Дерев’яні з’єднання включають різні способи передачі тиску, натягу та бічних впливів між дерев’яними елементами. Запресовані та натягнуті з’єднання, заглушки, виїмки, підв’язки, клеєні з’єднання та вузлові пластини показані в тексті.
1. Натиснуте посилання
Якщо поверхня одного елемента контактує з поверхнею іншого елемента, і якщо вузол захищено від бокового переміщення, або якщо поверхня одного елемента контактує з поздовжнім елементом, достатньо встановити клини, щоб запобігти бічному переміщенню на поверхнях компонента, або прикріпити п’явки ззовні. Якщо використовуються невеликі заглушки, отвори, в які вони вставляються, слід відняти від пресованих поверхонь (рис. 1 та 2). Таким чином, вертикальні колони гратчастих конструкцій - особливо якщо вони вужчі за пояси - їх повна поверхня заглиблена в пояс приблизно на 2 cm та закріплена шляхом приховування шматка дерева з трикутним перерізом (рис. 3).
Зображення 1–3. Пресові з’єднання дерев’яних елементів.
У разі перевищення допустимого тиску перпендикулярно до волокон, вставляються шматки твердої деревини або сталевих C-профілів (мал. 4). Подібним чином розширення пресованої поверхні окремих колон можна досягти шляхом вставлення ніжок (рис. 5). На рис. 6 показано сполучення вертикалі з повними весільними сегментами, продовження яких розташоване над нею. Щоб домогтися певної жорсткості з’єднання, необхідно розмістити сталеві смуги Т-подібної форми. Якщо колони з оциліндрованих або точених брусів суцільні, а в їх з’єднанні виникають напруги внаслідок вигину або скручування, необхідно погасити ці напруги дерев’яними або сталевими підв’язками, розташованими збоку, за допомогою цвяхів або шурупів.
Зображення 4–6. Підсилення та продовження пресованих ланок.
Це часто зручно накривати збірку трубчастою втулкою. Щоб волокна не притискалися одна до одної на композицію, перед посадкою верхньої частини стовпа укладають шар напіввологого, добре утрамбованого цементного розчину. Якщо елементи простягаються горизонтально або стикаються під кутом, їх слід закріпити від переміщення за допомогою п’явок або смуг плоскої сталі, а також від скручування за допомогою зрізаних кутових колод (рис. 8 та 9). Для з’єднання шпал на риштуваннях використовуються подвійні дерев’яні щічки, скріплені шурупами. Конструкція цього типу може витримувати згинальні моменти (рис. 10). Прав, тобто скошений лист_ використовується, коли композиція опорна, а для опорних елементів недостатньо місця (наприклад, карнизне з’єднання над кріпленнями даху) (рис. 11 та 12). Для того, щоб передавати більші сили розтягування, іноді між контактними поверхнями розміщують прокладки.
Зображення 7–11. Компоненти, підв’язки та листочки.
2. Кепка
Дюбель служить виключно для фіксації взаємного положення двох дерев’яних елементів. Під час складання він повинен утримувати елементи на місці. На рис. 13 показує з’єднання вертикалей і діагоналей подвійними вінцями риштувань. Під головкою гвинта та гайкою розміщені прокладки розміром від 8/8 до 10/10 cm та товщиною 8-10 mm. Гвинти слід закручувати до тих пір, поки не вичерпається їх міцність на розтяг у шийці, щоб передати якомога більші сили тертя до контактних поверхонь елементів, за рахунок впливу сильного тиску. Таким чином створюються жорсткі вузли.
Зображення 12–15. Листи, заглушки та рупорні з’єднання.
Якщо крокви даху не спираються на коник, їх кріплення виконується вилкою або дюбелем з повним шліцом (рис. 14). У деяких випадках пробки піддаються вигину перпендикулярно їхньому напрямку, напр. як заглушка посередині на ригелях міжповерхових конструкцій (рис. 15). Стінки навколо канавки мають бути достатньо товстими, щоб уникнути розбризкування деревини.
3. Notch
Виїмка використовується для створення міцного з’єднання, яке може витримувати тиск стрижнів, що зустрічаються по діагоналі. Звичайна конструкція представлена _фронтальним вирізом_, тіло якого a-b розділяє зовнішній кут, а кут bac зазвичай більший за 90o (рис. 16). Таким чином досягаються найбільш сприятливі умови напруги для скосу та порогу. Значення для a:
a ≤ 50o, глибина надрізу t = 0,25h
a ≥ 60o, глибина надрізу t = 0,17h
Між кутами 50o і 60o виконується лінійна інтерполяція. У випадку, якщо a менше 50o, використання секції стрижня буде кращим, якщо застосувати подвійну виїмку (рис. 17). Недовіра до такого способу з’єднання виправдана, оскільки необхідна точність в конструкції зустрічається не часто.
Зображення 16. Геометрія передньої виїмки.
