Столярные соединения деталей: Столярные соединения — Технологии обработки древесины

виды, необходимые материалы и инструменты

Изделия из древесины являются неотъемлемой частью быта. Из этого материала создают как габаритные постройки, так и мелкие детали, вещи и т. д. Часто приходится соединять разные детали, чтобы получить изделие требуемой конфигурации. Для этого применяют соответствующие столярные соединения. Они могут быть самыми разными. Виды соединений в столярном деле, их выбор и особенности создания будут рассмотрены далее.

Особенности соединений, применяемые материалы

Какие столярные соединения вы знаете? Опытный мастер сможет назвать их несколько десятков. Дело в том, что универсальных соединений не существует. В каждом конкретном случае нужно выбирать самый подходящий вариант.

В строительстве, мебельной промышленности, при производстве изделий из натуральной древесины часто приходится соединять самые разные детали. Они могут быть соединены неподвижно, но существуют и разборные соединения. В первом случае крепление осуществляется при помощи клея, гвоздей, саморезов, скоб или иных дополнительных средств. Разобрать такое соединение в ходе эксплуатации нельзя. Неразъемные разновидности соединений применяются в столярном деле гораздо чаще.

Однако при производстве, например, складной мебели или трансформирующихся моделей порой требуется создавать разборные соединения. В этом случае клей или иные фиксирующие элементы не используют.

Столярные соединения древесины предполагают совмещение определенным образом некоторых деталей. Ими могут быть бруски, доски, щитки и т. д. Это первичные элементы изделия. Детали могут состоять из одного куска, двух или нескольких элементов, которые предварительно между собой склеили. В некоторых случаях детали изготавливают методом фанеровки.

После соединения двух и более деталей получается узел. Это может быть щит, коробка, рамка и прочее. При помощи существующих соединений получают готовое изделие или его часть (агрегат, комбинат и т. д.).

При выборе соединения следует учесть, что готовое изделие должно быть долговечным, прочным, функциональным, эстетичным. Поэтому мастер должен не только владеть теоретическими знаниями о правильности выбора типа стыка, но и уметь обращаться с соответствующим инструментом. Только в этом случае он сможет создать соединение, которое отвечает всем современным требованиям и нормам.

Разновидности

Существуют разные виды столярных соединений.

Они регламентированы ГОСТом 9330-60 и могут относиться к одной из указанных в стандарте групп. Соединения могут быть следующими:

• По длине. Это позволяет совместить детали, которые примыкают друг к другу торцами. К этой категории относятся сращивание и наращивание. Одним из самых часто применяемых вариантов является соединение типа шип. Существует несколько разновидностей подобных совмещений. Какие столярные шиповые соединения вы знаете? У каждого столяра есть свой опыт в применении подобных стыков.
• По кромке. Этот тип совмещения называется сплачиванием. Он применяется для двух или больше заготовок с целью получения широкой детали.
• Угловые концевые. Принцип похож на столярные шиповые соединения. Но в этом случае детали сходятся под определенным углом. Эта методика применяется в ходе создания мебели.
• Угловые срединные. При создании такого соединения одна деталь примыкает к другой либо своим торцом, либо пересекает его полностью под определенным углом. В первом случае соединение называется примыканием, а во втором – пересечением. Такая техника используется преимущественно для создания щитов.
• Ящичная вязка. Применяется для соединений широких элементов. Чаще всего такие стыки делают при сборке коробок, ящиков. Этот тип соединений также может быть концевым или срединным.

Способ стыковки выбирается в соответствии с назначением изделия.

Сращивание и наращивание

На уроках о столярных шиповых соединениях большое внимание уделяется именно этой разновидности стыковки. Они имеют много общего. Сращивание представляет собой соединение двух деталей, расположенных горизонтально, по длине. Наращивание позволяет увеличить длину деталей, которые находятся по отношению друг к другу вертикально. Это, например, может быть стоемный брусок.

Сращивание и наращивание является одним из основных типов соединений в столярном деле. Их применяют с целью получения длинных брусьев, столбов. Обычно длинные детали не выпиливают из одной доски. Эта методика используется в процессе строительных работ. Также в ходе ремонта столярных изделий может потребоваться наращивание или сращивание.

При использовании представленной методики получают лестничные перила, обвязочный брус для здания, плинтусы и прочие подобные изделия.

Чаще для создания длинных деталей применяется древесина твердых лиственных пород. Из нее нарезают небольшие бруски, которые склеиваются по ширине и длине. Процесс создания таких заготовок предполагает применение даже деловых отходов деревообрабатывающей промышленности.

Столярные соединения деталей представленного типа также применяются при создании дверных полотен, оконных переплетов. При этом чаще применяют хвойные породы древесины. Современные клеевые составы отличаются высокой прочностью. С их помощью удается создать практически незаметный шов.

Существует несколько основных способов наращивания и сращивания:

• Впритык. В этом случае элементы соединяются на торцах. Их плоско обрезают под прямым или иным другим углом.
• Накладка вполдерева. Деталь при этом чаще всего имеет квадратное или прямоугольное поперечное сечение.
• Шипами. Это специальный выступ соответствующей формы. На второй детали есть углубление, которое соответствует по своей конфигурации выступу. Шип столярного соединения может быть круглым, плоским, или косым (например, соединение «ласточкин хвост» (в виде трапеции), которое является часто применяемым в ходе строительных работ).
• Клиновидный замок.

Разновидности сращивания и наращивания

Существует множество разновидностей соединений представленного типа. Самым распространенным способом являются столярные шиповые соединения клиновидного типа. В этом случае образуется большая площадь склеивания. Так получается обеспечить плотное сжатие. Шиповое соединение характеризуется простотой разметки и создания. При этом обработку древесины можно выполнить при помощи станка.

Какие столярные шиповые соединения вы знаете? Их существует множество разновидностей. При сращивании полуторцами можно создать разные детали, на которые не действуют значительные нагрузки, например, плинтус, обвязка панелей. В этом случае делают косую прирезку под углом 45º. При этом применяют стусло, чтобы добиться точности среза.

Если на деталь будет действовать нагрузка, прирезка должна быть более острой. Она называется косым усом. В этом случае по всей длине идет широкий шип. Это позволяет создать прочное соединение. Его применяют даже для криволинейных деталей в местах изгиба.

Если на детали воздействует поперечное сжатие, производится прямой накладной срез в полдерева. Часто накладку дополнительно фиксируют при помощи двух нагелей. Чтобы накладка не сместилась, торцы срезают под угол. Прочнее получается совмещение деталей при помощи прямого шипа с заплечиками.

Если на детали действует растяжение, их сращивают при помощи шипа «ласточкин хвост». Но для таких деталей нужна опора снизу.

Если детали практически плоские, можно делать двойной шип «ласточкин хвост». Но это довольно сложная методика, поэтому ее применяют довольно редко.

Если у деталей есть нижняя опора, они также испытывают давление сверху и растяжение. В этом случае соединение «двойной ласточкин хвост» будет лучшим вариантом.

Какие столярные шиповые соединения будут приемлемыми, если детали имеют опору внизу и испытывают усилия, смещающие их в противоположные стороны? Часто в подобных случаях применяют сращивание круглым шипом.

Сплачивание

Рассматривая столярные соединения деталей из древесины, стоит отметить такую разновидность, как сплачивание. Его применяют для стыковки узких деталей. Это позволяет получить заготовку большей ширины. В редких случаях эту методику применяют для наращивания толщины.

Лицевые стороны подвергают фанерованию. Их оклеивают древесиной, которая относится к категории ценных пород. Сплачивание предполагает следующие разновидности соединений:

• В гладкую фугу. При этом применяется клеевой состав. Кромки деталей прочно прифуговывают друг к другу. Затем их склеивают. Далее заготовку помещают в специальное оборудование. Это могут быть прессы, верстаки или сжимы. При этом часто применяют винты, клинья и прочие фиксаторы. Клеевой состав высыхает под давлением. Он выдавливается по линии стыка.
• Шканты и шипы. В кромках качественно прифугованных деталей проделывают отверстия или гнезда. В них вставляют шипы прямоугольной формы или круглые выступы (шканты). При этом шипы должны иметь толщину не больше 1/3 от толщины деталей.
• В шпунт. В одной из кромок выбирают паз посередине. Это шпунт, который должен быть не больше 1/3 толщины детали. В противоположной кромке делают гребень, конфигурация которого соответствует пазу. Такие соединения могут быть прямоугольной или трапециевидной формы.
• В четверть. В кромках выбирают материал до половины толщины заготовки. Такого же размера делают продольные выемки. Они называются четвертями.
• На рейку. Отличается от стыка в шпунт формой пазов. В них дополнительно выбирают рейку.
• На шпонках. Выбирают в виде суживающихся кверху и по длине пазы. Они имеют трапециевидную форму и глубину 1/3 от толщины детали. В пазы вбивают шпонки, которые имеют скошенную кромку. Она соответствует типу паза. Такое соединение предотвращает коробление щитов.
• В наконечник. На торцевой кромке щита наклеивают брусок. При этом форма шпунта-гребня может быть прямоугольного, треугольного или иного профиля. Такое соединение применяют для торцов, которые плохо поддаются отделке.

Угловые соединения

Существует и множество иных разновидностей соединений столярных изделий. В отдельную группу выделяются угловые стыковки.

Вязка в этом случае происходит под определенным углом. Такие соединения делятся на ящичные и рамочные виды. Самыми часто применяемыми стыками представленного типа являются:

• Внакладку. Это простой, но при этом менее надежный тип совмещения деталей. В торце выбирают материал до половины толщины заготовки.
• Рамочный прямой шип. Это основной тип угловых стыков. Шип входит в гнездо. Он может быть одиночным, двойным или тройным. Выбор делают в зависимости от требований к прочности детали. Гнездо может быть с одной стороны открытым. Оно называется глухим. Если гнездо открыто с двух сторон, его называют сквозным. Бывают отверстия, открытые с трех сторон. Их называют проушиной, которая располагается на конце. Гнездо также может быть в срединной части.
• Косой шип «ласточкин хвост». Это прочное соединение, которое является более предпочтительным, чем прямой шип. Стык такой конфигурации запиливают не в параллельном направлении относительно кромкам. Основание шипа должно быть 1/3 от толщины бруска. Его конец должен быть 3/5.
• На шкантах. Это вязка на дюбелях или круглых вставных шкантах. Соединение получается менее прочным, чем шиповое, но при этом оно более экономичное. В этом случае не требуется делать припуск.
• На ус. Концы срезают наискосок. Этот стык применяется как для брусков одинаковой, так и разной ширины. Угол наклона среза может быть разным.

Примыкание

Столярное соединение может быть выполнено при помощи примыкания. Это разновидность углового соединения.

В этом случае конец одного бруска примыкает к середине другой детали. Такое соединение делают вполдерева (внакладку). Шип может быть косым или прямым, полупотайным или сквозным. В некоторых случаях примыкание выполняется на шкантах.

Ящичные соединения

Ящичные столярные соединения относятся к категории угловых. Они широко применяются при производстве мебели и изготовлении столярных изделий. Такие соединения могут быть выполнены при помощи шипов прямых или косых. Их количество зависит от ширины и толщины деталей (щитов). На обоих концах соединяемых деталей делают шип. Та деталь, которая имеет на краю проушину, имеет на один больше выступ.

Соединения ящичного типа могут быть глухими, сквозными, на чистый ус или вполупотай. Выбор зависит от области применения изделий. Сквозные стыки используют для деталей, которые расположены внутри заготовки, а также на лицевых сторонах, если планируется последующее покрытие поверхностей фанерой.

Если деталь открыта только с одной стороны, заготовки соединяют вполупотай. Если же они открыты со всех сторон, применяется методика впотай. Могут применяться вставные шипы. Но такой тип стыковок наименее прочный.

Ящичные примыкания создаются при помощи прямых сквозных шипов, пазов с гребнем. Они могут быть прямоугольной, треугольной, трапециевидной формы. Пазы применяют в том случае, если с внешнего края выступающие торцы иметь нежелательно.

Применение клея

Столярное соединение часто выполняется при использовании клея. Это распространенная методика, которая применяется при производстве мебели и иных изделий. Если соединять древесину при помощи исключительно клея, получается вполне прочный стык. Современные составы обладают высокой прочностью после застывания. Такого результата удается достичь только в том случае, если детали были правильно подогнаны и правильно соединены.

Этот способ применяется не только при щитовом соединении на гладкую фугу. Методика позволяет наклеить фанеру на рамку, выполнить облицовку. Также при склеивании из нескольких тонких заготовок получается толстая деталь.

Фанерование

Простую древесину оклеивают дощечками, что называется облицовкой. Фанерование – это оклейка листами из ценных пород древесины. При этом используется особый вид клеевого соединения. Такая методика позволяет не только улучшить внешний вид изделия, но и сделать более прочной поверхность.

Фанера может быть пиленой, лущеной или ножевой (строганой). Такая процедура проводится с одной или двух сторон. Во втором случае прочность изделия значительно повышается. Фанеру можно наклеивать в один или несколько слоев.

Если применяется одностороннее фанерование, лист наклеивают волокнами параллельно направлению волокон основания. При двухстороннем их нужно располагать взаимно перпендикулярно.

Из-за усадки или высыхания клея и коробления фанеры может деформироваться и основание. По этой причине образуется вогнутость. Такая деформация будет тем больше, чем меньше отношение толщины щита к его ширине. Если брусок хорошо высушен, его толщина не будет менее половины ширины, то коробление не наблюдается.

Шиповые столярные соединения — презентация онлайн

ШИПОВЫЕ СТОЛЯРНЫЕ
СОЕДИНЕНИЯ
Повторение
• Перечислите физические и механические
свойства древесины.
• Для чего сушат древесину?
• Какие виды сушки вы знаете?
• Что называют конструкторской
документацией?
• Что такое технологическая карта?
ВИДЫ СТОЛЯРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
• Шиповые соединения деревянных деталей со
склеиванием отличаются большей прочность,
поэтому нашли широкое применение при
изготовлении дверных и оконных переплетов и
блоков, мебели и различных деревянных
конструкций.
ШИП
• Выступ на торце
деревянной детали.
ПРОУШИНА
• Паз на торце детали.
• В зависимости от толщины деталей применяют:
одинарные, двойные, тройные и многократные
шипы. При толщине заготовок до 40 мм обычно
применяют одинарные шипы, от 40 до 80 ммдвойные, больше 80 мм- тройные и многократные.
Виды шипового соединения
Одинарным шипом соединяют
бруски толщиной до 40 мм
Двойным или тройным шипом соединяют
бруски толщиной 40…80мм
Тройным многократным шипом соединяют
бруски свыше 80 мм
Способы выпиливания шипов
• Промышленный
Ручной
Технология выполнения шипового
соединения ручным инструментом
Подбор заготовки
1. Подобрать заготовки для шипового соединения без
сучков и трещин.
2. Проверить размеры заготовок по ширине и толщине.
3. Припуски заготовок обработать рубанком соблюдая
угол 90* при помощи столярного угольника.
Разметка деталей шипа
1. Угольник плотно прижимать к детали.
2. Линию разметки карандаша проводить только один
раз.
3. Размеры высоты шипа должны совпадать с размером
глубины проушины.
Разметить детали проушины
1. Угольник плотно прижимать к детали.
2. Линию разметки карандаша проводить только один раз.
3. Размеры глубины проушины должны совпадать с
размером высоты шипа.
Запилить проушину по линии разметки
1. Деталь надежно закрепить в верстаке на высоту
согнутой руки в локте.
2. Запил начать к себе, применяя направитель.
3. Пилить строго половину линии разметки внутри
проушины.
Запилить шип по линии разметки
1. Деталь надежно закрепить в верстаке на высоту
согнутой руки в локте.
2. Запил начать к себе, применяя направитель.
3. Пилить строго половину линии разметки снаружи
разметки шипа.
Отпилить щёчки у шипа
1. Деталь установить на упор, на верстаке.
2. Запил щёчек выполнять по линии разметки по
направителю под углом 5-10* градусов.
3. Не допускать запил на элемент шипа.
Продолбить проушину с двух сторон
1. Перед долблением, деталь зажимают в верстаке или сидят на
детали.
2. Деталь проушины долбят с двух сторон.
3. Долото устанавливают строго на линии и под углом 90* градусов.
4. Удары киянкой по долоту резкие, древесину подрезают под углом
45*.
Подогнать шип по размеру проушины
1. Предварительно, на сухо, попробовать собрать шиповое
соединение.
2. Проверить плотность соединения, совпадение размеров шипового
соединения.
3. Установив деталь на упор, подогнать стамеской шип или проушину
по размеру.
Собрать шиповое соединение на клею. Зачистить
1. Нанести клей на поверхность
шипа и проушины толщиной до
1мм.
2. При помощи киянки и
подкладки, собрать шиповое
соединение на клею, проверив
угол 90* столярным угольником,
зажав в зажим верстака.
3. Заклеенное шиповое
соединение, рубанком зачистить
провесы.
ПРИМЕР ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЯ С ПРИМЕНЕНИЕМ
ШИПОВОГО СОЕДИНЕНИЯ
Технологическая карта изготовления подрамника для картины с помощью вязки
прямым сквозным шипом
Последовательность
технологических операций
Графическое изображение
Инструменты, оборудование,
материалы
1.Подобрать заготовки и отпилить
в размер
Столярный верстак, карандаш,
линейка, ножовка, заготовка
2.Подписать цифры на заготовках
Карандаш
3.Разметить проушины на
длинных заготовках
Карандаш, угольник, линейка
4. Разметить шипы на коротких
заготовках
Карандаш, угольник, линейка
5.Запилить проушины
Столярный верстак, ножовка
6.Запилить шипы и отпилить
«щечки»
Столярный верстак, ножовка
7.Выдолбить проушины
Столярный верстак, струбцины,
долото, киянка, подкладная доска
8.Подогнать и зачистить шиповое
соединение
Столярный верстак, стамеска,
напильник
9. Предварительно собрать
подрамник в «сухую» без клея
Киянка, бруски, угольник
10. Выполнить оборку
подрамника с помощью клея
Киянка, бруски, угольник, клей
ПВА, тряпочка, струбцины
11.Начисто обработать боковые
стороны склеенного подрамника
Столярный верстак, рубанок
12.Начисто обработать кромки
склеенного подрамника
Столярный верстак, рубанок
13.Начисто обработать готовое
изделие
Напильник, шлифовальная
шкурка

Шиповые столярные соединения — презентация онлайн

МБОУ «СОШ №1 г. Менделеевска»
Урок технологии в 7 классе
На тему: Шиповые столярные
соединения
Работу выполнил:
Зеленцов Виктор Никандрович,
учитель технологии и ОБЖ
МБОУ «СОШ №1»
Содержание
Введение
Виды столярных соединений
Качество столярного соединения
Разновидности угловых соединений в столярном
деле
Угловые соединения из двух элиментов
Угловые соединения из 3-х элементов
Т — образные и соединения вполдерева, сращивание
древесины
Специальные соединения сращивания древесины
Современное сращивание древесины
Словарь
Список литературы
Введение
В число первых ремёсел, которыми овладел человек,
входит обработка дерева. Оно и понятно: материал этот доступный,
прочный и лёгкий. Изделия из дерева давно вошли в быт людей и все
их любят. Дерево податливо в процессе обработки инструментом и срез
деревянных деталей зачастую обладает очень красивым рисунком.
Тепло натурального дерева в наш век стекла, пластика и бетона особо
востребовано. По этой причине столярных дел мастера всегда нужны
людям. Суть столярного дела заключается в том, чтобы хорошо
обработать и соединить между собой деревянные детали посредством

