Вопросы по стропильным системам - 8

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

М16? А без резьбы по дереву нельзя обойтись?

 

@anizotrop, а шпилька/болт бывают без резьбы?

 

Я шпильки не рассматриваю, только полнотелый болт. 266 кг ? а гвоздь тогда сколько ?

 

@Топор, шпилька, болт, пруток, гвоздь, всё суть нагели. Прелесть гвоздей в том, что расставив с рекомендуемой сеткой достаточно посчитать несущую способность и готово. Что не скажешь о всём, что более 6 мм диаметр имеет и требует дополнительно расчёта скалывания, смятия, а может и ещё чего я не помню.

Цифру "а сколько вешать в граммах" всегда можно выяснить здесь https://mycalcs.ru/nails/index.html

Но не все требования проверяются и ничто более несущей способности не вычисляется.

 

Это высосанная из пальца ахинея, под соусом из греческих букв.

Вот картинки поведения гвоздевого соединения, при испытаниях на разрушения:

Из них, должно быть понятно, как работает гвоздевое или нагельное соединение.
Допустимая нагрузка на гвоздевое или нагельное соединение (на примере несимметричного соединения двух элементов), определяется из условий:
- смятие древесины в первом элементе;
- смятие древесины во втором элементе;
- изгиб (!) гвоздя или нагеля. Никакой ни срез, а изгиб. Причем, изгиб не гвоздя/нагеля самого по себе (например, в воздухе), а изгиб в среде древесины.

Берется минимальное из 3-х значений.

Если под нагрузкой нагель промял древесину первого или второго элемента, или слегка изогнулся - значит, в следующий раз нагрузка будет приложена к уже деформированному соединению, и продолжит его деформировать дальше.
Допустимая нагрузка - это та, которая не приводит ни к смятию древесины, ни к деформации нагеля.

Тем более, не учитывается трение между элементами, которые внутри года типично меняют свою влажность на 5-6%, их толщина меняется при этом на 1-2% (в зависимости от распила).
Более того, при расчете защемленной части гвоздя явно вычитают по 2 мм на каждый шов сплачивания, имея в виду, что первоначальный плотный контакт элементов со временем пропадет.

 

Я не только картинки, я видео смотрел как разрушается гвоздевое соединение. Одного гвоздя. С цифрами. Но это всё не то. Я же не про цифры спрашивал. Их я тоже посмотрел в майкалкс. Гвоздь 4 мм 60 кг, 5 мм - 83, а болт 16 мм - 256 (только почему-то вопреки любому калькулятору когда я своим весом 100 кг встаю на такое соединение, оно не разрушается, вообще ничего не происходит). Речь шла о том, что люди (и я тоже) уже сделали фермы на болтах, которые успешно держат крыши. У меня с памятью не так хорошо сейчас, вот недавно вспомнил, в 2008 сделал ферму 6 м длиной, высотой 1 м. Соединения - 4 120мм гвоздя. На эту ферму как на средний прогон опирается 10метровый скат. Тогда у меня интернета не было, спросить не у кого, проект только картинка из журнала. Сделал, стоит этот дом, всё в порядке. Т. е. хотелось узнать ещё об уже сделанных подобных вещах. Наверное, надо было спросить у коллег, в другом разделе. Они - то всяких конструкций видели .

 

@Топор, всё что было сделано можно оценить через 50 лет. До этого процесс условно называется сопоставительной фаллометрией.

PS. (Н) Надёжность. Та самая надёжность, что увязана на теорию вероятности и шанс в 9x.xxx% выдержать нагрузку возникающую раз в 50 лет с учётом старения материалов и рукожопости исполнителей.

 

Допустимая нагрузка - это та, которую можно прикладывать многократно, на протяжении 50-ти лет эксплуатации, без последствий для соединения. То есть, сняли нагрузку - соединение через некоторое время полностью восстановилось.
Причем, это с учетом того, что за 50 лет эксплуатации древесина потеряла свои свойства. Например, считается, что под нагрузкой от веса конструкций и снеговой нагрузкой, сопротивление смятию древесины уменьшается за 50 лет в 1.5 раза.
А что такое расчетное сопротивление смятию? Это величина с "обеспеченностью 99%". То есть, у 99% образцов древесины заданного сорта, она выше этого значения. Возможно, у конкретно взятой деревяшки, сопротивление смятию раза в полтора выше.

То есть, когда мы встаем на свежесобранное соединение, что уберегает нас от падения:
- "свежее" дерево. Через 50 лет эксплуатации, оно будет совсем другим.
- с большой долей вероятности, это не доска из 1% худшей древесины, для своего сорта.
- кратковременность нагрузки. Древесина ведет себя по-разному, при кратковременных и долговременных нагрузках. Кратковременно нагрузку выдерживает, а долговременно сминается.

