantal beugels nodig dan voor de verbinding daartussen en de diagonaal. Om de hersenen te laten passen, moet de breedte van de toegevoegde stukken groter zijn dan de breedte van de vulstaaf. De vulstaven van houten constructies worden meestal rechtstreeks aan de banden bevestigd.
6. Snijden
Afbeeldingen 25–26. Diagonale stangverbinding en riemsnede.
Strakke staven (meestal dubbel) worden, wanneer ze met een riem worden doorgesneden, direct vastgebonden. De stangen zijn zo ver ingekerfd dat ze hun krachten verticaal of diagonaal (door inkerving) op de band overbrengen. (afb. 26). In de ruimte tussen de dubbele riem kan ook een volledige spanstang worden gemonteerd. Snijden als directe verbinding tussen elementen kan alleen worden toegepast bij een kleine kracht, waarbij de staven om structurele redenen meestal overmaats zijn. Zorg ervoor dat de stokjes volledig scherpe randen hebben.
7. Verbindingen van elementen met knoopplaten
Als meerdere staven elkaar ontmoeten op een knooppunt, of als de banden van een roosterstructuur scherp breken, worden knooppuntplaten gebruikt ter nabootsing van knooppuntplaten van staalconstructies; in termen van economie worden ze niet altijd aanbevolen. Stalen knoopplaten worden gebruikt met stalen liggers met een cirkelvormige dwarsdoorsnede, dikte 20 mm, lengte 80 mm, voor zwaarbelaste bruggen of grote bruggen met grote overspanningen en lage constructiehoogte, die normaal gesproken in grote mate doorbuigen onder invloed van de voortschrijdende droging van hout. Er wordt vaak gebruik gemaakt van multiplex verbindingsplaten.
Naast de verbindingen voor houten elementen die hier worden vermeld, zijn er ook een groot aantal verbindingen die uitsluitend met de hand worden gemaakt door timmerlieden; versluiering, montage, “karma” enz. Bij deze “gilde”-verbindingen bestaat de neiging om, indien mogelijk, spankrachten op te vangen om te voorkomen dat elementen uit elkaar bewegen. Als dergelijke verbanden door berekening worden geverifieerd, blijkt dat de krachten, die in het gunstigste geval kunnen worden aanvaard, zeer bescheiden zijn. Timmermansverbindingen, die vaak zeer zorgvuldig zijn vervaardigd en een hoge mate van vakmanschap vereisen, zijn tegenwoordig in veel gevallen niet meer geschikt.