столярного соединения, получив в результате изделие. Таким образом
ключевым моментом для нас, как для домашних мастеров, будет
представлять, собственно, шиповое столярное соединение. В
столярном деле для выполнения соединений используются бруски и
доски, прочность которых достаточна для получения надёжного
соединения, способного справиться с предполагаемыми нагрузками.
Поверхность досок и брусков, предназначенных для лицевых
(открытых глазу) элементов изделия обрабатывается строганием и
обточкой.
Смысл выполнения любого столярного соединения — обеспечение
жёсткости конструкции, способность противостоять усилиям
выламывания и выдёргивания. Исходя из этого положения, тип и размер
соединения выбирают в зависимости от характера предполагаемых
нагрузок на конструкцию.
Ещё один ключевой момент, от которого зависит прочность столярного
соединения — это уровень влажности древесины. Если на момент
изготовления соединения сопрягаемые детали будут иметь завышенный
уровень влажности, то со временем соединение разболтается и ни о
какой прочности и надёжности такого соединения и речи быть не
может. Не упускайте это из виду, работайте только с хорошо
просушенным материалом .
Во время окончательной сборки столярное соединение как правило
“сажают на клей”. Традиционно применялся столярный клей на основе
казеина. В настоящее время ассортимент клея достаточно широкий.
Можно применять в столярном деле клей ПВА либо эпоксидный клей и
не только. Клей так же широко применяется при сращивании
древесины.
Качество столярного соединения
Столярное соединение должно быть в первую очередь прочным и надёжным.
От надёжности соединений зависит прочность всего столярного изделия. Чтобы
получить хороший результат, нужно во время изготовления придерживаться
определённых правил.
Окончательную прочность столярное соединение обретает после склеивания. И
прочность соединения тем больше, чем больше площадь соединения склеиваемых
деталей. Следовательно, чем больше нагрузка на соединение, тем больше должна быть
площадь. Как её увеличить? Можно, например, применить более широкие шипы, и
одновременно увеличить их длину. Всё это повлечёт увеличение площади
соприкосновения склеиваемых деталей, что и позволит увеличить прочность
соединения. Но если особенности столярного изделия не позволяют этого сделать, то
можно применить двойной шип, что позволит увеличить площадь контакта почти вдвое.
На прочность столярного соединения большое влияние оказывает точность подгонки
шипов и проушин. Чем плотнее подогнаны детали, тем прочнее будет столярное
соединение. При значительном количестве неплотных участков на поверхности шипа
увеличивается общая толщина клея. А толстый слой клея менее прочный, нежели
тонкий: в процессе высыхания в толстом слое клея часто появляются трещины. Чтобы
плотнее подогнать детали, нужно пользоваться удобным острым инструментом,
позволяющим получить чистый срез древесины. Нужно внимательно и аккуратно
проводить разметку деталей. Хорошая подгонка столярного соединения достигается
мастером со временем, при наличии большого опыта.
Для повышения итоговой прочности соединения в
столярном деле применяют соединение с натягом. Проще говоря,
толщину шипа делают несколько большей, чем размер проушины.
Каков размер этого натяга ( превышения толщины шипа) ? Это
зависит от твёрдости древесины. Если древесина твёрдых пород,
то натяг может составлять 0,1-0,2 мм. Для мягких пород
древесины это значение несколько больше: 0,2-0,3 мм. Значение
небольшое, и замерить практически эту величину проблематично.
Поэтому, при ручном изготовлении столярного соединения
делают некоторый допуск на толщину шипа, и в процессе
подгонки постепенно снимают с шипа тонкий слой древесины,
примеряя шип в проушину. Соединение будет готово, когда шип
будет входить полностью в проушину под лёгкими ударами
киянки.Во время пробных примерок сильно стучать киянкой по
деталям нельзя! Проушина может растрескаться, и деталь будет
испорчена, её придётся изготавливать заново.
Разновидности угловых соединений в столярном деле
Конкретный вид столярного соединения мастер выбирает исходя из ряда
соображений. Прежде всего соединение должно обеспечивать прочность изделия,
обеспечивая при этом приемлемую компактность. Для оптимального выбора мастер
должен обдумать возможные рабочие нагрузки, которые будет испытывать
конструкция.
При этом нужно иметь ввиду, что дерево хорошо выдерживает
нагрузки на сжатие и изгиб, но плохо сопротивляется раскалыванию, что и
нужно учитывать в столярном деле. Стоит уделить время для детальной
проработки всех воздействий на изготавливаемую конструкцию. Если
изделие не справится с рабочими нагрузками, то время на изготовление
такого шедевра будет потрачено впустую, как это не прискорбно.
Второй момент, на котором стоит заострить внимание — внешний вид
изделия. Выбор вида соединения в большинстве случаев оказывает решающее
влияние на эстетику изделия. Нужно стремиться к соблюдению правильных
пропорций и красивых форм, где это возможно не в ущерб прочности.
Одно из самых простейших ( и самых надёжных) соединений —
это соединение шипа в гнездо, или проушину.
Угловые соединения из двух элиментов
Угловые соединения бывают нескольких типов:
Соединение в шип
прямой, одинарный.
Соединение на ус.
Соединение в шип
прямой, двойной.
Соединение на ус с
круглым шипом.
Соединение в шип
— ласточкин хвост.
Соединение ящичны
й шип.
Виды столярных соединений
Соединения столярных
конструкций можно условно разделить на
два вида.
1. Первый вид — непосредственная врезка
деталей. Сопрягаемые части деталей
обрабатывают соответствующим образом,
чтобы выступ одной детали вошёл в
выемку другой. Этот вид соединения
обладает высокой прочностью, однако он
трудоёмок в исполнении и требует
определённого мастерства.
Соединения подобного типа характерны
для народных мастеров. Они применялись
в лучших образцах мебели прошлых лет.
Специально обработанный конец бруска,
вставляемый в выемку другой детали
называется — шип. Выемка или углубление
в другой детали называется — проушиной. (
Шиповые столярные соединения )
2.
Второй вид столярного соединения сопряжение деталей с использованием
промежуточноговставного элемента.
В качестве вставного элемента может применяться
рейка, шкант, вставной шип. Если используется
промежуточный вставной элемент, то сопрягаемые
детали оснащаются одинаковыми проушинами. В
данном случае на фото мы видим соединение
элементов столярных изделий посредством шканта.
Этот тип соединения можно осуществить с
использованием более простых приёмов обработки,
не требующих высокой квалификации.
Соответственно затраты времени здесь не велики,
но и прочность соединения значительно ниже.
Соединение применяется и в том случае, если
выполнение соединения первого типа сделать
затруднительно по причине сложной формы
деталей. Соединение посредством шканта так же
является шиповым столярным соединением. Шкант
здесь и есть шип для соединения столярных
деталей.
Двойной шип позволяет сделать соединение более
прочным по сравнению с одинарным. Однако его
исполнение вручную сложнее. Кроме того двойной шип
целесообразнее применять в достаточно крупных
угловых соединениях.
Соединение типа “ласточкин хвост” обладает
повышенной прочностью в определённом направлении и ,
соответственно, применяется по направлению
предполагаемых нагрузок. Боковые грани этого шипа
наклонены приблизительно на 10*, шип имеет при этом
двухсторонний симметричный скос. Чаще всего применяется
такая конструкция там, где предполагается усилие на
выдёргивание.
Основным достоинством углового соединения на ус с
круглым шипом является простота исполнения, а значит и
существенно сокращается затрата времени на исполнение такого
соединения, что ускоряет дело. Ну и ящичный шип, понятное
дело, широко используется для изготовления ящиков но и не
только.
Угловые соединения из 3-х элементов.
Царговое соединение в одном уровне.
Царговое соединение в двух уровнях.
Т — образные и соединения вполдерева, сращивание древесины.
Помимо угловых соединений в
столярном деле широко применяется ряд
других соединений. Часто применяются тобразные соединения, когда требуется
врезать одну деталь в середину другой.
Соединение по внешнему виду схоже с
буквой Т.
Сверху распространённое т-образное
соединение сквозным шипом. Внизу т-образное
соединение ласточкин хвост вполупотёмок.
Соединение вполупотёмок
означает, что шип просматривается только
с одной стороны, обычно изнаночной, не
видимой снаружи конструкции. Другая
сторона смотрится вполне достойно, шипа
не видно.
Специальные соединения сращивания древесины
Первое сращивание наиболее простое соединение
вполдерева. Однако одним клеем
здесь не обойтись. Обычно для
Простое сращивание
обеспечения надёжности
древесины вполдерева. дополнительно
используется металлический
крепёж. Второе соединение в
замок более совершенно, но
сложнее в исполнении.
Сращивание
древесины в замок
Современное сращивание древесины
Сейчас в промышленном
производстве широко используют для
сращивания древесины применение
специальных фрез. С помощью такой фрезы
для сращивания древесины обрабатывают
сплачиваемые детали. После
обработки детали соединяют с
использованием специального клея для
На фотографии фреза для
сращивания древесины.
сращивания древесины.
Подобные фрезы выпускаются в большом
ассортименте. Есть и такие, которые можно
установить на бытовой деревообрабатывающий
станок, и делать такое сращивание в домашней
мастерской. Главное — не забывайте про технику
безопасности при работе с инструментом.
На рисунке
приблизительный вид
сращиваемых деталей после
обработки фрезой. Не
забывайте, что технология
сращивания древесины
предполагает
тщательную сушку древесины.
Такое сращивание древесины, при условии соблюдения
технологии, достаточно прочное. Оно не требует применения
дополнительных крепёжных элементов. Хороший результат
достигается за счёт увеличения площади поверхности сращиваемых
деревянных деталей. Именно обработка специальной фрезой и
увеличивает площадь контакта древесины.
Добавим к вышеизложенному, что таким образом можно не только
наращивать длину брусков, но и можно делать прочные деревянные
щиты и даже многослойные склеенные массивы из древесины.
Словарь
Шкант — это разновидность вставного шипа, предназначенного для
соединения столярных изделий. Он представляет собой деревянный стержень
цилиндрической формы. Концы шканта имеют фаску, облегчающую сборку узла
и, что особо важно, предотвращают заминание кромок проушины.
Вернуться к слайду
Шип — это выступ на торце детали.
Гнездо — это отверстие, в которое заходит шип, соответствующее ему по
размеру и форме.
Проушина — это сквозное отверстие на конце детали.
Вернуться к слайду
Царга — это рама из дощечек, соединяющая ножки стула или стола. Такие
соединения в мебели очень распространены. Определённо можно сказать, что
царговое соединение в двух уровнях прочнее, чем царговое соединение в одном
уровне. Однако и первый вариант столярного углового соединения может иметь
некоторые преимущества в каком-либо конкретном случае.
Вернуться к слайду
Заключение
Несмотря не то, что шиповые и
столярные соединения придуманы очень
давно, они и по сей день пользуются
популярностью в столярном деле.
Список литературы
http://jurprime.ru/stolyarnye-soedineniya/
http://mir-mastera.ru/raboty-po-derevu/20ponyatie-stolyarnogo-soedineniya
http://wiki.kgpi.ru/mediawiki/index.php/%D0%A8
%D0%B8%D0%BF%D0%BE%D0%B2%D1%8B%D0%
B5_%D1%81%D1%82%D0%BE%D0%BB%D1%8F%
D1%80%D0%BD%D1%8B%D0%B5_%D1%81%D0%
BE%D0%B5%D0%B4%D0%B8%D0%BD%D0%B5%D
0%BD%D0%B8%D1%8F

Соединения деталей столярных изделий

Под конструкцией подразумевают принцип устройства изделия, состав его элементов, а также тип узлов сопряжения его деталей между собой. При разработке любой конструкции должны учитываться ее технологичность, возможность максимальной механизации обработки отдельных деталей и сборки изделия в целом.

Основные конструктивные элементы судовой мебели и изделий судового оборудования из древесины — брусок, рамка, коробка и щит. Простейшим из них является брусок, так как для его изготовления не требуются сборочные операции. Брусок может быть цельным и клееным. Клееный брусок имеет повышенную механическую прочность и формостойкость.

Рамка — конструкция, состоящая из четырех брусков, связанных между собой угловыми концевыми соединениями. Если рамка дополняется внутренними брусками, «средниками», расстояние между которыми не превышает ширины бруска, конструкция называется решеткой. Решетки укладывают в таких помещениях, как душевые, раздевальни, прачечные и др.

Коробка — конструкция из четырех досок или щитов, связанных между собой угловым ящичным соединением. При оборудовании жилых помещений на судах коробки применяют в виде комингсов под несъемную мебель.

Щит — клееная конструкция из древесных материалов или конструкционных пластмасс, облицованных декоративным пластиком. В судостроении щит — основной конструктивный элемент при обстройке судовых помещений и при изготовлении мебели, щиты также используют в качестве подушек или подкладок под судовые механизмы.

При разработке элементов изделия большое значение имеет выбор вида соединения. Наиболее широкое применение получили шиповые соединения на шурупах и гвоздях или только одним клеем.

Основными элементами шиповых соединений являются шип, гнездо или проушина. По форме шипы могут быть плоскими и круглыми; по конструкции — дельными, выполненными на концевой части деталей, и вставными, изготовленными отдельно. Отверстие под шип называют гнездом. Гнездо, находящееся на концевой части бруска, называют проушиной.

Различные типы шиповых соединений показаны на рис. 4.1. Угловые соединения могут быть концевыми, серединными и ящичными. Концевые и серединные соединения (вязки) в зависимости от толщины деталей соединяют одинарным или двойным сквозным или несквозным шипами.

Рис. 4.1. Различные типы шиповых соединений I — угловые концевые; II — угловые серединные, III — угловые ящичные; IV — шиповые соединения а — «на шип» открытый сквозной одинарный; б — «на шип» открытый сквозной двойной; в — «на шип» с полупотемком нескозным; г — «на шип» с полупотемком сквозным; д — «на ус» со вставным плоским шипом сквозным; е — «на ус» со вставным плоским шипом нескозным; ж — «на шип» несквозной одинарный; з — «на шип» сквозной одинарный; и — «на паз и гребень несквозной; к — в паз нескпозной; д — «на шип» круглый вставной несквозной; м —«на шип» прямой открытый; и —«на шип» «ласточкин хвост» открытый: 1 — шпунт; 2 — гребень; 3 — шип круглый; 4 — гнездо круглого шипа; 5 — гнездо плоского шипа; 6 — шипы плоские; 7 — проушина

Несквозные шипы могут быть с потемком или с полупотемком. Применяют их при изготовлении мебельных рамок, обвязок к дверным полотнам и решеток.

Угловые серединные соединения в зависимости от толщины заготовки выполняют на одинарном или двойном сквозном и несквозном шипах. Их применяют в конструкциях рамок со «средниками» и в решетках. Если рамка служит обрамлением картины или схемы, бруски соединяют между собой угловым концевым соединением со вставным несквозным шипом. Угловые ящичные соединения с прямым открытым шипом и с шипом «ласточкин хвост» широко применяют при изготовлении коробок и комингсов.

В мебельных ящиках соединение передней и боковых стенок выполняют на шип «ласточкин хвост» вполупотай, когда торцы шипов боковой стенки закрываются передней стенкой. В некоторых случаях соединение передней стенки ящиков с боковыми стенками выполняют вполупотай «на круглый вставной шип», а также «внаград», т. е. вертикальным косым шипом; такое соединение относится к группе серединных вязок.

При соединении по длине одна деталь служит продолжением другой. Его применяют при изготовлении криволинейных клееных элементов мебели путем соединения коротких деталей встык с последующим перекрытием верхней деталью, а также при изготовлении стоек к лесам, монтаже привальных брусьев и т. д. В этих случаях основным видом соединения является соединение вполдерева с прямым и косым стыками и в клиновой замок.

Соединение по ширине (сплачивание) применяют при изготовлении щитов из хвойных или твердолиственных пород деревьев. Щит собирают из брусков или досок (делянок), соединяя их продольными кромками. Шов, образующийся между досками (делянками), называется фугой. Доски (делянки) соединяют разными способами: «на гладкую фугу», «на рейку», «в шпунт и гребень» и т. д. Во всех случаях основным условием соединения является плотное прилегание сопрягаемых поверхностей.

Наиболее рационально соединение «на гладкую фугу» — гладкими склеиваемыми поверхностями, при котором обеспечивается ровная толщина клеевого слоя по всей площади склейки и лучше используется древесина. Соединение рейкой («на рейку») также обеспечивает большую прочность, но требует дополнительного расхода материала и больших затрат труда на изготовление реек. Соединение «на шпунт и гребень» уступает по прочности соединениям «на гладкую фугу» и «на рейку», так как допуски при обработке шпунта и гребня не обеспечивают плотного соприкасания склеиваемых поверхностей.

Соединение при помощи шурупов применяют как самостоятельный способ крепления и как дополнительный. В первом случае его применяют для крепления деталей зашивки, оборудования, отделочных профилей, скобяных изделий и фурнитуры. Во втором— при сборке судовой мебели и для крепления клеевого соединения, когда изделие рассчитано на работу в условиях повышенной влажности.

Гвозди, как вид соединения, применяют в обойных работах. В столярных работах соединения на гвоздях почти не применяют, так как гвоздь портит изделие, делает его неразъемным и снижает его качество. Гвозди с откушенной головкой (шпильки) применяют для крепления штапиков и раскладок.

Соединение деталей из древесины или пластмасс при помощи одного клея имеет ряд преимуществ перед другими видами соединений: оно позволяет создать монолитные конструкции, менее подверженные короблению и растрескиванию и обладающие высокой прочностью. Кроме того, многослойное выклеивание каркасов для судовой мебели из стекловолокна или шпона, склеивание щитов для подушек под механизмы, изготовление щитов трехслойной конструкции и клееной фанеры позволяет применить механизацию и автоматизацию процесса склеивания.

Столярные соединения | 777 идей

    Несмотря на широкое применение различных клеев для соединения деталей, в столярно-мебельном производстве широко применяются гвозди, нагели (деревянные гвозди), шурупы и шпильки. В большинстве случаев они служат как дополнительные крепления, однако иногда их применяют как соединительные элементы (при устройстве перегородок, … Читать далее →

Рубрика: Столярные соединения |

    Сращиванием называют соединение отрезков древесины по длине на вставную рейку, в четверть, в прямолинейный паз и гребень, в трапециевидный паз и гребень, на ус, клиновидным шипом и др. (рис. 141). Вид сращивания зависит от применения деталей. Детали, не испытывающие … Читать далее →

Рубрика: Столярные соединения |

    Сплачивание —это соединение брусков или досок по ширине кромками в щиты или пластями в блоки. Сплачивание можно производить различными способами (рис. 138). При сплачивании важно подбирать детали по направлению волокон. Склеивая детали на гладкую фугу в массивные щиты, во … Читать далее →

Рубрика: Столярные соединения |

При помощи ящичных соединений собирают ящики и коробки. Их изготовляют на шип прямой, на шип ласточкин хвост, на шип круглый вставной (шкант). Виды и размеры ящичных соединений, применяемых в столярно-мебельных изделиях, приведены на рис. 137.    При изготовлении угловых ящичных соединений … Читать далее →

Рубрика: Столярные соединения |

    Серединные соединения брусков и щитов применяют при изготовлении столярно-строительных изделий и мебели для увеличения их прочности. Их виды и размеры приведены на рис. 136.     Применяемые инструменты, последовательность выполнения операций и требования к разметке тавровых соединений такие же, как- … Читать далее →

Рубрика: Столярные соединения |

    В конструкциях столярно-мебельных изделий угловые концевые соединения применяются широко. Их разновидности и размеры приведены на рис. 135.   Размеры шипов и других элементов угловых концевых шиповых соединений должны быть выполнены в соответствии с ГОСТ 6449—76. Размеры и форма деталей и … Читать далее →

Рубрика: Столярные соединения |

    При изготовлении столярных изделий детали и узлы составляют основу их конструкции. В зависимости от назначения детали и их элементы имеют различную форму и наименование (рис. 129): брусок — заготовка, у которой ширина не более двойной толщины; раскладка — заготовка, … Читать далее →

Рубрика: Столярные соединения |

Тема: «Шиповые столярные соединения»

Тема: «Шиповые столярные соединения»

Цели:

• Познакомить учащихся с шиповым способом соединения деталей изделий из древесины;
• Совершенствовать эстетическое воспитание учащихся;
• Способствовать развитию технического мышления.

Тип урока: комбинированный (освоение новых знаний, обобщение и систематизация изученного).

Методы обучения: устный опрос, рассказ, демонстрация наглядных пособий (использование презентации  выполненной  в программе Power Point,  практическая работа.

Ход урока

I. Организационно-подготовительная часть

Приветствие учителя, контроль посещаемости, проверка готовности учащихся к уроку, сообщение темы и целей урока.

II. Теоретическая часть

Повторение пройденного материала:

Вопросы:

— Как затачивают стамески, долота и ножи для стругов?

— Что называют доводкой и правкой лезвия?

— Для чего нужна прифуговка зубьев пил?

— Как затачивают зубья пил для поперечной распиловки?

— Как затачивают зубья пил для продольной и смешанной распиловки?

— Как производят развод зубьев пил?

— Как должна располагаться режущая кромка относительно подошвы струга?

— Как настраивают и крепят нож на стругах с деревянной колодой?

— Как настраивают и крепят нож на стругах с металлической колодой?

— Для чего служит стружколоматель?

— Как прочищают засорившийся леток?

— Перечислите правила безопасности при очистки летка.

Изложение нового материала:

Учитель свое объяснение сопровождает показом призентации.

План рассказа учителя:

1. Основные виды столярных соединений

• Разметка и запиливание шипов и проушин
• Долбление проушин и гнезд
• Сборка шипового соединения
• Основные виды столярных соединений

Столярные соединения деталей бывают неразъемные и разъемные. К первым из них относятся уже известные вам соединения на гвоздях, ко вторым — на шурупах. На гвоздях и шурупах детали соединяют сравнительно быстро, но такие соединения не обеспечивают высокой прочности.

В клеевых соединениях различают элементы: шип, гнездо, проушину и др.

• Шип — выступ на торце заготовки, соответствует размерам и профилю проушины или гнезда соединяемой заготовки.
• Гнездо — отверстие (углубление) в заготовке, соответствует размерам и профилю шипа.
• Проушина — гнездо на торце заготовки, открытое с двух или трех сторон.

В немецком языке есть слово «шифф», оно переводится как «средник, средняя часть чего-либо», отсюда и возник термин «шип» как средняя часть сочлененной детали.

