Винтовые стяжки (шпильки) в брусовом доме

Я не механик. Поэтому не сильно хорошо разбираюсь в этих вопросах. С помощью интернета пришел к таким результатам.
Допустимое усилие затяжки для винтового соединения М14 класса 4.6 (шпильки обычно этого класса) по ГОСТ 1759.4 составляет примерно 26000 Н или около 2,6 т. Это хорошо согласуется с допустимыми нагрузками на рым-болты.
Минимальные разрушающие нагрузки на эти соединения примерно в 2 раза выше.
Для создания такого усилия сжатия нужно приложить к гайке крутящий момент 50-60 Н*м. Это вполне может сделать достаточно сильный мужчина. Для этого достаточно тянуть обычный ключ М14, с длиной ручки около 20 см, с силой 25-30 кгс.
Т. е., ИМХО, затянутая "от души" шпилька создает усилие сжатия около 2,5т.

Если я что-то не так посчитал, то буду признателен, если кто-нибудь, кто лучше разбирается в этих вопросах откорректирует расчеты.

 

Обратите внимание на те шпильки и гайки, которые в продаже, качество резьбы никакое, профиль не соответствует, размеры прослаблены до умопомрачения. Сорвать резьбу на таких изделиях как раз плюнуть.

 

Металл китайский, у них свой ГОСТ. Я типа хомута из шпильки хотел сделать при сгибании металл потек и сломался. Шпилька тонкая была 6 или 8. А если наш стальной прут купить и резьбу только на концах нарезать? Возможно? попробую сейчас посчитать.

 

Посчитал, если шпилька 12, 60руб. метр. Метр круглого проката 18 руб. Ст-3.

 

У меня в доме примерно 60 шпилек. По 2 раза нарощенные. Т. е. всего около 180 шт. И гайки затягивали на каждом венце. Это несколько тысяч затяжек. И ни разу никаких проблем со срывом резьбы, закусыванием и т. д. Просто, когда покупаете посмотрите качество шпилек и гаек. Хотя бы внешне. Чтобы гайки на болтались на резьбе. Чтобы покрытие шпилек и гаек было без повреждений.
Шпилька обязательно должна иметь нормальное антикоррозионное покрытие. Так что делать самопал не рекомендую.

 

Подошел к этому вопросу с другой стороны.
Усилие сжатия на брус от шпильки передается через усиленную шайбу М14. Площадь поверхности этой шайбы примерно 8,6 см2.
Для древесины существует понятие условный предел прочности на смятие. Это практически то максимальное удельное давление, которым можно нагрузить древесину до ее разрушения.
Для КБ это примерно 40кг/см2.
Умножив на площадь шайбы получим 350 кг.
Т. е. шпилька может дать и больше, но брус не выдержит.
Поэтому теперь моя оценка усилия сжатия стены каждой шпилькой - это примерно 350 кг.
По-прежнему, прошу включиться профи.
Вопрос важный и интересный. Он позволяет оценить, например, вклад шпилек по сравнению с весом крыши.
К примеру, в моем доме вес крыши около 10т. А 60 шпилек добавляют еще 21т, т. е вдвое больше.
Для нижних венцов это не очень важно. На них давит еще и вес сруба (у меня примерно 40т). А вот верхние венцы без шпилек могут оказаться сильно "недогруженными".

 

Мысль развивается в правильном направлении. Если так дальше дело пойдет, может и окажется, что шпильки это профанация. Жду с нетерпением.
Насчет того, что брус не выдержит...
А он "сомнется" еще раньше, чем вы думаете. По краям отверстия. Когда 3мм шайба выгнется, как блюдце. Но это так, к слову.

 

По поводу моего поста о шпильках, на который Вы, уважаемый@sodrujestvo, обратили внимание.
https://www.forumhouse.ru/threads/212159/page-19#post-8420297
Процитирую

Это мое мнение, которое сформировано работой с КБ. Причем многолетней работой. Каких профи Вы хотите увидеть в своей теме? Михаил (Oberon), к которому Вы обращаетесь, - спец в клеях. Классный и эрудированный менеджер по продвижению клеевых систем одного из производителей. На кой леший ему Ваши шпильки?
Может стоит прислушаться к мнению тех, кто реально собирает и ремонтирует дома из КБ?
Еще разок процитирую самого себя, чтобы не повторятся (можете еще разок минус влепить)
https://www.forumhouse.ru/threads/183003/page-251#post-7275963

Если Вы внимательно прочитали мой пост, то наверняка заметили, что о Вашем способе сборки я упоминаю. Хотя этот способ совсем и не Ваш. Видел этот "шашлык" у Русского Запада задолго до того, как зарегистрировался на форуме. Дискуссии по поводу этого вида сборки видел в Ваших темах. Свое мнение по этому вопросу имею. Но не думаю, что оно Вас интересует.