Напруга зсуву на поверхні a-e для деревини хвойних порід не повинна перевищувати 900 кПа. Мінімальна довжина переднього звису має бути 15 cm. Якщо довжина обмежена, використовується виріз посередині, тобто задній виріз. Внаслідок повороту паличок, локального роздавлювання і процесу усадки деревини може статися так, що зусилля передається тільки на передню частину зрізу, а з’єднання відкривається на зворотному боці; наслідком є ексцентричне навантаження спіралі. Найменше це відбувається на з’єднанні з виїмкою посередині, яка виконує приблизно роль з’єднання і при повороті штока виключає створення великого ексцентриситету. Для заднього пропилу існує ризик того, що зуб буде зламаний (особливо у випадку тріщин через усадку деревини), так що фаска зісковзне.
Зображення 17–20. Варіанти зубчастої та скошеної кришки.
Щоб уникнути занадто глибоких порізів, додано бічні посилення та вставки (рис. 19). Також, крім виїмки, частина зусилля передається через прибиті з двох сторін підв’язки; таким чином вузол набуває певної жорсткості з точки зору бічних сил. Потрійний розріз не рекомендується, оскільки виключається рівномірна і одночасна передача сили по трьох фронтальних поверхнях.
4. Перекошена пробка
Порівняно з виїмкою, похила заглушка (рис. 20) має перевагу в тому, що з’єднання з боковими впливами демонструє більшу жорсткість. З іншого боку, більш важка конструкція, знижений опір і підвищена здатність до деформації, особливо при великих кутах з’єднання, не вказують на те, що їх використання рекомендується.
5. Тісний зв’язок
Дерев’яні або сталеві підв’язки використовуються для покриття кінців, які піддаються натягу; останні здебільшого дорожчі, але через кращий зовнішній вигляд і підвищену безпеку при великих зусиллях більш придатні. На рис. 21 показує з’єднання подвійно натягнутої палиці, виготовленої за допомогою трьох дерев’яних підв’язок і мізків у суглобах.
Зображення 21. Тісний зв’язок з дерев’яними підв’язками та мізками.
Сталеві балки кріпляться: тільки розрахунковими гвинтами, дюбелями з гвинтами (рис. 22), дюбелями, які заклепують або приварюють для сталевих балок, або шурупами по дереву. Кожен дерев’яний з’єднувальний елемент висвердлюється окремо за відповідним шаблоном. Точності ручного свердління недостатньо.
Зображення 22–23. Сталеві підв’язки та зав’язки з косим нахлестом.
Для клеєних конструкцій не можна використовувати звичайні скоби. Тут починаються діагональні з’єднання внахлест у першому ряду. На елементах, які потрібно зв’язати, співвідношення між висотою фаски та довжиною, на яку тягнеться фаска, повинно бути щонайменше від 1:5 до 1:8. Крім того, необхідно приймати якомога менші розміри для поперечних перерізів елементів, які з’єднуються.
Зображення 24. Клинові скоси дерев’яних елементів.
На зображенні 23 показано дві збірні збірки, зроблені з косою складкою. Тиск, необхідний для склеювання, створюється шурупами. Також використовуються з’єднання з клиновими фасками (торцеві з’єднання, рис. 24).
На малюнку 25 показано з’єднання між подвійною діагональною планкою та подвійним поясом (елементи лежать в одній площині) з бічними підсиленнями та вставками. Для з’єднання додаткових частин з поясом (навантаження похило до волокон) потрібна більша кількість розтяжок, ніж для з’єднання їх з діагоналлю. Щоб мізки помістилися, ширина доданих частин повинна бути більше ширини присадного прута. Стрижні заповнення дерев’яних конструкцій зазвичай кріпляться безпосередньо до поясів.
6. Різання
Зображення 25–26. Діагональне з’єднання стержня та ремінь.
Тягі прути (здебільшого подвійні) при перерізанні поясом прив’язуються безпосередньо. Стрижні мають насічки настільки, що передають свої зусилля вертикально або діагонально (насічкою) на ремінь. (рис. 26). Штанга повного натягу також може бути встановлена в просторі між подвійним ременем. Різання як безпосереднє з’єднання між елементами може бути застосоване лише у випадку невеликої сили, для якої стрижні здебільшого мають великі розміри з конструктивних причин. Слідкуйте за тим, щоб палички мали повністю гострі краї.
7. З’єднання елементів з вузловими пластинами
Якщо у вузлі стикаються кілька стрижнів, або якщо пояси решітчастої конструкції різко обриваються, в імітацію вузлових листів сталевих конструкцій використовуються вузлові пластини; з точки зору економії вони не завжди рекомендуються. Сталеві вузлові пластини використовуються зі сталевими балками круглого перерізу товщиною 20 mm, довжиною 80 mm для сильно навантажених мостів великих прольотів і малої конструктивної висоти, які зазвичай сильно прогинаються під дією прогресивного висихання деревини. Часто використовуються фанерні з’єднувальні пластини.
На додаток до перелічених тут з’єднань для дерев’яних елементів, існує також велика кількість з’єднань, які виготовляються тільки теслями вручну; вуаль, підгонка, «карма» і т.д. З цими «гільдійними» з’єднаннями існує тенденція сприймати, якщо це можливо, зусилля натягу, щоб уникнути роз’єднання елементів. Якщо такі зв’язки перевірити розрахунком, то видно, що сили, які можна прийняти в найбільш сприятливому випадку, дуже скромні. Теслярські з’єднання, які часто виготовляються дуже ретельно та вимагають високого рівня майстерності, сьогодні в багатьох випадках більше не підходять.