Из клеевых соединений наиболее распространены шиповые. Они подразделяются на угловые концевые, угловые серединные и угловые ящичные. Выбор числа шипов на заготовке зависит от толщины соединяемых деталей. Бруски толщиной до 40 мм чаще всего соединяют одинарным шипом, бруски толщиной 40..80 мм — двойными или тройными, бруски толщиной свыше 80 мм — тройными многократными.

Существуют правила определения размеров шипов и проушин. Так, размеры угловых концевых и угловых серединных соединений определяют по формулам:

S= 0.4S_o;

S₁ = S₃ = 0.5(S_o — S₁)

Размеры углового ящичного соединения должны быть

S₁ = S₃ = 6,8,10,12,14,16 мм;

l = S_o; S₂, не менее 0,3S_o

Изделия с шиповым соединением деталей изготавливают по сборным чертежам.

2. Разметка и запиливание шипов и проушин

Для получения шипов и проушин заготовку вначале надо разметить в продольном и поперечном направлениях. Размечают шипы и проушины с обеих сторон заготовки. На той ее части, которую надо удалить, карандашом делают пометку (Х). Сначала ведут поперечную разметку. Для этого длину шипа (проушины) откладывают с помощью линейки и карандаша от базового торца вдоль ребер. С помощью угольника отметки соединяют поперечными линиями по пластям и кромкам. Рассчитав ширину шипа (проушины), размечают ее рейсмусом по торцу и кромкам продольными линиями.

После разметки проушины и шипы запиливают, используя пилу с мелкими зубьями, заготовку закрепляют в заднем зажиме верстака с наклоном 50 :.60? и делают запил.

Затем ее выравнивают и продолжают продольное пиление.

Пропил ведут рядом с разметочной линией по удаляемой части заготовки, не заходя за линию поперечной разметки. Затем проводят поперечное спиливание участков древесины («щечек») для получения шипа. Пилят также мелкозубой пилой по удаляемой части древесины. «Щечки» спиливают поочередно сначала с одной стороны заготовки, затем — с другой.

На производстве шипы и проушины получают станочники шипорезного станка. Они должны хорошо знать свойства древесины, устройство станков, уметь выполнять все станочные операции, затачивать инструмент, настраивать станки.

3. Долбление проушин и гнезд

Долбление является обработкой древесины резанием при возвратно-поступательном движении резца в вертикальном направлении.

Проушины и гнезда получают с помощью долот и стамесок. Каждый из этих инструментов представляет собой стальной стержень с насаженной на него деревянной ручкой.

Долото предназначено для долбления гнезд и проушин. По его ручке наносят удары киянкой. Поэтому для предохранения ручки от раскалывания на нее насаживают еще одно металлическое кольцо. Рабочая часть долота иметь форму клина с углом 35^o.

Стамеска применяется для зачистки шипов, гнезд и проушин, срезания фасок, подрезки подгоняемых деталей. Кроме того, стамеской можно выдалбливать гнезда в тонких деталях. Рабочую часть стамески затачивают под углом 20 :25^o.

Термины «долото» и «стамеска» в немецком языке, откуда они произошли, имеют одинаковое значение и переводятся как «долбящее железо«.

Долбят деталь на подкладной доске. Лезвие долота ставят параллельно линии поперечной разметки на расстоянии примерно 1 см от торца и фаской в сторону дна проушины. Удерживая долото строго вертикально, по нему наносят удары киянкой. Затем отступают от торца на 5:7 мм, ударяют по долоту и, наклонив его, подрезают и откалывают слой древесины. Устанавливают долото у линии поперечной разметки и повторяют действия. Гнездо долбят поочередно от обеих линий поперечной разметки.

На производстве механическое долбление древесины проводят станочники цепно-долбежных станков. Они выдалбливают продолговатые отверстия с помощью резцов движущейся долбежной цепи.

4. Сборка шипового соединения

Для сборки шипового соединения полученные шипы и проушины подгоняют до необходимого размера. При необходимости их подрезают стамеской и зачищают напильником. Для обработки стамеской заготовку закрепляют на верстаке. Правой рукой нажимают на торец стамески, а левой обхватывают ее стержень и регулируют направление резания. Напильником зачищают (подрезают) боковые стенки и дно проушины. Соединение деталей будет прочным в том случае, если шип входит в проушину при несильном ударе киянкой или нажатии рукой. Киянкой следует ударять не по шипу непосредственно, а через подкладную доску.

Подогнав шиповое соединение, его разбирают (разъединяют) для склеивания. Вначале шип и проушину смазывают клеем, выдерживают на воздухе для впитывания клея в древесину, а затем соединяют.

Собрав и склеив изделие, пользуясь подкладными досками, его сжимают в углах струбцинами. В зависимости от вида клея изделие выдерживают в сжатом состоянии до 24 ч.

Шиповое соединение после освобождения от сжатия строгают, чтобы убрать неровности на стыках, застывшие клеевые потеки и др. Строгают, закрепив изделие клиньями на верстаке, с двух сторон на полный размах рук сквозным (полным) движением рубанка.

Затем строгают кромки. Изделие закрепляют в переднем зажиме верстака с подкладной доской. Шиповые соединения строгают поочередно движением рубанка от края к центру соединенной детали.

Контролируют качество работы с помощью линейки и угольника.

На производстве шиповые соединения собирают сборщики изделий из древесины.

III. Практическая часть

Практическая работа «Шиповое соединение деталей изделия из древесины»

Организация рабочего места: учащиеся выполняют задание — каждый на своем рабочем месте.

Для выполнения работы понадобятся: верстак, заготовки, долото, стамеска, киянка, мелкозубая пила, измерительная линейка или штангенциркуль, клей, кисти, струбцины или тиски, напильник, шлифовальная шкурка.

Вводный инструктаж.

Задания:

1. Пользуясь рисунком, прочитайте сборочный чертеж ящика для каталога;
2. Получите у учителя заготовки на изготовление рамки с шиповым соединением;
3. Рассчитайте размер шипа, толщины щечек проушины;
4. Составьте эскизы на шип и проушину с простановкой размеров;
5. По рассчитанным размерам разметьте шиповое соединение для изготовления рамки;
6. Запилите шипы и спилите «щечки»;
7. Закрепите на верстаке с подкладной доской заготовки с запиленными проушинами и произведите долбление;
8. Проконтролируйте качество работы с помощью измерительной линейки или штангенциркуля;
9. Подгоните стамеской или напильником шипы и проушины до их плотного соединения;
10. Склейте шиповые соединения и зажмите их в струбцины, проверив равенство диагоналей рамки;
11. Зачистите выданные учителем склеенные шиповые соединения;

Правила техники безопасности:

• Необходимо надежно закреплять заготовку на верстаке;
• Работать следует только исправным и хорошо заточенным инструментом;
• Не следует подрезать шипы и проушины стамеской и напильником, держа детали на коленях или в руке, а делать это нужно на верстаке в закрепленном положении;
• Нельзя резать древесину стамеской в направлении руки, поддерживающей деталь, нужно двигать стамеску лезвием от себя;
• Следует ударять киянкой точно вдоль оси долота;
• Переносить долото (стамеску) можно только лезвием вниз;
• По окончании работы долото (стамеску) нужно класть лезвием от себя. Нужно проследить, чтобы лезвия не выступали за край крышки верстака;

Текущий инструктаж.

Самостоятельное выполнение учащимися задания. Текущие наблюдения учителя, контроль за соблюдением правил техники безопасности, ответы на возникающие вопросы в процессе работы, проверка правильности выполнения заданий.

Заключительный инструктаж.

Оценка результатов работы учащихся, выбор лучших работ учащихся, разбор допущенных ошибок и анализ причин, их вызвавших, разъяснение возможностей применения полученных знаний, умений и навыков в общественно полезном труде.

IV. Итоговая часть

Установка на следующий урок:

На следующем уроке продолжится знакомство с технологией обработки древесины. Учащиеся получат знания о другом способе соединения деталей из древесины — шкантами и шурупами с нагелями.

Домашнее задание:

• Повторить пройденный материал;
• Прочитать конспект;

Уборка рабочих мест.

Презентация.

Список используемой литературы.

• Бобров, В.А. Справочник по деревообработке /Серия «Справочники», -Ростов н/Д: Феникс,2003
• Карабанов, И.А. Технология обработки древесины: учеб. Для учащихся 5-9 кл. общеобразовательных учреждений.- М: Просвещение,1995.
• Самородский, А.Е., Симоненко, В.Д., Тищенко, А.Т. Технология. Трудовое обучение: учебник для учащихся 7 кл (вариант для мальчиков) общеобразоват. Шк. / под ред. В.Д. Симоненко, — М.: Вентана-Граф,1999.

 

Столярные соединения: традиционные и необычные | Новгородский строитель

При сборке любых изделий из дерева, будь то компактная шкатулка или массивная кровать, не стоит полагаться лишь на клей или резьбовые соединения. Клей не всегда достаточно надежен, а резьба в дереве «работает» только при определенных условиях.

Гораздо более надежное и долговечное соединение гарантируют так называемые столярные соединения.

Помимо привычных и давно известных «в лапу», «в чашу», «в пол-дерева» и так далее изобретено немало других вариантов скрепления элементов.

Фигурный узел из трех деталей с одинаковыми пазами

Фигурный узел из трех деталей с одинаковыми пазами

Три детали — пазы плюс шип

Три детали — пазы плюс шип

«Ласточкин хвост»

«Ласточкин хвост»

Традиционное скрепление «гребень-паз»

Традиционное скрепление «гребень-паз»

Один из самых простых и привычных вариантов — «гребень» — предусматривает использование фрезы с определенным профилем или ручное выпиливание пазов. Это можно сделать как дисковой пилой, так и обычной — электролобзиком, ножовкой. Однако при выборе выпиливания придется удалять древесину между распилами стамеской, что потребует определенных усилий и точности действий. Если дно паза будет не гладким, плотного соединения не получится.

Специализированная фреза

Специализированная фреза

Диск для создания пазов

Диск для создания пазов

Пример работы с таким диском и создания пазов шире, чем его рабочая часть, показаны на видео выше.

Фрезеровать пазы можно не только для соединений под прямым углом. Например, для удачного оформления углов рамы выполняется соединение под углом 45 градусов, и просто склеивать плоскости не слишком практично. А вот при фрезерованных пазах соединение получится не в пример надежнее.

Парные фрезы для пазов в угловых соединениях

Парные фрезы для пазов в угловых соединениях

Если фрезы под рукой нет, но все-таки нужен аккуратный угол, можно выполнить другой тип соединения «шип-паз», для которого требуется только точная разметка и пила.

Применяя дополнительно вставки, можно упрочить угловой стык и уменьшить площадь вырезаемых пазов.

В данном случае пазы все-таки удобнее фрезеровать, а не выпиливать

В данном случае пазы все-таки удобнее фрезеровать, а не выпиливать

В некоторых случаях стоит соединять детали шкантами (нагелями) — вставками в виде небольших цилиндров. Отверстия под них в деталях можно просто сверлить, не используя специальный инструмент.

Необычный способ использования шкантов для соединения планок под углом 45 градусов. Естественно, торчащие концы срезаются

Необычный способ использования шкантов для соединения планок под углом 45 градусов. Естественно, торчащие концы срезаются

Соединение трех деталей, комбинация методов «в пол-дерева» и «на шкант»

Соединение трех деталей, комбинация методов «в пол-дерева» и «на шкант»

Традиционный способ разметки под шканты (нагели)

Традиционный способ разметки под шканты (нагели)

Также можно использовать плоские пластины, например, вырезанные из фанеры, калиброванной доски или бруса.

Часто необходимо соединить детали с помощью паза, имеющего прямоугольное со скругленными краями сечение — например, чтобы исключить проворачивание деталей относительно друг друга. Для этого можно использовать обычное сверло, но лучше применить специализированный инструмент с усиленной режущей частью.

Сами вставки изготавливаются отдельно

Сами вставки изготавливаются отдельно

Соединение деталей под углом 120 градусов с использование шкантов

Соединение деталей под углом 120 градусов с использование шкантов

Иногда бывает нужно прекратить распространение трещины или хотя бы укрепить дерево в месте ее появления. Тогда можно использовать так называемые фигурные шпонки — они стягивают материал благодаря своей форме и представляют, по сути, двойной клин.

За их форму такие вставки иногда называют «бабочками»

За их форму такие вставки иногда называют «бабочками»

Особенными «затейниками» в плане изобретения оригинальных и красивых столярных соединений сейчас считаются японцы. Часть пазов и вырезов выполняется вручную (для традиционной мебели и сувениров), часть исполняется на станках.

Особенно красиво такие сложные соединения выглядят на дереве разных пород, цвета и/или

Особенно красиво такие сложные соединения выглядят на дереве разных пород, цвета и/или

Необычная модификация «ласточкиного хвоста»

Необычная модификация «ласточкиного хвоста»

Еще один вариант с чередованием глубоких и мелких пазов

Еще один вариант с чередованием глубоких и мелких пазов

Гребень-паз с изменение глубины элементов

Гребень-паз с изменение глубины элементов

Подготовленный для сборки угол из трех взаимно перпендикулярных деталей

Подготовленный для сборки угол из трех взаимно перпендикулярных деталей

Уважаемые читатели! Возможно, Вы тоже используете в своей работе необычные столярные соединения? Поделитесь с нами своими идеями, если они не являются строго охраняемым секретом мастера!

Инженерный центр

— Варианты подключения деревянных каркасных и массивных деревянных домов

Типы подключения

В деревянных зданиях используются два основных типа соединений: механические и столярные (иногда называемые столярными). В рамках этих категорий существует множество вариаций и, следовательно, широкий спектр вариантов для размещения практически любого дизайна здания.

Механические соединения

Механические соединения, используемые в деревянных зданиях, можно разделить на три основные категории: дюбели, металлические соединительные пластины со встроенными зубьями и сдвиговые.Также существует ряд патентованных соединений, сочетающих характеристики каждого из этих типов.

Фотографии: Josh Partee Photography

Разработанный Path Architecture, Radiator — одно из первых пятиэтажных офисных зданий с деревянным каркасом, построенных в Портленде, штат Орегон, с начала 1900-х годов. Изготовленные стальные ковшовые соединители с болтами использовались для соединения клееной балки с балкой.

На этой диаграмме показаны 10 гвоздей, все обозначаемые как 10d, и каждый с потенциально разными характеристиками.Таким образом, определение гвоздя 10d непонятно.

Крепеж дюбельный. Деревянные элементы, соединенные с помощью дюбелей, являются, вероятно, наиболее распространенным типом механического соединения, поскольку они эффективны при передаче нагрузок, а также относительно просты и эффективны в установке. Они бывают разных форм, и их прочностные характеристики могут быть рассчитаны с использованием Национальных технических требований к дизайну (NDS) для деревянного строительства. Гвозди обычно используются при относительно небольших нагрузках, например, в многоквартирных домах и легких коммерческих зданиях.Вместо гвоздей можно использовать скобы, но необходимо определить эквивалентную емкость, поскольку NDS не публикует расчетные значения для скоб. Винты могут быть более подходящими, чем гвозди при определенных условиях (например, при воздействии влаги), поскольку они имеют меньшую тенденцию откручиваться и, как правило, обладают высоким сопротивлением отрыву от ветра при сильном ветре. Деревянные заклепки — это высокопрочные крепежные детали дюбельного типа, используемые в сочетании со специально изготовленными металлическими пластинами.

Соединения с дюбелями передают усилие между элементами посредством комбинации опоры дюбеля и изгиба дюбеля.

• Гвозди бывают разных типов (например, квадратный гвоздь, обычный гвоздь, хвостовик катка, грузило, кулер), а также несколько гвоздей (в NDS табулируются от 6d до 60d). Также существуют фирменные гвозди, уникальные для конкретных производителей. В связи с разнообразием имеющихся гвоздей следует указать вес, тип, диаметр и длину.

Для напольных покрытий APA — The Engineered Wood Association рекомендует использовать систему приклеенных гвоздей, как описано в Руководстве по конструкции из инженерной древесины.В этой системе клей используется для прикрепления обшивки к элементу основы, будь то пиломатериал или двутавровая балка, чтобы минимизировать скрипы и повысить жесткость из-за действия Т-образной балки. Все гвозди должны быть завершены до схватывания клея. Склеивание не рекомендуется для приклеивания обшивки стен или крыши к каркасу, поскольку это приводит к снижению пластичности. Хотя клеи могут использоваться в категориях сейсмических расчетов A, B и C с уменьшенным R = 1,5, их использование запрещено в категориях сейсмических расчетов D, E и F.

• Расчетные значения болтов приведены в таблице NDS для пяти диаметров (½ дюйма., 5⁄8 дюйма, ¾ дюйма, 7⁄8 дюйма и 1 дюйм). Диаметры более 1 дюйма не допускаются, так как они могут вызвать локальные напряжения в деревянном элементе, которые могут вызвать раскалывание или другие хрупкие разрушения древесины. Болты вставляются в предварительно просверленные отверстия на 1⁄32–1⁄16 дюйма больше диаметра болта. Распространенная ошибка — не оставлять достаточно места для установки гаек или затяжки гаечным ключом или другим динамометрическим устройством.
• Стягивающие винты обычно используются, когда невозможно использовать гайку, необходимую для болтов, или когда требуется усилие извлечения.Их вставляют в предварительно просверленные отверстия. Отверстие с зазором для хвостовика (нерезьбовая часть стягивающего винта) должно быть того же диаметра, что и хвостовик, в то время как проходное отверстие для резьбовой части представляет собой переменный процент от диаметра хвостовика в зависимости от удельного веса древесины. Поскольку винты с растягиванием могут иметь полную резьбу, NDS принимает довольно консервативные расчетные значения, основанные на меньшем «корневом» диаметре крепежа. Более высокие поперечные нагрузки для винтов с растяжкой могут быть рассчитаны, если проектировщик может обеспечить достаточное удаление резьбы от плоскости сдвига.Для получения дополнительной информации см. Публикацию Американского совета по древесине (AWC), «Применение Технического отчета 12 для резьбовых соединений со шпонкой», Рекомендации по проектированию № 1.
• Деревянные заклепки представляют собой высокопрочные стальные гвозди, обычно оцинкованные горячим способом, с плоской овальной частью стержня и клиновидной головкой. Проходя сквозь предварительно просверленную стальную пластину в древесину, конические головки плотно входят в отверстия. Заклепки необходимо вводить так, чтобы длинная ось была параллельна волокну древесины. Отличный способ распределения нагрузки с помощью нескольких крепежных элементов, их можно использовать в качестве альтернативы большому количеству болтов, что обеспечивает соединение с большей пластичностью и упругостью.

Соединения

с современным компьютерным числовым управлением (ЧПУ) обеспечивают возможность точного изготовления соединений. Это особенно полезно при выполнении соединений на больших элементах сложной формы.

Металлические соединительные пластины с составными несколькими рядами зубцов частично проникают в деревянные элементы и используются в основном с изготовленными легкими деревянными фермами. Благодаря этим соединениям нагрузки передаются вблизи поверхности деревянного элемента.

Соединители, работающие на срез , иногда называемые несущими соединителями, обычно используются для восприятия более высоких нагрузок. Они включают разрезные кольца, срезные пластины и зубчатые срезные пластины. Обычно они изготавливаются из чугуна или легких металлов и способны передавать нагрузку исключительно за счет несущей способности и сопротивления древесины сдвигу в направлении, параллельном или перпендикулярном волокнам. Их можно использовать для соединения дерева с деревянными элементами или дерева со сталью, и они могут быть скрытыми или видимыми.

Профилированные с использованием специальных инструментов для механической обработки разрезные кольца обычно вставляются в круговую канавку на стороне соединения деревянных элементов. Разрез в стальных кольцах позволяет зазору в кольце закрываться или открываться, если деревянные элементы сжимаются или разбухают, чтобы гарантировать, что деревянные элементы и разрезное кольцо остаются в контакте. Болт устанавливается через центр, чтобы скрепить узел соединения. В соединениях с пластинами, работающими на срез, канавки должны быть обработаны с высокой точностью с помощью специальных инструментов, которые углубляют древесину так, чтобы пластины срезались заподлицо с поверхностью.Как правило, срезные пластины и разъемные кольцевые соединения имеют режимы разрушения хрупкой древесины, и их следует избегать в конструкциях, расположенных в районах с высокой сейсмичностью, если проектировщик не применяет упругий сейсмический расчет.

Фирменные подключения. Некоторые из самых инновационных систем подключения являются запатентованными, т. Е. Производятся исключительно одним производителем или разработаны специально для одного здания. В последние годы в этой области наблюдается значительный рост: системы соединений и продукты, разработанные для использования в более крупных и сложных зданиях, спроектированы с учетом экономических, эстетических и экологических преимуществ древесины.

Изготовленные по индивидуальному заказу соединения несущего каркаса, например, обеспечивают неразъемное соединение между двумя элементами каркаса. Как правило, они состоят из гнутой или сварной стали, несущей нагрузку от опорного элемента (через прямую опору) на опорный элемент (посредством опоры фланца подвески, сдвига крепежа или их комбинации).