 

@Mart S,
Чем отличаются мой и Ваш подход?
Я пытаюсь разобраться с цифрами в руках. И к Oberon я обратился с просьбой "напрячь" знакомых конструкторов, чтобы они высказали свое мнение.
Вы без всяких расчетов просто утверждаете: "Шпильки - фигня".
Попробуйте хоть как-то аргументировать. Вот Вы пишете:
"Хотите, чтобы усадка дома проходила без экстримов - нагружайте брус. Распределяйте нагрузку при проектировании конструктивными решениями, монтируйте кровлю, собирайте перекрытия."
Самая тяжелая черепичная кровля - около 10т. И Вы согласны, что она "нагрузит брус" и он не будет "вести себя так, как ему надо, а не вам". Почему же Вы считаете, что шпильки, которые могут создать нагрузку вдвое большую, чем кровля, брусу "по барабану".
На Ваш опыт у меня есть свой. Мой дом ведет себя совершенно по теории. Усадка менее 1%. Никаких щелей. Практически монолитная деревянная стена. И я уверен, что такое качество обеспечили, как раз, шпильки.
Скорее всего Ваше мнение о шпильках сложилось в результате работы с домами, где шпильки если и есть, то только во внешних перерубах. Я, как и Вы, считаю, что этого совершенно не достаточно. Только рецепты у нас с Вами разные. Вы считаете, что их не надо ставить вообще, а я - что их надо ставить много.
И я прекрасно понимаю, почему большинство профессиональных сборщиков на Вашей стороне. Трудоемкость сборки больше, а деньги за сборку практически те же. Невыгодно!
Ну а то что качество дома будет хуже, чем могло бы быть - так не сборщикам же в нем жить.

 

@sodrujestvo, @Mart S, приветствую.
никого не напрягал, посчитал сам.
Предел прочности древесины под шайбой - 435 кг - потом дерево начнет сминаться.
Предел прочности шпильки - 3,2 тонны.
При этом - предел прочности самого резьбового соединения (10 витков) - 1,71 тонны.
Есть такое понятие в древесине - временное линейное сопротивление (поищите в справочниках, если интересно) - отвечаете как раз за показатель возможного усилия при короблении, так вот - максимальное значение для хвойных пород - 1797 кг. При превышение данного значения коробление древесины даже теоретически невозможно.
Таким образом, я делаю выводы:
1. Конкретно М14 порвать не должно.
2. Нужно четко считать необходимое количество шпилек.
3. При стечении невероятных условий - сорвет резьбу по-любому.

П. С. Господа - все это теория. Понятное дело - может и дерево рыхлое попасться и металл не тот, поэтому - при прочих равных, лично я считаю - шпильки нужны и полезны. По крайней мере - хуже не будет, а лучше вполне. Если уж попалось настолько свилеватое и твердое бревно, что срежет резьбу на шпильках, то Вы представьте - что будет без них, такое бревно просто весь сруб развалит.

 

К сожалению, брус усыхает в размерах. Так что все ваши затяжки перестают играть хоть какую-то роль.
А при высоких стенах усыхание может превысить высоту одного венца и ваши гайки станут мешать дальнейшему осаживанию.
Мой вывод насчёт шпилек - ерудна и потеря времени
Ну или надо делать доступ к каждой гайке, чтоб постоянно подкручивать их. И всё равно это потеря сил при минимальном выигрыше.

 

@Мурамин,
Перед тем как делать категорические выводы Вы бы хоть ознакомились с технологией применения шпилек.
Я об этом не писал в этой теме, так как считал, что это очевидно.
Но раз есть люди, которым надо разъяснять... Разъясняю:
Применение шпилек имеют смысл только в случае возможности их постоянного обслуживания (подтягивания со значительной силой). Этот процесс должен продолжаться как минимум 2 года после окончания сборки сруба. Периодичность 1-й год - раз в месяц, 2-й год - раз в 3 месяца.
Если дом имеет "холодный" чердак и шпильки тянутся сверху, то подтяжку всех шпилек, кроме шпилек в наружных частях перерубов, делают с чердака. При этом уже при проектировании надо продумать возможность доступа к местам подтяжки шпилек.
Если дом мансардный и шпильки тянутся сверху, то можно поступить, как я писал выше, - сделать специальные ревизионные окошки в верхнем венце.
Если дом мансардный и шпильки тянутся снизу, то делаются специальные ревизионные окошки в одном из нижних венцов.
Шпильки в наружных частях перерубов всегда подтягиваются вниз. Необходимо так выполнить отделку фасада фундамента, чтобы был обеспечен доступ к шпилькам.

 

@sodrujestvo, товарищ, у вас же на каждом венце по гайке. Как вы их все разом с чердака затяните?
Ну и хорошо б ссылки сразу давать, где вы описываете, как их устанавливаете, а то дали ссылку на целый тред...

 

Поясняю:
Шпильки в моем доме были при проектировании расставлены так, чтобы через любой, даже самый короткий брус, проходило бы минимум 2 шпильки. Через длинные брусы проходило 3, а иногда, и 4 шпильки.
При сборке дома, действительно, при установке каждого бруса затягивались гайки на шпильках, проходящих через этот брус. Это позволяло посадить каждый брус точно на его место и зафиксировать его перед сверлением отверстий под нагеля.
Затем сверлились отверстия под нагеля и устанавливались нагеля.
Затем гайки шпилек отпускались. Если брус на нагелях удерживался неподвижно, то гайки снимались. Если при отпускании гаек брус начинал даже немного смещаться - гайки затягивались и оставлялись в стене. Более подробно процесс описан здесь пост 57. У меня в стене осталась примерно половина гаек.
У меня шпильки тянутся сверху! Как я уже писал, в этом случае промежуточные, оставшиеся в стене гайки НЕ МЕШАЮТ ПОДТЯЖКЕ ШПИЛЬКИ ВЕРХНЕЙ НА ТЕКУЩИЙ МОМЕНТ ГАЙКОЙ.
Поэтому после окончания сборки мне достаточно было подтягивать только верхние гайки на каждой шпильке с чердака + нижние гайки в наружных перерубах. Что я и делал в течение 2-х лет.