Кроме того, никто не обещал, что под Вашим весом не произошла деформация соединения, скажем, изгиб болта на доли миллиметра.
Для одной и той же древесины, при одной и той же кратковременной нагрузке, разница между допустимой нагрузкой (соединение полностью восстанавливается) и разрушающей - типично, раза в 3. И целый спектр промежуточных состояний, с той или иной степенью деформации соединения.

Теперь, про соотношение гвоздя и болта
На примере гвоздей. Из трех условий (смятие в элементах или изгиб гвоздя), в подавляющем большинстве случаев, определяющими являются смятия в элементах. Чтобы определяющим стал изгиб, длина защемления гвоздя в каждом элементе должна быть больше 10 диаметров гвоздя.
А раз определяющим является смятие, то оно зависит от площади смятия, пропорциональной диаметру гвоздя. Для элементов равной расчетной толщины, формула (уже с поправкой на срок эксплуатации) 0.35*c*d, где с- толщина элемента, d - диаметр гвоздя.
Точно так же, и для болта (стального нагеля), при равной расчетной толщине соединяемых элементов, дело вообще не доходит до изгиба, речь идет только про смятие в элементах. А это, как было сказано, зависит от диаметра нагеля, а не от площади его сечения.
Формула, опять же 0.35*c*d.
То есть, стальной нагель (болт) пересчитывается в гвозди примерно пропорционально диаметру.

И еще один нюанс. В многочисленных экспериментах установлено, что допустимая нагрузка на гвоздь практически не зависит от направления действия приложенной нагрузки. А для болта - зависит. Допустимая нагрузка, когда болт сминает доску поперек волокон, заметно меньше, чем когда он сминает волокна вдоль.

 

Ну вот оно и есть - один к четырём (болт к гвоздю).. Ваши 100кг на какое соединение?
На 1 свежезабитый гвоздь 4*100мм?
Конечно. и на 3 гвоздя (особенно под углом) - можно нагрузить гораздо больше, чем 200кг. но речь идёт о допуске нагрузок, которые на горизонте десятков лет - все ещё не будет проминать дерево гвоздем.

Аналогично со шпилькой
- я тоже в них верил. но вот мой уличный кран, местами собранный на болты и шпильки 12-16мм, из досок, которым тем летом было уже около года -
после зимы показал послабление болтовых соединений на "несколько" миллиметров - т. е. до уровня "расхлябанности".
Не везде, но в нескольких местах. а прикручивал с хорошим усилием, с большими шайбами.

 

Совершенно верно.

А после лета будет ещё ослабление. На одном доме стропильная конструкция была собрана на болтах, подтягивали их три года. Потом болты уже не тянулись. Представьте что происходит с гвоздевыми соединениями, между соединяемыми досками появляются щели и подтянуть их невозможно. А с болтами можно.

Как никто, а я?

Вот, сейчас мы и подошли к важному. Значит, есть опытные (эксперманент тяжелее выговорить) данные, а не только расчётные по нагрузкам на такие соединения. Я о чём и толкую. Мои данные говорят, что болтовые соединения в фермах весьма успешно выполняют возложенные на них задачи. Лучше гвоздевых. А ваши ? Есть такие опыты ?

Выходит, сделанное в СССР как раз рукожопыми, без нормальных инструментов, без всяких проектов, без знания СНиП оценивается как супер. Когда попадаешь на чердак старого дома можно не искать там правильно выполненные узлы. Нет ветровых связей, нет зарубок в мауэрлат и коньковый брус, часто и мауэрлата нет и конькового бруса. В соединениях по два гвоздя. И всё это стоит по 50 по 70 лет, неизвестно сколько ещё бы простояло, но решили менять кровельное покрытие, так заодно и стропила.

 

Бывают деревянные круглые нагели, которыми вполне логично исполнять соединения, если всё равно ориентироваться на смятие древесины.

 

Прошу, посмотрите вопрос пожалуйста:

 

@anizotrop, бывают и деревянные нагели... Но зачем настолько усложнять жизнь?

Лично я характеризую тягу к болтам, шпилькам, деревянным нагелям и прочему Великим Затейничеством с целью поиска Святого Грааля. А если просто - нежеланием принять тот факт, что деревянные конструкций имеют свои ограничения. И если хотелка распухла, то либо карман должен ей соответствовать либо навык закатывания губы нужно прокачивать.

 

@Топор, классная дискуссия получилась...
Для устранения распора подкосами сначала гвозди на монтаже, затем шпильки в узлах с шипованными
шайбами + периодические подтяжки у меня помогают уже более 40 лет

 

Вы собрались подпереть стойкой коньковый прогон, примерно посредине? На стойку, придется процентов 60 суммарной нагрузки на прогон.
В наслонной системе, это было бы 60% от 4.5 тонн. У Вас гибридная система, конёк и стены (на распор) работают совместно, непонятная часть нагрузки пока воспринимается стенами
В любом случае, опереть в 30-35 см от внутренней опоры, на одиночную балку пола 200х50, можно примерно 900-950 кг, дальше - риск скалывания на опоре.