Готовые металлические соединители обычно используются во всех типах деревянных конструкций. Традиционные крепежные детали, такие как гвозди, болты и заклепки, а также стандартные типы предварительно спроектированных металлических соединителей, такие как металлические подвески, надежны и широко используются, но имеют некоторые ограничения в больших многоэтажных зданиях, которые новые проприетарные системы призваны преодолеть. .Например, более новые системы часто бывают скрытыми, что делает их огнестойкими, если они располагаются достаточно глубоко под поверхностью древесины. Их можно разрабатывать для многократного использования без снижения прочности древесины, и они могут быть либо более жесткими, либо более гибкими, в зависимости от области применения.

Одним из примеров запатентованного продукта, который становится широко используемым, особенно в конструкции из поперечно-клееной древесины (CLT) и клееных конструкций (см. Врезку на стр. 8), является саморез или самосверлящий шуруп.Ряд производителей в Северной Америке, Европе и Японии производят их с различными характеристиками, во многих формах и размерах. Они обладают повышенной твердостью для более высокой боковой нагрузки и имеют разную грузоподъемность для различных применений. Основным преимуществом является то, что их можно забивать в дерево без направляющих отверстий, используя обычную ручную дрель. Это снижает риск ошибок в полевых условиях и повышает эффективность и надежность.

Готовые соединители производятся производителями компонентов, которые имеют исчерпывающие каталоги продукции, подходящей для различных областей применения.Категории, в дополнение к ранее упомянутым, включают анкеры для обрамления, прижимные устройства, ремни и стяжки. Многие компоненты изготавливаются из формованного листового металла, толщина которого увеличивается с увеличением нагрузки. Конкретные требования к гвоздям и креплению устанавливаются производителями и должны строго соблюдаться при разработке. полная емкость подключения.

Стандартные проектные значения для механических соединений приводятся в различных источниках. NDS содержит справочные расчетные значения для дюбельных соединений, таких как гвозди, болты, шурупы, шурупы для дерева, разрезные кольца, срезные пластины, выколотые болты, выколотки и деревянные заклепки.Расчетные значения для проприетарных соединителей представлены в отчетах об оценке кода.

Столярные изделия

Традиционные столярные соединения (также известные как столярные соединения) обычно создаются путем вырезания пазов, отверстий и язычков в соединенных элементах так, чтобы они блокировались, например, с помощью пазовых / шиповых и косых соединений. В этих типах соединений силы в принципе передаются на сжатие / подшипник. Для заблокированных соединений при растяжении требуются деревянные или металлические штифты или ключи для предотвращения разъединения.Соединения с натяжением часто сводятся к минимуму, а в некоторых случаях используются металлические ленты и болты для улучшения соединений, в основном для длиннопролетных ферм крыш в исторических сооружениях. В правильно спроектированном соединении столярных изделий имеется достаточное количество блокировок, затягивания соединений и трения из-за собственного веса и дополнительной поддержки стен, контрфорсов и соседних зданий для расчета как гравитационных, так и боковых сил, связанных с ветром или сейсмическими явлениями.

В то время как столярные соединения довольно распространены в одноэтажных домах, коммерческих и рекреационных сооружениях, для современных многоэтажных тяжелых деревянных зданий редко используются.Одна из причин заключается в том, что эти соединительные системы требуют высокоразвитых навыков, обычно присущих только опытным плотникам. Такие соединения также трудоемки, что делает их неэкономичными для промышленного производства.

Хотя столярные изделия могут изготавливаться с большой скоростью и точностью с использованием технологии компьютерного числового управления (ЧПУ), этот подход не так широко используется в Северной Америке, как в Японии и Западной Европе. Здесь преобладают механические соединения, прежде всего потому, что они могут быть выполнены без дорогостоящего оборудования и относительно легко собраны на месте.

Одним из преимуществ столярных соединений является то, что они часто полностью изготавливаются из дерева. Если соединение подвергается воздействию влаги и высыхания, изменение размеров деревянных деталей будет аналогичным. В соединении дерево / сталь, подверженном одинаковой влажности / сушке, могут быть различия между деревом и сталью.

Фото: Gensler, Премия WoodWorks Wood Design 2015, Фотография Мэтью Миллмана

В аэропорту Джексон-Хоул в Джексоне, штат Вайоминг.встроенные стальные ножевые пластины со структурными винтами обеспечивают передачу нагрузки в соединениях распорки с балкой.

Как избежать потенциальных проблем

Вырез

Хотя вырубка является важной техникой в ​​традиционных столярных изделиях и может потребоваться в полевых условиях по ряду причин, любые выемки или отверстия в полевых условиях, которые не сделаны должным образом или которые отклоняются от утвержденных чертежей, могут значительно снизить производительность даже правильно спроектированный член. NDS содержит руководство по надрезам, а в деревообрабатывающей промышленности подготовлены обширные технические примечания с рекомендациями, касающимися размеров надрезов, подходящих для различных материалов.Например, для клееной древесины концевые надрезы ограничиваются 1⁄10 глубины элемента или 3 дюймами, в зависимости от того, что меньше. При использовании выемки конструкторам следует рассмотреть возможность закручивания стягивающего винта или самореза на расстоянии 6–8 дюймов от подшипника, проходящего мимо нейтральной оси. В случае возникновения трещины винт не даст ей продвинуться по длине балки и будет действовать как поперечная арматура.

Воздействие влаги

Древесина расширяется и сжимается в результате изменения равновесной влажности (EMC).Расширение деревянного элемента в направлении, параллельном волокну, минимально; однако изменение направления, перпендикулярного волокну, может быть значительным и должно учитываться при проектировании и детализации соединения. Общее практическое правило заключается в том, что древесина будет испытывать изменение на 1% в радиальном или тангенциальном направлении на каждые 4% изменения содержания влаги. Номинальный размер 2х12, например, может уменьшиться по глубине из-за усадки чуть менее дюйма при изменении ЭМС с 18% до 10%. При проектировании соединений важно спроектировать и детализировать соединение таким образом, чтобы усадка элемента не ограничивалась.В противном случае усадка деревянного элемента может вызвать чрезмерное напряжение, перпендикулярное волокнам, и может произойти раскол. Конкретные проблемы, связанные с усадкой, включают:

Соединения балки с колонной: Непрерывные боковые пластины на всю глубину могут вызвать проблемы, поскольку они ограничивают усадку древесины и могут вызвать раскалывание. Решение: меньшие прерывистые боковые пластины передают силы и позволяют древесине двигаться.

Соединения балки с балкой: Для подвесов балки крепежные детали, расположенные рядом с верхней частью поддерживаемой балки, могут сдерживать усадку древесины и могут вызвать раскалывание.Решение: крепежные детали, расположенные рядом с нижней частью поддерживаемой балки, могут минимизировать эффект усадки, а верхние выступы обеспечивают поперечное ограничение.

Соединения балки со стеной: Если болты расположены высоко на балке или высоко и низко, натяжение, перпендикулярное напряжениям волокон, может вызвать раскол. Решение: болты в нижней части балки, желательно с прорезями, учитывают усадку древесины. (Доступны различные предварительно спроектированные соединения с предварительно просверленными отверстиями с прорезями.)

Еще одна проблема, связанная с влажностью, — это незащищенный конец зерна. Это может привести к задержке и возможному распаду даже в климате с малым количеством осадков. Решения: Перенаправьте поток воды вокруг соединения. Используйте обработанные консервантами или натуральные устойчивые к гниению изделия из дерева. (Если используется древесина, обработанная консервантом, после всех полевых разрезов необходимо нанести консервант.) Используйте торцевые заглушки и гидроизоляцию. Обеспечьте циркуляцию воздуха и сушку, например, за счет детализации дренажных отверстий или щелей в соединителях коробчатого типа или поддерживая зазор не менее ½ дюйма.между деревом и бетоном или каменной кладкой.

Фото: Crescent Communities

Crescent Terminus, Атланта, Джорджия
Архитектор: Лорд Эк Сарджент

аналитических и экспериментальных исследований поведения конструкций

Труды симпозиума МАСС 2018

Творчество в структурном проектировании

При проектировании деревянных конструкций более высокая жесткость при вращении может быть желательна для эффективности материалов в многоэтажных

этажных конструкциях; ценно предсказать, как геометрические изменения увеличивают жесткость соединения при вращении.

В будущих экспериментальных испытаниях будут использоваться соединения, изготовленные в цифровом виде, чтобы не только уменьшить вариации между образцами

, но и создать образцы большего размера. Также представляет интерес дальнейшая оценка прочности суставов.

Изучение взаимосвязи между геометрией и характеристиками соединений столярных изделий обеспечивает шаг

к проектированию блокирующих соединений для многоэтажных структурных каркасов. Балка прототипов

в данной работе может быть представлена ​​как основная несущая балка, на которую опираются второстепенные балки,

передавая нагрузку на колонны.В будущей работе можно было бы изучить влияние штабелирования рам или потенциал соединения

для приема перпендикулярного луча с учетом глобальных применений в многоэтажных структурных каркасах.

Благодарности

Авторы благодарят Тедда Бенсона и Эндрю Дея (Бенсонвуд), Джули Фраппье (Nordic Structures),

Кристофера Дьюарта и Стива Рудольфа (Массачусетский технологический институт), Ицзян Хуанга, Феликса Амтсберга, Пола Майенкурта.

Ссылки

[1] G.К. Фолиенте, «История деревянного строительства», ASTM Int., Январь 2000 г.

[2] A. S.-C. Тай, «Дизайн для сборки: вычислительный подход к созданию взаимосвязанных деревянных рам

», Диссертация, Массачусетский технологический институт, 2012 г.

[3] М. Пейдж, «Методология изготовления роботов для соединения« ласточкин хвост »и« палец »: доступный &

Цифровой процесс изготовления на заказ для роботизированных фрезерованных соединений типа «ласточкин хвост» и пальцев », в материалах

Труды 37-й ежегодной конференции Ассоциации автоматизированного проектирования в архитектуре

(ACADIA), Кембридж, Массачусетс, 2017, стр.456–463.

[4] Л. Ф. Г. Беме, Ф. К. Сапата и С. М. Ансальдо, «Roboticus tignarius: роботизированная репродукция

традиционных деревянных стыков для реконструкции архитектурного наследия Вальпараисо», Констр.

Robot., Стр. 1–8, июль 2017 г.

[5] Р.Л. Брунграбер, «Традиционные деревянные столярные изделия: современный анализ», Стэнфордский университет, 1985.

[6] Э.М. Ланг и Т. Фодор, «Анализ методом конечных элементов крестообразных соединений для конструкционных композитов»,

Wood Fiber Sci., т. 34, нет. 2, pp. 251–265, Jun. 2007.

[7] ZW Guan, A. Kitamori, and K. Komatsu, «Экспериментальное исследование и моделирование методом конечных элементов

японских шарниров« Нуки »- Часть вторая: Сопротивление стеллажу подвергаются различным конфигурациям клина »,

англ. Struct., Т. 30, нет. 7, стр. 2041–2049, июль 2008 г.

[8] М. Г. Шоп, «Определение прочности соединений древесины с деревом с использованием анализа поля напряжений»,

Тезис, Массачусетский технологический институт, 2016 г.

[9] С. Н. Рош, «Поведение в условиях полужесткого сопротивления моменту при соединении нескольких язычков и пазов для конструкций из деревянных пластин произвольной формы

», доктор философии, Федеральная политехническая школа Лозанны, Лозанна, Швейцария,

2017.

[10] М. Инаяма, «Теория деревянного заглубления и ее применение», доктор философии, Токийский университет, Токио,

Япония, 1991.

[11] S.-Y. Йео, К. Комацу, М.-Ф. Hsu и Z. Que, «Механическая модель для сложной системы кронштейнов

традиционных тайваньских деревянных конструкций Dieh-Dou», Adv.Struct. Англ., Т. 19, нет. 1, pp. 65–85,

, январь 2016 г.

[12] К. Огава, Ю. Сасаки и М. Ямасаки, «Теоретическое моделирование и экспериментальное исследование японских суставов

« Ватари-назад »», J. Wood Sci., Т. 61, нет. 5, pp. 481–491, октябрь 2015 г.

[13] Лаборатория лесных продуктов, «Справочник по древесине: древесина как инженерный материал», Министерство сельского хозяйства США

, Лесная служба, Лаборатория лесных продуктов, Мэдисон, Висконсин, США. Общий технический отчет

FPL-GTR-190, апр.2010.

[14] А. Китамори, Теория вложений и Нуки-сочленение (раздел 4.4), Фундамент. Theory Timber Eng. Archit.

Инст. Jpn. AIJ, стр. 97–103.

Типы деревянных швов

Деревообрабатывающие швы бывают разных конфигураций, которые соединяют вместе два куска дерева. Некоторые соединения включают вырезание каналов в двух разных деревянных деталях, чтобы они соединялись вместе, в то время как другие используют крепежные детали, такие как гвозди или винты, чтобы удерживать их на месте.

Поскольку деревянные соединения необходимы для обработки дерева, многие типы соединений использовались веками и даже тысячелетиями.Плотники и мастера древнего Китая и Египта помогли усовершенствовать методы столярных работ, которые подрядчики и плотники до сих пор используют.

Узнайте об анатомии шкафов, распространенных материалах и правильных методах создания качественных предметов вместе с краснодеревщиком Кеном ДеКостом в онлайн-курсе «Введение в краснодеревщик» от MT Copeland .

12 Обычные типы деревянных швов

Любой проект из дерева, от каркаса дома до небольшого шкафа, скоро столкнется с проблемой — как соединить или соединить два деревянных куска, чтобы сформировать большую конструкцию? Вот 12 различных типов деревянных швов и расскажем, когда использовать каждый из них, чтобы получить наилучший результат для вашего проекта.

1. Стык

Стыковое соединение — это самый основной тип деревянного соединения. Две разные деревянные детали просто сидят бок о бок, при этом торец одной заготовки примыкает к стыку другой заготовки. В отличие от других деревянных соединений, эти две детали не имеют такой формы или резьбы, чтобы соединяться друг с другом, и для их удержания обычно используются механические крепежи.

В строительных проектах можно найти стыковые соединения вокруг плинтусов и оконных рам, и они являются простым вариантом, когда скорость строительства важнее внешнего вида.

Совет: Хотя базовое стыковое соединение — это рабочая лошадка, а не шоу-пони, зенковка гвоздей или шурупов может сделать его более привлекательным.

2. Угловой шов

«Митра» — это другое слово, обозначающее резку под углом — пилу, которая делает пропил. Термин «косой стык» относится к двум пропилам под углом 45 градусов, где куски дерева соединяются, образуя угол 90 градусов. В то время как наиболее распространенные косые стыки выполняются под углом 45 градусов, стыковые стыковые стыки можно резать под любым углом.Например, если вы хотите построить восьмиугольную конструкцию, вы должны обрезать каждый угол под углом 22,5 градуса.

Соединения под углом обычно используются на видимых внешних углах дверей, окон и рам для картин. Они прочнее стыковых соединений, поскольку имеют большую площадь поверхности, на которой встречаются две деревянные детали, но они по-прежнему требуют и клея, и механических креплений, чтобы оставаться на месте.

Совет: Будьте готовы внести небольшие изменения в угол скоса, потому что большинство разрезов дверных и оконных рам не имеют точного угла 45 градусов из-за незначительных изменений в гипсокартоне или других строительных материалах.

3. Гребень

Угловой шарнир — это разновидность углового соединения, которое находится под угловым соединением. Он учитывает тот факт, что углы многих комнат на самом деле не пересекаются под углом 90 градусов. Под внешним (видимым) стыком под углом два куска дерева, которые составляют стык, вырезаны как кусочки пазла, образуя неправильную, но нестандартную посадку.

4. Соединение пазово-пазовое

Эти соединения состоят из гребня или гребня на одном куске дерева и паза или паза на другом.Шпунт входит в канавку, создавая прочное соединение.

Эти соединения обычно используются для элементов, которые лежат плоско на поверхности, например, для деревянных полов. Большинству подрядчиков не нужно беспокоиться о их создании, поскольку материалы для полов обычно прибывают с уже прорезанными стыками, и единственная проблема — сдвигать элементы вместе.

Совет: Если вы пилите собственное пазогребневое соединение, шпунт должен составлять одну треть толщины древесины.Например, если доска имеет толщину дюйма, язычок должен быть дюйма.

5. Соединение врезное

Врезные соединения также известны как врезные соединения. Хотя снаружи они выглядят как стыковые соединения, выступающий элемент вырезан в одной части (шип), который скользит в соответствующее углубление (паз) в другой части. Благодаря увеличенной площади склеиваемой поверхности в местах соединения двух деревянных деталей это значительно более прочная и элегантная альтернатива стыковому соединению.

Совет: Всегда сначала обрезайте паз. Легче обрезать шип, чтобы он соответствовал пазу, чем подходить к задаче наоборот.

6. Соединение внахлест

При соединении внахлест концы двух смежных деревянных частей уменьшаются до половины своей толщины в месте перекрытия. Существуют более прочные соединения, но полунахлест более эстетичен по сравнению с стыковыми соединениями, поскольку они сохраняют одинаковую толщину с остальной конструкцией.

Соединения внахлест обычно используются в обрамлении, а также в конструкции мебели из-за их большого преимущества: рама остается однородной по толщине, в то время как другие соединения часто приводят к большей (непостоянной) толщине по сравнению с остальной частью конструкции. Тонкие куски дерева могут быть значительно ослаблены, когда они теряют половину своей толщины, поэтому соединения внахлест лучше всего подходят для более толстых кусков дерева.

7. Дадо сустав

Соединение дадо получило свое название от итальянского слова, обозначающего плашку или плинтус.Он напоминает канавку — траншею, прорезанную в одном куске дерева параллельно волокну, в которое заходит другой кусок дерева. Но в отличие от канавки, дадо проходит перпендикулярно волокну.

Соединения

Dado чаще всего используются в стеллажных системах, таких как шкафы и книжные полки. Надрез дадо не должен входить в древесину глубже, чем на 1/3. Если вы используете кусок толщиной дюйма, оставьте разрез толщиной дюйма.

8. Пазовый шов

Еще одно соединение с необычным названием (в данном случае от среднефранцузского слова, означающего «сбивать»), пазообразное соединение связано с соединением дадо и состоит из канала с открытыми стенками на конце куска дерева.Он часто совпадает с соответствующим вырезом в детали, с которой он соединен, чтобы создать двойной пазовый шов.

Рифленые шарниры — эстетически привлекательные соединения, хотя и не особенно прочные, поэтому их лучше всего использовать при изготовлении задней части корпусов шкафов и других работах, где не требуется большой прочности. Из-за большей площади поверхности двойной шпунт — лучший выбор, если вам нужно более жесткое соединение.

Предоставлено: Craftsmanspace.com

9. Карманный шарнир

.

Для соединений с отверстием в кармане используются крепежные детали, а именно винты с отверстием в кармане.По сути, они представляют собой стыковое соединение с небольшим отверстием, просверленным в одном из кусков дерева. Затем обе детали прикрепляются саморезным винтом с отверстием в кармане.

Шарниры с отверстиями для карманов прочные и простые в изготовлении. Их обратная сторона заключается в том, что они менее привлекательны визуально, чем другие суставы, что делает их более подходящими для временного использования или мест, где стык не будет виден.

Совет: Винты лучше держатся на торцевой поверхности или краю, поэтому избегайте завинчивания в торцевую поверхность.

10. Дюбель

Поскольку дюбельные соединения создать сложнее, чем соединения с карманными отверстиями, сейчас они менее популярны, чем когда-то. Чтобы сделать дюбель, просверлите отверстия в месте соединения двух деталей, нанесите на них небольшое количество клея, вставьте дюбели и затем скрепите детали вместе.

Дюбели служат для тех же целей, что и соединения с отверстиями в карманах, но они более эстетичны, а деревянные дюбели обладают большей прочностью, чем гвозди или шурупы.

Совет: Расширяемые рифленые дюбели вырастают примерно на 1/32 дюйма при контакте с влагой в клее, что может помочь обеспечить плотное прилегание стыка.

11. Бисквитное соединение

Этот необычный стык образуется путем вырезания двух изогнутых канавок на двух деревянных кусках и последующего соединения их деревянным бисквитом, который приклеивается на место.

Бисквитные соединения обычно используются с листовыми материалами, такими как фанера и ДСП, но также могут использоваться с массивными панелями из различных пород дерева.Преимущество этого стыка в том, что он полностью невидим, создавая идеально ровную поверхность.

Совет: Вы должны вырезать прорези на одной и той же стороне каждого куска дерева, который вы соединяете — если вы собираетесь использовать торцевую текстуру для одной стороны соединения, другая сторона также должна быть торцевой, например, чтобы убедиться, что они идеально ровные.

Совет: Важно, чтобы клей внутри шва печенья был равномерно распределен для наилучшего прилегания.Используйте кислотную щетку (также называемую клеевой щеткой), чтобы обеспечить равномерное покрытие.

12. Соединение «ласточкин хвост»

Соединение типа «ласточкин хвост» является одним из самых характерных соединений и признано признаком профессионального мастерства. Они состоят из серии фиксирующих штифтов и хвостовиков трапециевидной формы. В течение долгого времени они были покрыты фанерой, но сегодня их обычно оставляют на виду в знак признательности за мастерство, использованное при их создании.

Их доминирующей характеристикой является их устойчивость к разрывам, поэтому они чаще всего используются при изготовлении ящиков.Коробчатый шарнир, не имеющий трапециевидной формы, представляет собой вариант типа «ласточкин хвост», который легче построить.

Совет: Ключ к успешному созданию соединений типа «ласточкин хвост» — это точная разметка базовых линий перед началом. Тупой калибр разорвет волокна дерева, поэтому убедитесь, что у вас острый.

MT Copeland предлагает онлайн-классы на основе видео, которые дают вам фундамент в области строительства с реальными приложениями, такими как строительные шкафы .

Классы включают профессионально подготовленные видеоролики, преподаваемые практикующими мастерами, и дополнительные загрузки, такие как викторины, чертежи и другие материалы, которые помогут вам овладеть навыками.

FHWA-HRT-04-098-Глава 14. Соединения-Крытый мост Руководство-АПРЕЛЬ 2005

Глава 14. Подключения

В этой главе не предпринимается попытка дублировать базовое соединение. информация доступна в типовых справочниках по древесине.В качестве примеров стопорные болты, сквозные болты и простые подшипниковые соединения могут быть обратился с NDS. Скорее, в этой главе представлена ​​связь проблемы, которые являются необычными (и не освещены в текущей литературе) или представляют особый интерес для инженеров, работающих с покрытыми мосты.

Так называемые традиционные деревянные соединения, используемые в строительстве Исторические крытые мосты обычно построены из традиционной древесины. столярные пазы, клинья, опорные поверхности, пазы, шпонки, шипы и колышки — а не на более распространенные группы стальных механических застежки с одинарным или двойным сдвигом, используемые в последнее время.Многие из этих связей можно проанализировать, и их возможности определены, только с некоторыми базовыми предположениями и допустимыми стрессы. Допустимые опорные напряжения, как параллельные, так и перпендикулярно волокну, а напряжения сдвига и растяжения все которые необходимы для оценки многих традиционных возможностей подключения. Некоторые современные методы ремонта исторических деревянных мостов сделали ставку на болтовые соединения. Типичное деревянное машиностроение ссылки и действующие нормы проектирования древесины обеспечивают широкое обсуждение этих болтовых соединений.

Одна из причин, по которой строители оригинальных крытых мостов использовали очень Относительно высокой стоимостью этих болтов в то время было несколько стальных болтов. Многие крытые мосты были запатентованы и построены раньше тяжелых болтов. производились серийно. Кроме того, тяжелые болты в больших шаблонах не просто установить правильно. Самая тяжелая традиционная деревянная ферма члены были компланарны (т.е. все находились в одной плоскости), далее снижение эффективности болтов, которые лучше всего нагружаются на сдвиг.Наконец, тяжелые стальные соединители конденсируют влагу глубоко внутри даже те пиломатериалы, которые защищены от прямого атмосферного воздействия, укрепляют распад в критических зонах, которые трудно увидеть без демонтажа на хотя бы сустав. Однако многие традиционные крытые мосты соединения действительно включали один или два болта. В большинстве случаев болты удерживал или скреплял вместе деревянные конструктивные элементы. Несмотря на то что через эти зажимных болтов, эта способность редко имеет какое-либо значение, когда по сравнению с мощностью деревянных столярных изделий, и, следовательно, обычно не учитывается при оценке совместной емкости.

Элемент, работающий на растяжение Подключения

Большинство дизайнеров по дереву не любят обсуждать моментные связи между двумя незаметными тяжелыми бревнами, потому что эта передача нагрузки просто слишком сложно достичь. Следовательно, коаксиальные натяжные соединения (т. е. те, которые включают элементы, расположенные вдоль одной оси и соединенные вместе, чтобы противостоять силам натяжения) являются наиболее сложными суставами, независимо от того, какой метод подключения используется.

Врожденные ограничения, накладываемые традиционными столярными методами наиболее важны для дизайнеров и мастеров, работающих с столярные изделия соосного натяжения.Традиционные натяжные соединения между компонентами коаксиальной фермы обрабатываются с помощью различных суставы. К ним относятся нахлесточные соединения, косынки, молнии. шарниры, соединения с рыбой, шпоночные соединения, стержневые шарниры и несколько элементов пояса растяжения с шахматным стыком стыки — уменьшение воздействия любого отдельного стыка на ферму емкость. Некоторые строители даже использовали чрезвычайно длинные элементы, которые исключил необходимость в соединениях с натяжением. Следующие подразделы обратиться к каждому типу растянутого соединения.

Соединения внахлест описывают сложное семейство соединений которые увеличивают видимую длину соединенных бревен в пределах имеющееся и оригинальное сечение. Простейшее соединение внахлест перекрывает половинки элементов с поперечной (или сквозной) плоскостью соединители, передающие силу натяжения в одном элементе на затем через одиночные силы сдвига в этих соединителях. Те сквозные соединители могут быть стальными болтами или деревянными дюбелями. В доступная сила этих простых соединений внахлест неизменно ограничена до менее половины полной растягивающей способности стержней.В чистая часть притертой части составляет только половину брутто. В через соединители удаляют дополнительный материал, уменьшая доступный способность к натяжению менее половины брутто (см. рисунок 103). Поперечные соединители, нагруженные одним сдвигом, не такие жесткие, как те, которые нагружены двойным сдвигом. Это означает сращиваемая часть натяжного элемента не будет притягиваться или сопротивляться те же силы натяжения, которые были бы, если бы он был непрерывным древесина.

Рисунок 103.Простое соединение внахлест, с соединители проходные

Замечательное соединение внахлестку можно найти в нижних поясах Taftsville, VT, крытый мост. Те, что высечены вручную 350 на 450 мм (14- на 18 дюймов) элементы перекрываются на полные 7,3 м (24 фута). Напряженность силы передаются между этими двумя членами и через колени длина через срезные шпонки и болты.

В других соединениях внахлест соединители лежат в плоскости сдвига; в эти соединения, деревянные шпонки или дюбели являются наиболее распространенными в плоскости форма разъема (см. рисунок 104).Опять же, чистое поперечное сечение дополнительно уменьшается по сравнению с половиной, которая является притертый брус. Дюбели и большинство срезных шпонок ориентированы их зерна лежат в одной плоскости сдвига, но перпендикулярно продольные оси сростков. Ориентация зерен компромисс, сделанный для удобства строителей на лицо доступных размеров деревянных деталей. Дюбели или ключи ориентированы поэтому они измельчаются в боковые зерна, а не в торцы, несущий.Это более слабое направление нагрузки примерно в 1 раз. двойной. Кроме того, дюбели или ключи срезаются что приводит к тому, что их волокна или клетки скручиваются друг с другом вместо друг друга. Это напряжение сдвига при качении равно примерно половина этого обнаруживается в напряжении сдвига вдоль волокон. Фигура 105 показаны напряжения бокового опора и сдвига при качении.

Рисунок 104. Простое соединение внахлест, плоскостное. разъемы.

Рисунок 105.Ориентация зерен прямоугольной формы плоский разъем.

Некоторые соединения внахлестку не используют ни в плоскости, ни в плоскости. соединители, удалив достаточное количество обоих элементов, чтобы оставить место для прямая торцевая опорная поверхность зерна между ними. Допустимый конец напряжение, несущее зерно, выше, чем напряжение бокового зерна, несущее дюбеля или ключи. Из-за более глубокого надреза теоретическая мощность все еще составляет менее 50 процентов от валовой, но более простой и жесткий подшипник торцевого зерна обеспечивает значительную повышение общей производительности.Мастерство, необходимое для создание однородных и ровных опорных поверхностей может быть сложной задачей, однако по сравнению с навыками, необходимыми для установки соединители в проходной плоскости. Некоторые строители преодолевают эту подгонку проблема, поставив конические срезные шпонки (или клинья) на этот подшипник сиденье. Более надежное достижение равномерного подшипника, продвижение также вводит поверхности, несущие боковые зерна, с их пониженная вместимость и жесткость. Остается напряжение сдвига учет в этих соединениях подшипников внахлест — сдвиг участок между опорной поверхностью и концом сращиваемого член.Этот разрез по ключевой линии на самом деле самый общий режим отказа для этих стыковых соединений. На рисунке 106 показан пример соединения внахлест с обходными листами и торцевым подшипником поверхности, также с коническим клином.

Рисунок 106. Соединение внахлест с обходными листами. и торцевые опорные поверхности зерна.

Один относительно простой, но эффективный способ увеличить доступную растягивающую способность в нахлесточном соединении до сужения ширина половинок при передаче нагрузки от элемента к член.Если члены сужаются от двух третей их валового сечения в начале стыка до одной трети в конце соединения, сквозные соединители могут ослабить соединение только до половина общей прочности на растяжение каждого элемента. Опять же, оба соединители, работающие на сдвиг в плоскости и в плоскости, могут использоваться для передачи осевое натяжение от одного элемента к другому. На рисунке 107 показан соединение внахлест с коническими половинками и соединителями.

Рисунок 107.Соединение внахлест с коническими половинками и разъемы.

В семействе натяжных соединений внахлест, пожалуй, самый высокий форма в эффективности, требуемое мастерство и артистизм — вот стык молнии (см. рисунок 108). Это соединение конусообразное, соединение торцевого зерна с несколькими опорными поверхностями. Подшипник лицевые поверхности не защищены клиньями или шпонками, несущими боковые волокна, и каждая сопрягаемая поверхность должна быть обрезана по размеру. Кроме того, если только одна из граней перерезается, один из элементов должен будет заменить.

Рисунок 108. Молния. соединение.

Все соединения внахлестку, от самых простых до самых сложных, имеют общую дизайнерское рассмотрение-неординарность. Эксцентриситет исходит от двух источники. Само деление стержней вдвое отклоняет путь нагрузки от центра тяжести сечения брутто через центр тяжести сечения нетто в зоне притирки. Плоские разъемы также будут вызывать усилия отрыва в ответ на эксцентричный поток нагрузки, проходящий через их.Эксцентриситет соединителя требует наличия стяжных болтов. чтобы удерживать притертые члены вместе. Общая эксцентриситет также создает вторичные моменты вокруг оси в плоскости нахлеста, что может вызывает расщепление, обычно прямо в месте перехода шейки от полного к притертому элементу (см. рисунок 109).

Рисунок 109. Эксцентриситет в компоновке стержня. и поддевать разъемы.

Некоторые строители пытались противодействовать этой тенденции расщепления дополнительными через болты или лаги.Некоторые из этих зажимных болтов не были с резьбой, потому что стальные метизы были очень дорогими, а оборудование Необходимые для наматывания или обрезки ниток не были общедоступными. Вместо, строители использовали бы соединитель с проушиной и клином, который был построен на местная кузнечная мастерская (см. рисунок 110).

Рисунок 110. Зажимной болт с проушиной и клином, кованые вручную.

Одна на первый взгляд простая, но редкая модификация шарнира внахлестку двойное нахлесточное соединение или соединение паза и шипа.Эта связь представляет собой улучшение в двух отношениях по сравнению со всем семейством простые соединения внахлест. Соединители в проходной плоскости загружаются в двойной сдвиг, с более чем удвоенной пропускной способностью (обычно) и повышенная жесткость по сравнению с использованием одного и того же разъем. Врожденная эксцентриситет также устраняется этим симметричная планировка. Хотя через болты все равно было бы мудро Кроме того, зажим половинки с двумя створками сопротивляется любопытству действие, генерируемое на соединителях.Если бы листья тоже были конический, теоретическая пропускная способность этой схемы стыковки может приближается к 50 процентам общей мощности, при этом значительно снижается Влияние эксцентриситета (см. рисунок 111).

Рисунок 111. Двустворчатое соединение внахлест с через разъемы.

По разным причинам, включая изготовление и проверку древесины, столяры по дереву редко использовали эту двухстворчатую планировку, но они многие из преимуществ его простого потока нагрузки и двойного срезанные соединители в различных вариантах исполнения покрытых рыбками натяжной стык (обычно называемый стыковочными пластинами в металлической ферме мосты).В соединении с рыбьим покрытием силы натяжения не переносится непосредственно между двумя соединенными элементами, а скорее от одного к другому через вмешивающихся членов, которые находятся вне брутто поперечные сечения стыкованных элементов. В простейшие пластины для рыбы — это две стальные пластины, прикрученные болтами к два элемента (см. рисунок 112). Это распространенный метод ремонта, но в оригинальном строительстве используется редко. Это соединение разделяет проблемы изготовления и длительного обслуживания, описанные в введение в этот раздел.

Рисунок 112. Стыковое соединение со стальной рыбой. тарелки.

Первоначальные строители часто использовали деревянные рыбные тарелки, которые были зажимается по обе стороны от натяжных поясов и опирается на конец опорные поверхности зерна для передачи сил натяжения (см. рисунок 113). Опорные поверхности могут подходить и смягчены шпонками и клиньями с боковыми зернами. Проушины для срезания также может иметь коническую форму для создания полных опорных поверхностей с меньшим более плавные сокращения в чистом сечении.Кроме того, рыба пластины могут иметь несколько опорных поверхностей, что приводит к соединение болта-молнии с рыбным покрытием. У этих суставов было одно большое преимущество перед выполнением того же соединения двух элементов внахлест: если одна опорная поверхность была перерезана, нужно было только заменены для достижения однородных поверхностей подшипников, в равной степени разделяя переданные силы натяжения. Теоретическая способность к растяжению эти соединения с рыбным покрытием могут едва превышать 50 процентов полная вместимость сращиваемых элементов, в зависимости от относительные допустимые напряжения при растяжении и торцевом волокне несущий.

Рисунок 113. Стык с рыбой. тарелки-деревянные тарелки.

Соединение стержней и стержней — это брак между деревянными столярами. и кузнечное дело (см. рис. 114). Сквозной паз вырезать (обычно вертикально по глубине стержня) определенное расстояние от простого среза древесины встык. Чугунный пруток проходит через этот паз и имеет отверстия сверху и снизу, за пределами поперечное сечение бруса. Кованые или стальные стержни с резьбой концы проходят между двумя железными стержнями и несут на себе силу натяжения.Режимы отказа для этого типа соединения включают изгиб в стержень, раздавливание деревянной опорной поверхности, срезание торца дерева зерно, а также разрыв или удаление резьбы в стержнях.

Рисунок 114. Стыковое соединение стержней и стержней. сращивание.

Конечно, ни один метод механического соединения не может приблизиться к емкость и жесткость, создаваемые прямым древесным волокном в дереве. Лучшим натяжным поясом для деревянной фермы является цельное изделие во всю длину.Некоторые очень короткие мосты использовали это. Для более длинных пролетов, с которыми может справиться тяжелая деревянная ферма, однако строители редко имели доступ к натяжным поясам полной длины. Некоторые из мостов времен Второй мировой войны, построенные на автомагистралях штата Орегон. иметь хордовые элементы длиной 30,5 м (100 футов). Несколько недавних перестроек В существующих мостах использовались бруски из клееного бруса во всю длину. Эти проекты еще раз проиллюстрировали трудности в работа с этими длинными и хрупкими элементами даже на современных дорогах, грузовые автомобили и подъемное оборудование.Даже в тех случаях, когда достаточно высокий дерево может быть в наличии, логистика транспортировки пиломатериалов от своего журнала до удобного участка моста может быть достаточно сложным, чтобы требуют, чтобы строители использовали вместо этого различные технологии сращивания.

Компрессионный элемент Подключения

Компрессионные соединения между коаксиальными элементами часто вариации на простом полунахлесте или стыке внахлест (см. рисунок 115). Теоретически можно оценить компрессионную нагрузку несущая способность этого сочленения близка к несущей способности сплошной брус.Два фактора, работающие против этого, одинаковы. подшипник на двух отдельных опорных поверхностях и между ними, и допустимое напряжение на концах зерна.

Достижение равномерного подшипника на каждой поверхности и даже на подшипнике между двумя наборами опорных поверхностей, это настоящее испытание древесины столярные способности.

Рисунок 115. Простое соединение внахлест для сжатия. члены.

Одна уловка, которую производители-изготовители могли позволить себе роскошь использовать пилил к линии.Эта техника, описанная Милтоном Книга Грэтона включает в себя установку стыков при длительном сжатии. пояс перед разрезанием промежуточных столярных изделий на другую ферму члены. ^[16] Две половины соединения внахлест были разрезаны на достаточно жесткие допуски, и два бруса состыкованы и спрессованы друг к другу настолько плотно, насколько это возможно. Два бруса зажаты в этом положении, и пила проходит между ними в обоих комплекты опорных поверхностей. Это создает пару одинаковых размеров и параллельные зазоры на опорных поверхностях.Когда бревна разжатые и снова прижатые друг к другу, теперь они должны нести равномерно и равномерно. Если они этого не сделают, соединитель повторяет обрабатывайте до тех пор, пока четыре грани не будут хорошо, равномерно и равномерно прилегать.

Значения NDS для допустимого подшипника на конце зерна были сброшены до максимума, аналогичного простому сжатию по дереву зерно. NDS позволяет увеличить это значение, при этом добавление стальных несущих пластин. Это сокращение допустимого напряжение является разумным и отражает реальность того, что древесные волокна прерываются по всему поперечному сечению, что позволяет вдавливаются друг в друга и не передают силы сжатия, как прямо и плавно, как и естественно перекрывающиеся ячейки и волокна.

Подключения Диагонали к аккордам

Как правило, натяжные соединения легче детализировать между элементы, которые перпендикулярны (или параллельны) друг другу, а не под острым или косым углом. Большинство деревянных ферм, следовательно, разработаны с диагоналями сжатия и растяжения вертикали. Кроме того, диагонали обычно переходят в вертикали, а не непосредственно к аккордам. Эта эксцентричность может иметь тенденцию к срезанию вертикалей, но предлагает огромные упрощения и более сильные связи.В результате это подраздел в первую очередь описывает только пяточные или концевые соединения найдены в фермах цапфы и цапфы, но применимы к другим более общие места, как указывает название. Эти связи просто примеры наиболее загруженной версии классическое соединение фермы: последняя диагональ перед опорой реакция. Другая категоризация — это связи, в которых сила сжатия передается между двумя бревнами, которые в плоскости, но под углом друг к другу — не соосно, в другом слова.Учитывая большой размер компонента, самозагрузка деревянной фермы составляет, крайние диагонали обычно наиболее нагружены элементы сжатия в ферме. Структурная проблема определение того, как не дать этой последней диагонали соскользнуть с конца нижнего пояса. Классическое соединение в пяточном суставе в фермы кузнечика уже давно являются выемкой на верхней грани нижний пояс (-ы), срезанный под соответствующим углом для равномерного подшипника напряжения в обоих элементах и ​​закреплены с помощью центрированного зажима разъем (см. рисунок 116).Допустимый несущее напряжение в древесине колеблется от максимального (при параллельном зерна) до минимального (при опоре на боковые зерна). Между этими двумя пределы, переход не линейный, а моделируется с помощью Формула Ханкинсона (широко известная формула, используемая для расчета нагрузки под углом к ​​волокну.) Оптимальный угол для подшипника грани возникает, когда угол между зерном и опорными поверхностями равно в обоих членах соединения. Нижний аккорд — это более критически зазубренный и загруженный член из двух, вовлеченных в это совместное.

Рисунок 116. Простое опорное соединение под углом выемка.

Напряжения, которые необходимо учитывать в нижнем поясе насечки включают:

• Чистое натяжение по уменьшенному поперечному сечению на выемке.
• Комбинированные напряжения из-за изгиба, индуцированного в том же самом сечение по эксцентрической траектории нагрузки в этой силе натяжения.
• Напряжения сдвига в плоскости, которые сопротивляются торцу днища аккорд, просто срезая за выемку.
• Любые чистые прямые напряжения изгиба, которые могут быть вызваны нижний пояс поддерживается за пределами поперечного сечения надреза.

Это последнее соображение является основной причиной того, что оригинальные строители использованные опорные брусья для смягчения точечной реакции на опорах, обеспечивая при этом некоторое расстояние вдоль нижнего пояса для сопротивления сильные изгибающие и поперечные напряжения, вызванные конструкцией столярных изделий. Другой способ увидеть эту связь — признать, что опорные реакции — это наибольшие точечные силы, приложенные к фермы.Высокие силы, передаваемые между членами в этой области означают, что эти соединения будет сложнее всего спроектировать, независимо от того, какой формат фермы используется. Колышки в городской решетке фермы, например, намного сильнее нагружаются сдвигом вблизи опоры, чем где-либо еще в ферме.

Подключения Вертикали в аккорды

Соединения между вертикалями ферм и их горизонтальными поясами будут, по определению, соединениями, в которых элементы перпендикулярны друг другу.Как правило, основная сила сопротивления — это тенденция к отрыву нижнего пояса от низа вертикали, а усилие сдвига передается от диагоналей к хордам, через вертикали. Общая особенность, найденная в соединения между вертикальными элементами как с верхним, так и с нижним пояса — это таблица торцевых опор, обычно в обоих элементах. Эти опорные поверхности часто видны только в обоих элементах внизу пояса негородских ферм. Одинарный верхний пояс в большинстве пород древесины фермы подходят только для обеспечения опорных поверхностей по вертикали плоскость по шипованно-пазовым концам и, возможно, подшипник у стола или корпуса в нижней части бруса верхнего пояса.Эти переплетенные дадо фиксируют соединение вместе против обеих вертикальных и горизонтальные относительные движения. Силы переданы между соединенными элементами через подшипник между торцевыми волокнами и боковые грани зерна (см. рисунок 117).

Рисунок 117. Соединения верхнего и нижнего пояса. к вертикали.

В дополнение к часто большой продольной ферме в плоскости поперечные силы, которые должны быть переданы на это соединение, соединение между нижними поясами и вертикалями часто передает вертикальные нагрузки из поперечных балок перекрытия, которые опираются на нижний пояс, в ферменные вертикали.Эти живые и статические нагрузки могут быть существенные и должны быть перенесены в вертикали фермы, чтобы предотвращение возникновения чрезмерных вторичных изгибающих напряжений в ферме нижние пояса. Оригинальные строители помешали нижнему поясу от скольжения по вертикали за счет умного двойного использования несколько нижних аккордов, через двойные таблицы, которые несут блоки, оставшиеся на открытых низах вертикалей. Для этого самый нижний элемент фермы, чтобы иметь достаточную сдвигающую способность относительно эти вертикальные реакции, они должны иметь достаточную длину в хвост свисает ниже фермы.Открытые нижние хвосты в этих Вертикали фермы часто свисают как минимум на 250 мм (10 дюймов) ниже нижняя поверхность нижнего пояса. Этот критический, но открытый компонент может подвергнуться наиболее сильному повреждению из-за плавающего мусор во время паводка.

Соединения между Диагонали и вертикали

Вертикали тяжелых деревянных ферм часто изготавливались с помощью консолей. где вертикали принимают в значительной степени сжимающие диагонали при простые подшипниковые торцевые соединения.Это означает, что общая ширина вертикаль на концах на несколько дюймов шире своей сетки ширина по центральной части между выступами с надрезом. В Другими словами, уменьшается чистое сечение между опорными поверхностями. на вершинах и основаниях этих элементов растяжения. Вертикаль компоненту силы сжатия в диагонали сопротивляется срезать параллельно волокну по длине выступа за несущая поверхность. Часто бывает, что некоторые из наиболее загруженных (ближе к концам пролета) вертикальные кронштейны не выдержали сдвига вдоль этот раздел — состояние, которое может быть очень серьезным и должно быть адресуется немедленно, как показано на рисунке 118.

Рисунок 118. Ферма вертикальная у гнезда подшипника с критическим срезом.

К сожалению, отремонтировать вертикаль консолью непросто. разрушение при сдвиге. Некоторые пытались отремонтировать вышедшую из строя плоскость сдвига. с эпоксидным клеем. Другие установили болты с одинарным сдвигом. через это лицо, но это редко обеспечивает достаточную пропускную способность для восстановления соединения до безопасного состояния. У других есть зарегистрировал еще одну диагональ в пределах исходной диагонали, лежащую на недавно вырезанная опорная поверхность в вертикальном элементе.Это вызывает даже больший эксцентриситет в компоновке усилия соединения, с увеличенным изгиб в вертикальном элементе. На рисунке 119 изображен зарегистрированный диагональ.

Рисунок 119. Зарегистрированный диагональ.

Наиболее практичным решением часто является полный компонент замена, решение, которое обычно требует ложной поддержки конструкция при частичной разборке фермы в близость к вертикали, нуждающейся в замене.

Аналогично напряжениям, возникающим в нижних поясах цапфы. на опорах вертикали в этих деревянных фермах, обшитых панелями, нуждаются в для исследования некоторых вторичных напряжений. Врожденный эксцентриситет в этих соединениях значительно упрощает их изготовление и несущие поверхности, и уменьшает сдвиг, который вертикальный к хорде соединение должно сопротивляться, но эти достижения достигаются за определенную цену. В горизонтальная составляющая диагональной силы сжатия вызывает напряжения изгиба и сдвига в приведенном сечении нетто в вертикальный.Кроме того, суммарные растягивающие напряжения должны быть проверили сечение сетки на выемке, потому что вторичный изгиб Напряжения, вызванные эксцентрическими траекториями нагрузки, могут быть еще более разрушительными. Эти комбинации напряжений не только сложны, но и конструктор должен противостоять довольно сложному и непрозрачному потоку нагрузки и передаче геометрии, если учесть, как вертикаль сдерживается член хорды сразу за этой связью с диагональю. Некоторые оригинальные строители деревянных ферм и многие последующие строители исправили эту эксцентриситет соединения, установив контрольные скобки на лицевой стороне вертикали, противоположной диагонали.Эти подтяжки, обычно под плоскими углами, может нести горизонтальную составляющую очень эффективное сжатие диагонали по вертикали в контрольную скобу, а затем в член пояса. См. Рисунок 118 для иллюстрация этих довольно распространенных усиливающих скоб.

Поддержка и частичная разборка тяжелых ферм на месте может быть трудным и дорогим, поэтому многие реабилитационные мероприятия позволяют избежать этот процесс. Частичная замена вышедших из строя низов или верхов в Вертикали были обычным явлением в различных типах ферм.Поскольку вертикали обычно сопротивляются значительным силам, даже если просто генерируется статическими нагрузками, сращивание частичной замены операция, требующая тщательного проектирования, детализации и исполнения. Способы ремонтного соединения включают использование деревянных шпонок или штифтов. просверлены в притертых плоскостях, в сочетании с болтами для удержания компоненты вместе. Эти зажимные болты должны быть сконструированы так, чтобы сопротивляться поддеванию, вызванному эксцентричным путем нагрузки через одиночный сдвиг, проходящий через механические соединители внутри плоскость сдвига.Величина усилия поджатия зависит от количество и нагрузка в разъемах, а также отношение длины к толщине этих шпонок или дюбелей.

Распространенные проблемы со сдвигом пояска на концах фермы вертикали привели к использованию деревянных колышков для усиления критического сдвига самолет. На Рис. 120 показана установка, увеличивающая вертикальное емкость стыка примерно на 15 процентов. К сожалению, деревянные колышки недостаточно распространены, чтобы иметь стандартные допустимые напряжения.Кроме того, деревянные дюбели, нагруженные одним сдвигом, кажутся вероятными. быть значительно менее жестким, чем исходная плоскость сдвига. Этот означает, что площадь плоскости сдвига уменьшается на поперечное сечение область просверленных отверстий под колышки. Однако колышки могут не считается несущим большую нагрузку до окончания сдвига Самолет потерпел неудачу и переместился. Это распределение нагрузки между разрозненными но методы параллельного соединения, основанные на их относительных жесткости при различных уровнях нагрузки, является общей проблемой для дизайнеров, которые добросовестно сочетают способы подключения в рамках одиночный сустав.Самый разумный, но консервативный подход разработать дополнительные соединители, работающие на сдвиг, чтобы нести всю конструкцию нагрузка, не полагаясь на более жесткие, но более хрупкие, вдоль волокон способность к сдвигу в срезной поверхности блока консолей.

Рисунок 120. Пример колышков, добавленных к увеличить сдвигающую способность.

Счетчик древесины Подключения

Стойки из дерева встречаются только в нескольких типах ферм, включая длинные фермы и фермы Howe.На рисунке 121 показан длинный ферма с контробрусами. Двойные диагонали — это основные диагонали сжатия; одиночные диагональные элементы — это счетчики. В отличие от счетчиков стальных стержней, используемых в классических сквозных ферменные мосты, деревянные стойки должны действовать только как элементы сжатия и простые столярные изделия с торцевыми опорами для стыковой посадки может передавать только силы сжатия. Эффекты снятия стресса движущихся живых нагрузок может ослабить эти брусья, так как они неизбежно не переносят наведенные силы натяжения.Счетчики древесины часто прибит на носке относительно легкими стальными застежками, чтобы их от падения с тяжелыми движущимися живыми грузами.

Рисунок 121. Ферма длинная со стойкой. пиломатериалы.

При использовании деревянных счетчиков первоначальная установка обычно вовлекали соответствующие клинья подшипника — часто на нижнем конце счетчик, которым можно было управлять (и даже настраивать позже), чтобы обеспечить желаемую герметичность или предварительное сжатие в встречный член.В отличие от металлических счетчиков, которые можно настроить на желаемый уровень силы путем измерения тензодатчиками при затягивая регулировочную тягу, счетчики древесины обычно устанавливались или повторно затягивались исключительно на основании собственного опыта. А популярный и простой подход предполагает намеренное встряхивание встречный брус. Если на ощупь болтается, то клинья забиты. друг против друга, вызывая большее сопротивление при встряхивании элемент. Это не высокотехнологичный метод, но он практичный и достаточно эффективен для большинства крытых мостов со встречным члены.

По всей видимости, совпадающие клинья на концах встречались редко. при первоначальной установке закреплены гвоздями или шурупами. Текущие проекты реабилитации часто включают добавление этих застежки, предотвращающие расшатывание клиньев под нагрузкой развороты, вызванные рабочими нагрузками. Винты предлагают преимущество легко снимаются при последующей регулировке требуется или желательно.

подшипниковые узлы в Howe Фермы-диагонали и вертикали по хордам

Ферма Howe была первой запатентованной фермой, в которой использовался металл в основные компоненты фермы согласованы с большинством элементов все еще из дерева.Элементы вертикального натяжения изготовлены с прутьями из кованого железа с резьбовыми концами, что позволило строителям и хозяевам прижимать стропильные панели к деревянному диагонали сжатия и контрчлены. Эта регулируемая функция приспособлен к большему разнообразию сборки сборных элементов, упрощение и ускорение изготовления и строительства мостов. В Соединительные блоки, использованные на первых фермах Howe, были из твердой древесины. Более поздние версии фермы Howe использовали массовое производство чугунные башмаки.

Ферма Howe была быстро адаптирована для использования на развивающихся сеть железных дорог в 19, ^-м, веках, потому что она могла легко и быстро изготавливаться из компонентов, которые производились серийно вне строительной площадки и монтируется на месте с помощью легко регулируемых вертикальных стержней затянуть фермы. Потому что железные дороги были большими и широкий диапазон, детали ферменного моста Howe часто стандартизированный. Примеры качественных технических чертежей тех стандартизированные детали более доступны, чем любые другие ранняя тяжелая деревянная ферма. ^[15]

Длинная ферма Клинья

Длинная ферма примечательна тем, что опирается на несущие клинья. между вертикалями фермы и поясами. Эти клинья не особенно последовательны и могут присутствовать или не присутствовать в топе аккордное соединение. Заклинивание верхнего пояса, по-видимому, зависело исключительно от от предпочтений первоначальных строителей. Многие крытые мосты ученые предположили, что эти клинья изначально предназначались чтобы позволить строителю отрегулировать общую геометрию фермы (и таким образом, внутренние силы) в раннем примере структурной предварительное натяжение.Однако недавние работы на крытом мосту в Хамдене, Нью-Йорк, продемонстрировал, что эти клинья могут иметь гораздо большее значение в распределение больших, поперечных несущих напряжений от вертикалей в аккорды. Более подробное обсуждение этой темы доступно в статья о ремонте именно этого моста, содержащаяся в приложение B.

Соединения фермы — Фермы решетки города

Традиционная решетка общего назначения

Строительная особенность, которая, пожалуй, больше всего отличает город решетка от других конфигураций фермы — отсутствие сложных деревянные столярные изделия.Действительно, философия дизайна, лежащая в основе этой фермы, была для замены более стандартизированного материала, соединенного гораздо более простым соединения, чем те, которые использовались в любых других запатентованных тяжелых типы деревянных ферм. В решетчатой ​​ферме Town точный раскрой относительно небольшое количество тяжелых пиломатериалов заменяется большим количеством повторяющееся сверление и колки среди более легких досок. В в традиционной решетчатой ​​ферме использовались элементы, которые обычно разрезались от номинальных 3х12 или 3х10 (75х300 или 75х250 мм). Эти доски соединены в решетчатый каркас, состоящий из двух смежных центральных слои параллельных элементов решетки, наложенных друг на друга направления.Это ядро ​​решетки зажато между парами слоев. верхних и нижних поясов, образующих общую шестислойную доску ферма. Одной из особенностей компоновки решетчатых ферм Town является: относительная симметрия элементов решетки полотна в двух продольные фермы. Если фермы идентичны, внутреннее полотно доски на одной ферме противопоставляются внутреннему слою другой ферма. Если они являются зеркальными изображениями, две фермы имеют внутреннюю и внешние слои, параллельные друг другу. На рисунке 122 показан город. решетчатые фермы с идентичными и зеркальными элементами полотна.Некоторые Аналитики и владельцы мостов отметили или предсказали, что городские решетчатые ферменные мосты с зеркальными фермами более склонны к оставаться в продольном положении.

Рисунок 122. Фермы городской решетки с идентичные и зеркальные веб-участники.

Было построено несколько больших и длинных решетчатых ферм Town. только с одним элементом пояса на каждой стороне решетки или основной. Эти большие распиленные элементы нужно было соединить вместе, используя одна из многих форм стыковки растягиваемых и сжимающих элементов обсуждалось ранее.Один из наиболее ярких примеров такого рода разновидность фермы — Виндзорско-Корнуоллский мост через Коннектикут Река между Виндзором, штат Вирджиния, и Корниш, штат Нью-Хэмпшир, перестроена в начале 1990-е годы для поддержки двух полос загрузки грузовиков.

В общем, фермы Town решетки изначально были соединены только с деревянными колышками (называемыми стволами, производными от термина treenails) на каждом из пересечений между элементами. Колышки находятся в группах по четыре в хорде к решетке соединения и один, два или даже три колышка на более простом межрешеточные связи.Межрешеточные шпильки загружаются в простой одинарный сдвиг, но с некоторой сложностью, добавленной полностью возможные ограничения момента относительно горизонтальной оси через штифт групповой центроид. Узоры колышков на пересечениях хорды и решетки возможно испытывают более простые силы, но они усложняются проходя через шесть отдельных членов, с пятью отдельными плоскости сдвига. Это не колышки с двойным срезом, а несколько условий одиночного сдвига с направлением силы сдвига в разных направлениях в каждой плоскости сдвига — очень сложная нагрузка состояние на любой единственной привязке.Реабилитационные проекты в последней части из 20 ^-го века иногда использовались большие стальные болты заменить оригинальные деревянные колышки. В этой практике нет необходимости а иногда даже вредно для моста, потому что он резко изменяет исходное соотношение дерева и дерева.

Окончание аккорда / стык Соединения в аккордах

В традиционной конструкции городской решетки из досок использовались доски для аккорды, которые не особо отличались от используемых в участники сети.Действительно, это многократное потенциальное использование было основным особенность решетчатой ​​фермы Town. Это позволило получить более простые пиломатериалы заказов, при этом позволяя строителю сортировать более качественная древесина для использования в наиболее напряженных зонах. Этот означало, однако, что отдельные части аккордов обычно не очень долго. В соответствии с распространенным простым подключением детали в этом типе фермы, стыковка между ними не производилась. отдельные коаксиальные элементы натяжного пояса, по крайней мере, не в в традиционном смысле слова «сращивание».»Вместо одного аккорда пары по обе стороны от решетки просто прекращались. Эти стыковые стыковые соединения простых поясов обычно тщательно смещались и равномерно по пролету моста. В упрощенной концепции прилегающие элемент пояса на каждом из этих стыковых соединений должен дополнительная нагрузка, которая была поделена с его близнецом. Понятно, что если близнец элементы заканчиваются слишком близко друг к другу, смещение нагрузки между двумя половинками парного аккорда не будет эффективный.

Какими бы простыми они ни казались, каждая решетка города Ферма уникальна по крайней мере в некоторых отношениях. Поведение фермы сильно зависит от длины отдельных элементов пояса; размер, угол и расстояние между элементами решетки; и число и диаметр штифтов, используемых в соединениях. Выжившие оригинальные решетчатые фермы Town, как правило, строились с индивидуальными элементы пояса длиной не менее 9 м (30 футов). Загрузка требуется совместное использование и передача между парными компонентами аккорда имеет решающее значение и выигрывает от более длинных элементов аккорда; те построены с более короткими элементами аккорда не длились бы так долго, как те построен с более длинными элементами.Более длинные элементы аккорда уменьшают общее количество ослабленных поперечных сечений стыков с учетом больше механических соединений между соседними поясами прекращения. Более длинные элементы также позволяли более выгодно расположение ступенчатых окончаний среди четырех аккордов линий, чтобы свести к минимуму количество стыковых соединений в одном кресте раздел полного аккорда.

Уточненный компьютерный анализ модели и поле тензодатчиков измерения показали, что некоторая часть осевого силы в прерывистой хорде передаются через ствол соединения элементов решетки с парой поясов на противоположная сторона решетчатой ​​фермы.Дальнейшее обобщение о распределение нагрузки между различными элементами аккорда в Городской решетке фермы сложно, потому что это зависит от длины отдельные элементы аккорда, их совместное расположение и сила и жесткость соединителей канала. Более подробное обсуждение этого работа доступна в статье «Те интригующие городские решетки». Деревянные фермы «, представленные в приложении А.

Другой конструктивный аспект, связанный с нижним (или напряженным) концы пояса — это размер зазора между двумя элементами пояса на их прекращения.Учитывая преобладание равномерной статической нагрузки фермы, силы пояса больше к середине любого пролета фермы. Верхние пояса сжаты и стремятся закрыть любые зазоры. между концами членов. Нижние пояса находятся в напряжении, что имеет тенденцию увеличивать любой разрыв. Зазоры на концах обоих верхних и нижние пояса ближе к абатментам, с их уменьшенными осевыми силы, укажите допуски, соблюдаемые оригинальными производителями (или последующие ремонтники).Авторы исследовали многие из подлинные крытые мосты в Соединенных Штатах и ​​обнаружили, что исходные допуски на изготовление швов были достаточно хорошими, до 3 мм (0,125 дюйма). Небольшой зазор в конце натяжной хорды указывает на то, что ферма работает в пределах уровней напряжений; это далее подразумевает разумный коэффициент безопасности. Некоторые мосты выставлены отчетливые зазоры (более 25 мм (1 дюйм)) между натяжением аккорд заканчивается. Такие большие зазоры могут возникнуть только тогда, когда древесина окружающие близлежащие стволы обрушивают стволы и / или стволы сами давят или гнутся.В то время как зазор 25 мм (1 дюйм) (или более) между концами элементов пояса натяжения поднимается разумно забота о структурных проверках (см. рисунок 123), меньшие зазоры (6 мм (0,25 дюйма) или меньше) обычно не являются причиной тревога.

Рисунок 123. Соединения ферм городской решетки необходимо внимательно осмотреть.

аккорд в решетку Подключения

Соединения между поясом и элементами решетки должны исключительно за счет сдвиговой способности паттернов ствола передавать силы от одного типа элемента к другому.Поскольку решетка участники заканчивают свое соединение с аккордами, все силы (осевые и сдвиговые), остающиеся в элементах решетки, должны быть перенесены на аккорды при этом соединении. Аналогичным образом компоненты горизонтальной силы в поясах на одной стороне элементы решетки должны передаваться через цапфы на тех соединения решетки / пояса рядом с элементом пояса прекращения.

Компьютерное моделирование методом конечных элементов, процитированное выше, последовательно и четко указано, что наиболее загруженная ствол соединения в любом пролете решетчатой ​​фермы — это те, которые находятся непосредственно над опоры и ближе всего к переднему краю абатмента.Общая поперечные усилия в этих цапфах могут быть во много раз выше, чем можно найти в любом другом месте трубы внутри фермы. Этот неравномерный загрузка трубопровода привела к тому, что некоторые проектировщики городских решетчатых ферм, аналитиков и строителей рекомендовать использовать больше соединителей магистральных каналов в пролет заканчивается, и меньше в центральной части пролета фермы. Можно использовать четыре магистральных соединения в конечных четвертях канала. пролета и три штуцера трубы в центральной половине пролета, Например.Некоторые фермы даже меняли расстояние между элементами решетки. и шириной по длине пролета, что дополнительно отражает изменяющиеся поперечные силы вдоль пролета.

Еще одна структурная проблема, связанная со связями между решетка и поясные элементы переносят поперечную балку перекрытия концевые опорные реакции через изгиб и сдвиг во внутреннем дне пояса, в ферму в целом. Балки перекрытия, проходящие через элементы решетки и установлены для опоры на все четыре нижних пояса элементы могут передавать свои опорные реакции на цапфы больше равномерно.Однако на многих мостах балки перекрытия опираются только на самые внутренние пары нижних поясов, тем самым добавляя значительный сдвиг и изгибающие силы к этим цапфам, которые соединяют эту внутреннюю пару поясов к ферме в целом.

Все эти передачи усилия означают, что напряжения в цапфах представляют собой очень сложную смесь сдвига и изгиба. Эта ситуация индуцируется продольным и вертикальным распределением сил между и между многими элементами в поясе фермы к решетке пересечение.

Решетка в решетку Подключения

Приведенное выше уточненное компьютерное моделирование не показало, что высокие поперечные силы передаются схемой кабельных каналов в пределах любая решетка к решетчатым связям. На практике большинство из них межрешеточные соединения выполнены парой стволов, хотя некоторые из них сделаны только с одинарными стволами, в то время как другие сделано с тремя шаблонами колышков.

Болты против деревянных Колышки

Как описано во введении к этому подразделу, традиционные Фермы городских решеток были собраны и соединены деревянными колышками. которые обычно составляли от 37 до 50 мм (1.От 5 до 2 дюймов) в диаметре. Минимальная техническая информация о том, как эти деревянные дюбели Соединители ведут себя колышками был опубликован в Северной Америке. Роберт Флетчер и Джонатан Паркер Сноу опубликовали ценную информацию о деревянных мостах в конце 1800-х по мотивам произведений Сноу обширный опыт работы на железнодорожных мостах в Новой Англии. Их Работа включает некоторую информацию о деревянных колышках. ^[17]

Milton Graton, известный (и почти единственный) подлинный крытый мостостроитель в Северной Америке с 1960-х по 1980-е годы, опубликовал книгу, описывающую дела его жизни. ^[16] Это В книге приводятся результаты нескольких испытаний канала связи, и они были очень специально нарисовал на соединениях, которые он использовал для построения решетки ферменные мосты. Эти тесты также, по-видимому, только определили отказ нагрузки, а не жесткости соединений. Роберта Л. Брунграбера неопубликованные, но доступные, к.т.н. диссертация также включала некоторые результаты испытаний колышков, как на прочность, так и на жесткость, в осевом растяжение и сжатие, двойной сдвиг и изгиб нагрузки. ^[18]

Уильям Буллейт, доктор философии, и Ричард Шмидт, доктор философии, физика, имеют тщательно протестированные колышки. Их исследование было предназначено для определения поведение, позволяющее анализировать деревянные колышки с помощью текущая модель NDS для дюбелей. ^[19]

Эта модель, в свою очередь, основана на теории боковой доходности. методология, которая впервые была использована в Европе в 1970-х годах. Раздел 11.7.1 NDS 2001 упоминает, как решить проблему дюбельных соединений. с альтернативными материалами или методами, открывающими дверь для использования параметры деревянного штифта для расчета прочности на сдвиг с одобренные кодом методы. ^[3]

Однако на момент написания этой статьи не было признанных на национальном уровне допустимые расчетные усилия для этих деревянных дюбелей. Пилот работы по тестированию, проведенные в середине 1990-х годов, в сочетании с соответствующими моделированием методом конечных элементов установлено, что разумный одинарный сдвиг допустимое усилие для дубовой трубы диаметром 44 мм (1,75 дюйма) в соединение пояса с решеткой из сосны толщиной 75 мм (3 дюйма) составляет 6,7 килоньютон (кН) (1500 фунтов) на плоскость сдвига.Больше тестирования последующие меры были бы полезны.

Большинство решетчатых ферм города в аутентичных крытых мостах были перестроены за эти годы. Эта работа временами была характеризовался чрезвычайной заботой и был посвящен исключительно замена вышедших из строя или вышедших из строя элементов в натуре. Некоторый ремонт усилия включали замену металлических болтов большого диаметра на оригинальные и традиционные деревянные колышки. Деревянное колышковое соединение действует через опору между деревом и деревом, оказывая влияние на как колышек, так и окружающий материал.Стальной болт в дереве соединение с более жесткой сталью часто демонстрирует увеличенное деформация в окружающем древесном материале с повышенными напряжениями в древесине по краю и относительно небольшой изгиб стали (для болтов большого диаметра, используемых в этой ситуации.) Некоторые исследователи полагают, что замена стальных болтов там, где они были деревянные колышки могут ослабить соединение из-за более высокие краевые напряжения. Отсутствие каких-либо принятых стандартов для этого тип подключения позволяет личное и профессиональное суждение влиять на предпочтительную практику.Авторы этого руководства не пока наблюдал случай, когда замена болтов на деревянные стволы были либо очевидным преимуществом, либо даже необходимостью.

Допуск диаметра и вероятность равномерного распределения нагрузки две причины для соединения тяжелых бревен большего диаметра деревянные колышки, а не стальные болты. В NDS указано, что сталь болты устанавливаются в отверстия диаметром до 3 мм (0,125 дюйма) негабаритных размеров, учитывая, что древесина может давать усадку при высыхании, в то время как сталь будет расширяться и сжиматься при изменении температуры.Большой стальные болты диаметром более жесткие по сравнению с соединенными древесины, поэтому распределение нагрузки между наборами болтов может быть особенно неровный. Один болт в большой группе аналогичных болтов но устанавливается в слегка смещенные отверстия, легко загружается с гораздо большей (или меньшей) простой средней долей нагрузки. Это неравномерное распределение нагрузки между большими группами тяжелых болтов привело к к прогрессирующему обрушению больших деревянных конструкций, особенно когда болты использовались в стыках натяжных поясов в древесине фермы.С другой стороны, большие деревянные колышки можно вбивать в более узкие отверстия, вплоть до посадки с небольшим натягом. Этот означает, что все колышки в большом шаблоне должны располагаться более равномерно. Сниженная жесткость деревянных дюбелей на изгиб также помогает схемы колышков распределяют нагрузки более равномерно. Наконец-то, деревянные дюбеля не конденсируют влагу больше, чем окружающая древесина, снижая риск гниения внутри дыры.

Сестра Элементы

Хотя это не совсем считается связью между двумя отдельные элементы фермы, решетчатая решетка (или угловой элемент стенки) элементы (более новые дополнительные элементы вставили на место по изношенный / поврежденный существующий элемент решетки) вписывается в этот обсуждение связей городских решетчатых ферм.Установка нового элемент, примыкающий к поврежденному элементу решетки, требует, чтобы новый быть подключенным таким образом, чтобы эффективно участвовать в нагрузке совместное использование компонентов фермы. Оригинальные элементы решетки были соединены в ферму стволами на их пересечении с хордами и с пересекающимися элементами решетки в другой слой решетки. Эти оригинальные стволы помогли перенести вертикальные и горизонтальные поперечные силы между соседними решетками слои в ферме.Поскольку элементы сестринской решетки вставлены вдоль исходного элемента решетки, их соединения делают не допускать взаимного соединения по всем шести плоскостям фермы элементы на стыках пояса и решетки. Добавленные стволы у тех пересечения могут соединить только четыре аккорда и новый сингл решетки и, следовательно, не обеспечивают полностью аналогичного соединение с другим слоем решетки, как в оригинальном строительство. В то время как эти дополнительные элементы сестринской решетки имеют использовались много лет, соединив их в существующую ферму древесина делается больше на основе суждений и меньше с пользой каких-либо аналитические исследования.См. Рисунок 124 для примера подключения. зарегистрированной решетчатой ​​ткани на хорде.

Рисунок 124. Плетеная решетчатая перепонка на хорде. связь.

Столбы решетки

Одна из основных и отличительных черт решетчатых ферм Town было то, что они могли быть «построены на милю», что означает, что ферма члены могут быть расширены и повторены до тех пор, пока мост строители желали. Эта экструдированная природа также означает, что нет простой и очевидный способ закончить ферму городской решетки.Более того, выбор строителей для детализации торцов редко заметен, если только не ремонтируется мост и не снимается сайдинг. В концы фермы нуждаются в некотором дополнительном усилении, чтобы помочь сопротивляться боковой изгиб в фермах и обеспечивает большую поддержку торцевое крепление портала. Строители и перестройщики использовали множество методов для обеспечения этого конца лечения.

Вертикальные концы

Наиболее распространенной геометрической обработкой концов фермы была резка их вертикально (под прямым углом к ​​хордам, для этих мостов на продольном уклоне).Эта вертикальная концевая стойка часто изготавливается из те же элементы планки, что и пояс и элементы решетки, и разрезается, чтобы заполнить вертикальный зазор между концами пояса на окончание фермы. Многие из этих сообщений были сделаны путем расширения всех элементы пояса к концу фермы и заполнение вертикальных проемов с дополнительными брусьями вокруг элементов решетки. Самый сильный способ однако формирование этих конечных столбов означает чередование непрерывностей элементов столбов и элементов аккорда, чтобы связать две группы элементов вместе, как показано на рисунке 125.

Рисунок 125. Концевой застроенный столб для города. решетка с вертикальным окончанием — Мост бумажной фабрики, Беннингтон, VT.

В некоторых случаях концевые стойки были изготовлены из массивных пиломатериалов. брус, а не доски. Члены аккорда были подключены к столбов, но элементы решетки были обрезаны и не подключены к опорные балки, как показано на рисунке 126.

Рис. 126. Цельнопиленный концевой штифт Фуллера. Мост, Монтгомери, штат Вирджиния.

Наклонная решетчатая ферма Концы

Решетчатые фермы Many Town имеют наклонную, свисающий конец, который следует по линии решетки (см. рисунок 127).

Рисунок 127. Наклонный конец лечение-Бартонсвилльский мост, Рокингем, штат Вирджиния.

В этих наклонных концевых мостах для ферм требуются концевые стойки. которые расположены позади фермы, где фермы все еще на всю глубину и обычно над концевыми опорными точками опоры (см. рисунок 128).

Рисунок 128. Соответствующий внутренний конец. Пост-Бартонсвилльский мост, Рокингем, штат Вирджиния.

Промежуточная решетка Столбы фермы

В более редких случаях посты располагаются на промежуточных местоположения и, вероятно, не были включены в исходный строительство. На рисунке 129 показан один из примеров этого элемента. макет.

Рисунок 129. Промежуточные стойки-Worrall’s Мост, Рокингем, штат Вирджиния.

Рекомендации для Столбы решетчатой ​​фермы

Для концевых стоек, изображенных в разделе «Вертикальные концы» выше, принципы сохранения исторического наследия обычно указывают на необходимость отремонтировать или заменить цельнопиленную концевую стойку, если таковая существует, чтобы сохранить практика оригинального строительства.Если конечный пост построен из более мелких деталей доски, и если процесс ремонта позволяет это (что зависит от того, какие элементы аккорда заменяются), комбинированный столб с чередующимися элементами аккорда и столбца непрерывный — производит более прочный композитный элемент. Этот перетасовка предпочтительнее, чтобы заканчивать сообщения со всеми аккордами участники простирались до конца моста, а должности заполнялись из сбор более мелких компонентов.

С другими расположениями столбов — либо рядом с концами фермы с наклонной торцевой обработкой или с промежуточной столбов (обсуждаемых в разделе «Концы наклонных решетчатых ферм» и Разделы «Столбы промежуточных решетчатых ферм» вверху) — сообщение компоненты прерываются элементами пояса, которые должны быть непрерывно при этом соединении.Компоненты сообщения обычно сплошной пиленый, толщиной, равной паре хордовых элементов. Они обрезаны, чтобы плотно прилегать как сверху, так и снизу, заклинивать в каждом пространстве между членами аккорда.

Промежуточные стойки, расположенные вдали от концов пролетов может не дать большого преимущества несущей способности фермы, но они могут придать мосту дополнительную поперечную жесткость и прочность благодаря более прочной ориентации крепления коленного бандажа соединения.Эти промежуточные посты могли быть добавлены во время частичное восстановление ферм, чтобы избежать более существенный проект бокового усиления.

Хвосты элементов решетки на Точки подшипника

Хвосты элементов решетки выступают ниже нижней части элементы нижнего пояса для обеспечения достаточного конечного расстояния за пределами магистрали в этом критическом соединении. Если бы эти хвосты были устранены в элементах решетки, которые находятся в напряжении, соединения будут иметь тенденцию к разрыву из-за отсутствия достаточного сдвига прочность на вкус (плоскость сдвига) от ствола до конца элемент решетки.Однако в местах опоры эти хвосты ниже нижнего пояса.

Есть два способа решить эту проблему. Самый распространенный метод заключается в том, чтобы обрезать хвосты заподлицо с низом дна аккорд в этой области. Поскольку наибольшие силы члена решетки при эта область находится в сжатии, отсутствие адекватного хвоста не существенно ослабить ферму. После того, как хвосты После снятия опорные блоки можно установить под элементами пояса.Опорные блоки следует размещать непосредственно под решеткой. перекрестки над опорной площадкой. Не менее двух решеток-хордов перекрестки должны быть поддержаны таким образом. Несущие блоки имеют полную ширину и поддерживают все шесть плоскостей компонентов фермы. Видеть рисунок 130 для примера.

Рисунок 130. Опорные блоки под нижний пояс, где были сняты хвосты — мост бумажной фабрики, Беннингтон, VT.

Другой способ избавиться от хвостов решетки на опорах — это держите их на всю длину по опорной поверхности.Это должно быть осуществляется двумя способами. Один из способов — использовать набор блоков. под парой внешнего пояса и еще одним набором блоков под пара внутренних хордов. Регулировка поясов и блоков затруднена. одинаково, поэтому одна сторона имеет тенденцию нести больше, чем другая боковая сторона. Это приводит к возникновению эксцентрической нагрузки на поясе, которая вызывает скручивание пояса и неравномерный срез цапф. Восстановителям следует избегать этой детали, если возможно, и использовать регулировочную прокладку. осторожно, если они должны использовать этот метод разъемного подшипника.

Второй способ детализации опор разъемных подшипников — использование большого массивный пиломатериал с вырезом на верхней поверхности канавкой. Этот паз должен быть достаточно широким и глубоким, чтобы хвосты могли выступают в паз, не опираясь на днища, при этом пояса несут на внешней стороне бруса. Эта деталь крайне редко и не рекомендуется, потому что канавка естественная ловушка для влаги и мусора и приведет к раннему износ несущей древесины.

Теодор Бёрр считается первым, кто наложил торцевая опорная, двухшпиндельная деревянная арка с традиционным многоточечным ферма шкворня. Со времени его первого запатентованного макета многие покрывали мосты видели различные комбинации арок и дерева фермы. Некоторые комбинации арки / фермы связывают арку с элементы фермы, устраняющие тягу арки от опор или пирсы. Элементы арки заканчиваются на нижнем поясе фермы. и связан с этим нижним поясом, что еще больше увеличивает напряжение в этом аккорде.

Условия опоры на конце дуги на опорах, как правило, рутина. Последний элемент арки нужно обрезать под прямым углом к его продольная ось, когда он контактирует с подшипником, и весь его торец должен опираться на бетонную или каменную подушку, прочно прикрепленную к абатмент. Хорошие детали покрытия и оклада, предназначенные для предотвращать прямое воздействие влаги и удержание влаги на эти критические арочные подшипники необходимы, чтобы избежать преждевременного заканчивается распад жизненной дуги.Относительно тонкий, обработанный давлением деревянная опорная подушка или даже тонкий лист неопрена или аналогичный инертный и плотный материал, следует использовать между концами арки и лицевая сторона из бетона или камня. Эта изолирующая опорная подушка жертвенный, смягчает распределение напряжения на конце дуги зерно и помогает предотвратить затекание конденсированной влаги на конце зерна. в решающие и уязвимые элементы арки.

Наиболее распространенное соединение между типично сдвоенной аркой. элементы и обычно зажатые элементы фермы (или асимметричный одинарный арочный элемент) представляет собой одиночный болт на пересечения арочной и ферменной вертикалей.Теоретически одиночный болт обеспечит контактное соединение между соединенными элементами. Практические аспекты передачи момента при этом подключении: спорно, однако. Когда эти болты снимаются, они часто деформирована, что указывает на серьезную перегрузку при сдвиге; сила перенос между двумя отдельными структурными системами может быть существенный. Ручной анализ этих сил взаимосвязи, основанный на при сравнении относительной жесткости арок и фермы, и передача динамической нагрузки от фермы к арке не обычно практичный или даже значимый.Даже сложный компьютер моделирование в значительной степени полагается на предположения о поддержке условия, относительная жесткость различных элементов и поведение соединительных дюбелей. На рисунке 131 изображена нагрузка. разделение между аркой и наложенной фермой.

Реконструкция существующего крытого моста с арками и фермы могут рассмотреть возможность использования пары (или более) болтов на соединения арок и ферм. Однако ширина обходных компонентов может помешать использованию двух разъемы, потому что отдельные болты часто не соответствуют текущему спецификации для минимальных краевых расстояний под нагрузкой в ​​утвержденных кодексом требования к геометрии болтового соединения.Как минимум, анализ должен осознавать ограничения возможностей фактических деталей соединения и избегайте противоречивых предположений.

Рисунок 131. Распределение нагрузки между аркой и накладная ферма.

Аналогично, если арка завязывается и заканчивается внизу хорды вместо того, чтобы опираться непосредственно на абатмент, анализ конструкция должна выполняться аккуратно, чтобы точно смоделировать поведение каждого элемента. Не только ферма и арка основные элементы, сильно нагруженные сдвигом и изгибом, кроме того к вездесущим осевым силам в каждом, но также и соединениям между различными компонентами обычно требует от дизайнера рассмотреть множество вопросов локальной геометрии.

Привязка балки к верху фермы Аккорд

Крытые мосты с традиционным каркасом, как правило, с подвесными потолками. поперечные анкерные балки с постоянным шагом вдоль фермы. Эти балки удерживали расстояние между фермами, служа основа для сопротивления продольному изгибу для верхнего сжатия хорды и общее выравнивание моста на этом уровне. Подробности на это подключение различается в зависимости от предпочтений застройщика и ситуации, но обычно они включают надрез на нижней стороне поперечных балок, где они охватывают верхний пояс.Очень распространенный Слабость в детализации этих выемок заключалась в недостаточном удовольствии анкерная балка, выходящая за край внешнего паза и идущая к балке конец. Большие боковые силы на верхнем уровне моста могут создать в этом соединении достаточно осевых сил, чтобы срезать это вкус, с соответствующим страданием наружной сдержанности верхнего пояса. Некоторые оригинальные строители признали эту проблему и предварительно удалите вкус и замените его шипованным блоком, загружается по бокам зерна.Эта деталь не такая жесткая, как целая вкус, но и не такой хрупкий, и механический соединители могут быть такими же прочными, как оригинальные ножницы по дереву емкость.

Первоначальные строители обычно использовали прямое механическое соединитель, чтобы удерживать анкерную балку на верхнем поясе и удерживать эта нижняя точка соприкасается с верхней гранью верхнего пояса. Этот также поможет предотвратить подъем анкерного бруса (и крыши). при сильном ветре и из-за любопытства снизу вверх, вызванного поперечные наколенники.Обычно использовались вертикальные болты, вниз через анкерную балку и соединенную одноэлементным верхом пояс, или через поперечные блоки из твердой древесины под парным верхом элементы аккорда. На рисунке 132 показано такое соединение. Это город реставрация решетчатых ферм. Отмечается вкус торцевой анкерной балки, вместе с нижним блоком и вертикальным болтом, используемым для зажима стяжки балка до верхнего пояса.

Рисунок 132. Привязать балку к верхнему поясу. связь. Фото

Верхняя боковая Подключения

Соединения между верхними боковыми силовыми сопротивлениями компоненты и поддерживающие их анкерные балки почти всегда включали врезное соединение, позволившее строителям установить боковые скобы, а затем затяните их на месте с помощью пары противоположные клинья.Клинья устанавливались за шипами на боковые стороны в пазах, оба прорезанных полностью через стяжку балки и далее по анкерам, оставляя место для клина пары. Интересной общей чертой этого соединения является преднамеренное вертикальное смещение между пазами для парных отводов таким образом, что отводы действительно мешали друг другу и должны были быть согнуты вертикально, поскольку они были установлены в их пазы. Этот предварительный изгиб означал, что контр-боковые распорки реже дребезжал, срабатывал и выпадал.Это смещение часто составляет около 25 мм (1 дюйм), для традиционно габаритный однополосный мост. Слишком большое смещение может привести к расколу боковые стороны в плоскости уровня и при концентрациях напряжений вызванный зубчатым шипом (см. рисунок 133).

Рисунок 133. Комплект верхних распорок. Чертеж

Пересечение средней панели между парой боковых распорок при прохождении друг друга могут быть прикручены или нет, в зависимости от практика строителя.Болт может помочь заблокировать парные X-образные скобы. вместе и может предотвратить выпадение одного или обоих, если клинья расшатываются или выпадают. Отверстие для болта уменьшается мощность элемента, но очень незначительно. Хотя это решение в какой-то мере основывается на индивидуальном суждении, большинство дизайнеров рекомендуем установить оцинкованный болт номиналом 19 мм (0,75 дюйма) на обходные боковые подтяжки.

Ортез колена

Поперечные соединения коленного бандажа сильно различаются.Они обычно делались с прикрепленным пазом и шипом к нижней стороне поперечных балок, что по-прежнему является предпочтительной деталью. Для ферм с тяжелыми деревянными вертикальными балками в точках панелей, коленные скобы обычно соединяются здесь с другим колышком врезной и шип. Поперечные ортезы коленного сустава Town lattice фермы, которые (обычно) не содержат обычных тяжелых бревен вертикальные элементы, как правило, соединяются непосредственно с решеткой элементы, предпочтительно на пересечении между двумя решетками слои, где принимающая древесина вдвое толще.Эти связи заведомо слабые, особенно в напряжении, и часто изготавливается только с помощью шипов с гвоздями или шурупов. Реабилитация проекты часто укрепляют и укрепляют эти связи, вставив горизонтальный болт через конец колена и решётка пересечения. Некоторые мосты содержат дополнительную сталь. стержень выше и параллельно коленному бандажу, что обеспечивает больше сила за счет задействования обоих коленных бандажей в растяжении-сжатии система, а не традиционная система только сжатия доступен с наколенником с гвоздями.Даже эта деталь подключения в конечном итоге ограничивается врожденным недостатком значительной силы или жесткость относительно неплоскостных точечных нагрузок в слоистой решетке доски. Некоторые оригинальные строители городских решетчатых ферм и некоторые последующие перестройщики противодействовали этой внутренней слабости в Фермы городской решетки путем добавления относительно тяжелых (двойных толщины) вертикальные планки вдоль элемента решетки и в плоскости с внутренними хордами. Эти сообщения могут предоставить лучший материал для пазы для коленных бандажей, помогая распределить поперечные поперечная сила более равномерно попадает в ферму.На рисунке 134 показан пример добавленных вертикалей у анкерных балок в городской решетке ферма.

Рисунок 134. Добавлены вертикали на анкерных балках в Ферма решетчатая городская

Короткие стропильные плиты Фермы Kingpost и Queenpost

Так как фермы шкворня и шкворня обычно не содержат элементы пояса в их торцевых панелях, стропильная плита часто добавлен для поддержки стропил над последней панелью фермы охватывать. Этот вторичный элемент может быть изготовлен из тяжелой древесины или собран из более мелких секций.Он может быть либо непрерывным, либо по всей длине моста и над вершиной фермы аккорд, или он может быть соединен только с верхним поясом (так, чтобы он существует исключительно в концевой панели (ах) фермы). Стропильная плита должна поддерживаться вертикальными стойками и соединяться с анкерными балками. Эти трехсторонние соединения могут быть либо в отдельных плоскостях, либо в общий самолет, хотя последний гораздо сложнее детализировать и строить, и часто бывает слабее. На рисунках 135-137 показан такой связать балку с верхним соединением пояса.Фотография на рисунке 137 является соединения, вышедшего из строя при обрушении моста из-за сильного снегопада загрузка. Сразу видно, что этот косяк очень много потерял. материала из элементов за счет соединения в одном стыке три элемента расположены под прямым углом к ​​другим. Рисование детали на рисунках 135 и 136 относятся к точной копии моста.

1 дюйм = 25,4 мм

Рисунок 135. Соединение анкерного пояса с верхним поясом. детали, первая диаграмма.

1 дюйм = 25,4 мм

Рисунок 136. Привязать балку к верхнему поясу. детали, вторая диаграмма. Рисунок.

Рисунок 137. Привязать балку к верхнему поясу. детали соединения вышедшего из строя стыка.

Подсоединение к этажам

Профнастил к стрингерам или балкам перекрытия

Доски настила обычно прикрепляются шипами к опоре. стрингеры или балки перекрытия. Рекомендации по практической установке и почти неизбежное возможное повреждение этих досок диктует что шипы должны быть не менее 10 мм (0.375 дюймов) в диаметре и должна быть как минимум вдвое длиннее, чем толщина настила настила. На каждой балке перекрытия обычно используются два шипа на доску. связь. Некоторые установщики используют кольцевые хвостовики или аналогично модифицированные шипы, чтобы предотвратить расшатывание. Спецификатор и владелец моста следует помнить об этой детали, потому что, хотя эти устойчивые к извлечению разъемы могут предотвратить преждевременное появление шипа выступов, заменяя доски настила без замены стрингеры или балки перекрытия сложно.Фактически, большинство шипов на колоде способны удерживать доски под нагрузкой, так Убедитесь, что снятие планки требует шлифовки соединителя голову и снимая планку над оставшимся разъемом хвостовик.

Клееные продольные панели настила, установленные над балки перекрытия, часто соединяются фирменными металлическими соединителями которые входят в паз в балках перекрытия и вкручиваются в нижняя сторона панелей палубы. Этот разъем позволяет избежать отверстия в верхняя поверхность панели палубы, которая может пропускать дорожную влагу введите материал панели.Некоторые мастера по ремонту мостов используют стопорные винты. (обычно утоплены в верхнюю часть настила) в верхних частях балки перекрытия или стрингеры. Эта деталь также вводит возможна влажность дорожного полотна в материале панели, но это установка позволяет производить работы сверху. Некоторые другие ремонтники используют болты, которые полностью проходят через палубу и поддерживающие стрингеры или балки перекрытия. Отверстие для этого стяжного болта может значительно снизить изгибную способность опорной стрингер или балка перекрытия, однако.Многие считают, что потенциал при попадании влаги в проезжую часть ниже головки болта или лага винт второстепенный, поэтому выбирайте работу над палубой. В Головка болта сама по себе может быть проблемой, если только она не утоплена. Следовательно, те, кто выбирает болты, часто используют болты с куполообразной головкой, которые можно установлен без зенковки, хотя настил с открытым куполом головки представляют некоторые проблемы с удобством эксплуатации. Все эти связи методы могут работать удовлетворительно и стоить примерно столько же.В выбор среди них в основном основан на суждении, пока рассматриваются различные плюсы и минусы.

Стрингеры к балкам перекрытия

Продольных стрингеров при использовании традиционно бывает несколько. панели длинные. Типичный стрингер обычно непрерывен на минимум три балки перекрытия. Отдельные стрингеры обычно заходят внахлест. за прилегающим и продолжающимся стрингером. В этом случае стрингеры традиционно прибиваются носком к поперечному полу балки с тяжелыми шипами.Если стрингеры эффективные прямоугольные поперечные сечения с глубиной больше ширины, диафрагмы или разумно блокировать стрингеры, когда они пересекают пол балки; это предотвращает перекатывание стрингеров.

Балки перекрытия к фермам

Как и большинство других деталей подключения, используемых в подлинных покрытых мосты, это тоже поддается мнению строителя. Некоторые строители, по-видимому, считали, что только вес пола достаточно, чтобы удерживать балки перекрытия на фермах, и что между ними не было необходимости в механическом соединении, потому что многие мосты здесь не имеют положительной связи.Другой строители считали, что более положительная связь была, по крайней мере, осмотрительный и ответственный, если не всегда необходимо сопротивляться любому разумные расчетные нагрузки, будь то продольные из-за дорожного движения тяговые силы при торможении или ускорении автомобилей, или поперечные силы, вызванные ветром или наводнением / обломками / льдом.

Как минимум, должно быть соединение, препятствующее ферме. нижний пояс от выскальзывания из-под балки перекрытия. Это может случиться с сильными боковыми ударами льдин или обломков во время наводнения.

В мостах с более чем одним нижним поясом часто используется вертикальный болт вниз через балку перекрытия, вниз через щель между элементами пояса, а затем через брусок твердой древесины на нижняя сторона пояса для прижима балки перекрытия к поясу.

Для мостов с одним нижним поясным элементом — вертикальный болт. через балку перекрытия и пояс иногда используется. Кроме очевидный существенный штраф к нижней части сетки пояса с отверстие, отверстие также может пропускать брызги или дождевую воду дальше и быстрее в аккорд и для ускорения износа в балках критического нижнего пояса.Следовательно, из инженерного перспектива, это не очень хорошая деталь соединения.

Некоторые устанавливают штифты из твердой древесины (круглые штифты) поверх нижний пояс; они входят в соответствующие отверстия в нижней части балки перекрытия, достигая результатов, аналогичных результатам с металлическим стержнем. А В недавнем примере использовались иглы диаметром 50 мм (2 дюйма) и 100 мм. (4 дюйма) длиной, 50 мм (2 дюйма) в поясе и балке перекрытия. Это сложное соединение помогает сократить расходы на техническое обслуживание, связанное с металлический стержень.Недостатком такого подключения является невозможность осмотреть иглу и проверить ее состояние (или даже узнать это там).

Распространенный и простой способ предохранить нижние элементы пояса от смещение по балкам перекрытия заключается в установке поперечного уровня металлический стержень, соединяющий два пояса с гайками и шайбами ​​на вне обоих аккордов. Этот стержень может плотно прижимать аккорды к настил пола и образуют соединение с системой тяжелого пола.Это соединение может гарантировать, что настил пола будет действовать как сдвиговая диафрагма и помогает противостоять поперечным боковым нагрузкам при сохранение продольного соосности. Эти поперечные стержни могут быть расположены равномерно по пролету; часто позиционирование на четверть пункта достаточно. Проблема с деталировкой этого стержня — выступающий конец стержня, шайбу и гайку вне пояса. Поскольку сайдинг часто прикрепляют к внешней поверхности пояса или к гвоздезабиватель, гвоздезабиватель должен быть искусственно расширен, чтобы сайдинг мог накройте концы этих стержней.Этот расширенный гвоздь предпочтительнее просто вырезать отверстие в сайдинге, которое позволяет удлинить штангу выступать через сайдинг. Хотя этот тип деталей был не распространен в оригинальной конструкции, он стал популярным модернизация в недавних проектах восстановления мостов и рекомендуется, когда не используются другие средства.

Нижняя боковая распорка

Если имеется под перекрытием моста, нижняя боковая распорка система обычно присоединяется к сторонам балок перекрытия с помощью пазы и шипы, если они были оригинальными для моста.Несколько мосты были построены с двойной системой X, так что есть врезное соединение балки перекрытия в середине пролета. Этот врезной, однако может значительно снизить изгибную способность балка перекрытия и ее следует рассматривать только в крайнем случае или если под давлением, чтобы соответствовать существующим условиям.

В некоторых сменных системах пола установлены боковые распорки. которые соединяются только шипами с гвоздями или шурупами, потому что сменные напольные системы часто используются больше и / или больше балки перекрытия.Это означало, что оригинальные отводы пришлось обрезать до подходят, либо их заменили. Как указано в другом месте в этом руководстве, многие исследователи крытых мостов считают, что нижние боковые распорки система не нужна, по крайней мере, для большинства мостов, иметь настил пола прямо над балками перекрытия. В этом Например, напольное соединение действует как глубокая горизонтальная диафрагма, в сочетании с нижними поясами. Эти очень глубокие лучи, образуется из-за действия диафрагмы в настиле пола, может быть так намного жестче, чем любая разумная система клиновидных боковых распорок что они сводят на нет вклад в допустимую боковую нагрузку несколько продуманная система распорок.

Для тех мостов, у которых есть настил на стрингерах, однако поверх балок перекрытия установлена ​​нижняя боковая система распорок. разумно обеспечить общую боковую грузоподъемность. Дополнительный самолет промежуточных элементов допускает большее относительное движение, кроме того к возможности для вертикально расположенных стрингеров катиться за исключением случаев, когда они существенно ограничены блокировкой на балки перекрытия. В этом случае боковые стороны X-распорок будут устанавливается под стрингерами, по бокам от пола балки.

Кровля и сайдинг

Соединения стропил

Соединение стропил с верхним поясом фермы или Стропильная плита обычно состоит из выемки в стропиле (называемой пасть птицы), где она опирается на верхнюю часть пояса или стропила пластина. Обычно стропила прибивают на носках к опоре. член. Некоторые более ранние строители расставляли стропила дальше, чем современные коды позволили бы и включили выемку в верхней части пояс или стропильная плита, позволяющая установить упорный подшипник наружу связь.Это уменьшило нагрузку на ногти на ногах, более сложное соединение, которое еще больше уменьшило сечение сетки пояса. Такая практика подключения сегодня редко применяется.

Козырёк стропильных пар обрабатывается согласно предпочтение строителя. Стропила могут упираться в ненесущий хребет, и быть индивидуально прибитым к нему пальцами ног. Стропила могут просто упирайтесь ногтями прямо друг в друга. Некоторые очень рано строители включили соединение в половину нахлеста на пиках стропил, которые могли быть прибиты гвоздями или даже привязаны.

Сайдинг

Сайдинг крепится к мосту гвоздями или саморезы, в зависимости от местных предпочтений. Однако важно избегайте прямого крепления сайдинга к элементам фермы, потому что эта большая площадь контакта может легко удерживать влагу и приводить к ранний износ ответственных элементов фермы. Предпочтительный деталь использует планки для гвоздей (или обшивки) на внешней стороне фермы элемент. Эти крепежные ленты следует отодвинуть от фермы. элемент с короткими прокладками, чтобы дополнительно минимизировать контакт с элемент фермы (см. рисунок 138).

Рис. 138. Разнесенные гвоздезабиватели для сайдинга из стропильных элементов.

Столярные изделия с 3D-печатью: упрощение сборки

С запуском Onyx, нашей новой нейлоновой нити, пропитанной микроуглеродным волокном, мы с энтузиазмом тестировали, чего она может достичь. Одним из наших открытий было то, что превосходная поверхность и стабильность размеров Onyx особенно хорошо подходят для создания точных столярных изделий. Это вдохновило нас на создание блога с некоторыми рекомендациями по созданию прочных столярных изделий на настольном 3D-принтере.

Столярные изделия — это термин, обычно встречающийся в деревообрабатывающей промышленности, относящийся к практике соединения двух деревянных частей вместе путем их геометрического ограничения. Хорошие столярные изделия обеспечивают прочные соединения при практически полном отсутствии таких крепежных элементов, как гвозди или шурупы. Столярные изделия полезны, потому что они обеспечивают прочное соединение с менее сложным процессом сборки. Однако обычно это сложные формы, проектирование и создание которых требует времени, в то время как для болтов и винтов требуется только отверстие и крепеж массового производства.

Запросить демонстрацию

‍‍ Классический Т-образный узел, напечатанный с помощью 3D-печати Onyx

, занимает интересное положение в качестве метода изготовления, поскольку печать сложной геометрии часто не дороже, чем печать блока. Вместо этого печать FDM ограничена свойствами материала и процессом построения слоев. Таким образом, проектирование для 3D-печати требует нового мышления, и частью этого мышления является использование геометрической свободы 3D-принтера для снижения сложности и стоимости окончательной сборки.Один из способов сделать это — взглянуть на столярные изделия, изобретенные для обработки дерева и литья под давлением, и применить их к ограничениям 3D-печати. В этом блоге я обсуждаю использование простых соединений, таких как «ласточкин хвост» и защелкивание, для улучшения ваших печатных дизайнов, а также приводю несколько примеров.

«Ласточкин хвост»

‍‍ Классическое соединение «ласточкин хвост»

Когда дело доходит до соединения двух частей, многие люди думают под прямым углом. И это эффективно, особенно если думать о механической обработке; прямые углы, как правило, сделать намного проще и быстрее, чем нечетные, требуя меньшего количества настроек и никаких специальных битов или таблиц индексации.Однако для 3D-принтера ласточкин хвост и прямые стены — это одно и то же. Без дополнительных усилий вы можете ограничить другую степень свободы. Это пригодится везде, независимо от того, нужен ли вам раздвижной узел или тройник без застежек.

Выдвижная коробка «ласточкин хвост» в разобранном виде‍ Расширяющиеся стенки и жесткие допуски позволяют этой коробке плавно скользить.

Думая об углах, помните, что устоявшаяся форма «ласточкин хвост» — не единственное применение. Сдвижная коробка из двух частей, показанная выше, обеспечивает такое же удержание, как и ласточкин хвост, но больше похожа на пластину со скошенными сторонами.Это позволяет ему легко скользить вместе с другой половиной коробки и даже включает небольшой фиксатор на конце, чтобы закрыть его. Эту форму было бы очень сложно изготовить другими способами, но она напечатана на Mark Two без поддерживающих материалов и с первого раза обеспечивает отличную посадку и чистоту поверхности.

Ознакомьтесь с нашим Руководством по проектированию композитов

Угловая геометрия в целом может помочь в 3D-печати. Например, печать бокового V-профиля, показанного ниже слева, может создать ограничение, которое будет трудно обработать, но распечатать тривиально.Между тем, классическое соединение шпунт-паз, как показано справа, трудно сделать большинству принтеров из-за создаваемого им выступа. Этот выступ приводит к плохой опоре нижней поверхности с плохой точностью размеров, и его следует по возможности избегать.

‍‍Профиль боковой V-образной стенки (слева) и пазогребневого соединения (справа)

Защелкивающиеся соединения

Обычно используемый метод недорогого соединения деталей, полученных литьем под давлением, — это стыковые соединения с защелками. Это хорошие формы для пластмасс, потому что они не выходят за рамки геометрических ограничений изготовления пресс-форм и используют способность пластика упруго деформироваться, а затем возвращаться в форму.Поскольку защелкивающиеся соединения предназначены для пластика, их легко адаптировать для 3D-печати… в плоскости XY. Большинство пользователей 3D-принтеров знают, что объекты, напечатанные на настольных FDM-принтерах, значительно более подвержены отказу при растяжении по оси Z (указывающей из рабочей пластины), чем по осям X и Y, из-за межслойных границ. Поскольку защелкивающиеся посадки обычно имеют тонкое поперечное сечение (для уменьшения изгибающего момента зажима), напечатанные на 3D-принтере защелки должны быть напечатаны «лежа» на рабочей пластине, чтобы не повредить их при многократном использовании.

‍‍‍Схема консольного защелкивающегося соединения, напечатанная в трех возможных ориентациях

На этой диаграмме показано увеличенное изображение слоев напечатанной защелкивающейся посадки. При печати в вертикальном положении (на фото слева) силы, отклоняющие защелкивание, также создают натяжение между слоями, что значительно повышает вероятность разрушения. Напечатано на его спине (на фото в центре), фиксатор определенно будет более прочным, но все же имеет плоскость среза, проходящую между зубом и рукой. Напечатано, лежащее на боку (на фото справа), однако, защелкивающаяся посадка не имеет границ слоев в поперечном сечении, что придает ей более предсказуемую прочность.И, если защелкивающаяся посадка достаточно велика, печать на ее стороне позволит провести волокно в зуб, тем самым используя всю прочность детали Markforged. Это же правило применяется к зубьям шестерен, храповикам и любым другим выступам, которые должны выдерживать значительную нагрузку.

Запросите бесплатный образец детали

Имейте в виду, что посадки с защелкой могут принимать разные формы в зависимости от области применения, и что конструкция и ориентация посадки с защелкой могут изменяться в зависимости от вашего проекта.В частности, пригонки с защелкиванием, выходящие из 3D-принтера, не ограничиваются толщиной или формой пресс-формы, поэтому вы можете проявить творческий подход к тому, куда вы их поместите (см. Ниже). С принтерами можно быстро и легко создавать прототипы, поэтому попробуйте несколько геометрических фигур, прежде чем останавливаться на окончательной форме.

Врезное соединение с защелкой заподлицо и соединение ndtenon Поперечное сечение паза и шипа с защелкой

Собираем вместе: держатель для телефона

Чтобы продемонстрировать скользящую посадку и механизмы защелкивания, я разработал этот держатель для мобильного телефона, который крепится к крышке Mark Two и вмещает любой сотовый телефон между 2.5 и 4 дюйма в ширину, чтобы оператор мог снимать замедленное видео или контролировать чувствительную печать.

‍‍ Держатель для телефона с телефоном в руке

Держатель для телефона состоит всего из трех частей, двух интерфейсов. Одним из таких интерфейсов является скручивающееся соединение, которое действует как шарнир. Хотя он не очень похож на ласточкин хвост, он служит той же цели: он позволяет легко печатать скользящую посадку благодаря дополнительным углам.

‍ Держатель телефона в разобранном виде (слева) и крючок (справа) ‍Фиксирование поворотного шарнира на место

Другой интерфейс работает как линейный храповик с наклонными стенками (чтобы они не соскальзывали) и зубцами для установки ширины держателя.Этот интерфейс было бы очень сложно создать на машине другими способами, но распечатать его было довольно просто и быстро!

Зубцы линейного храповика с соответствующей поверхностью (справа) ‍‍Линейный храповик для регулировки по ширине телефона, задействован Чехол для телефона в использовании, наблюдает за печатью Mark Two

Примечание о допусках

Как и все остальное, столярные изделия требуют проектирования в ваши допуски. На композитном 3D-принтере Mark Two для большинства общих целей зазор 0,08 мм между каждой стеной (.16 мм в диаметре) достаточно, чтобы две детали могли стабильно скользить. Если одна из ваших поверхностей удерживается опорным материалом, попробуйте увеличить зазор до 0,15 мм или около того. Конечно, детали, напечатанные на 3D-принтере, обычно сильно различаются, поэтому обязательно проведите модульное тестирование и создайте прототип, чтобы добиться нужного результата.

Это всего лишь один небольшой пример того, как проектирование с учетом столярных изделий может привести к созданию более простых дизайнов, которые лучше подходят для вашего 3D-принтера. Если вы найдете хорошие стыки для печати, напишите нам в Твиттере @MarkForged, чтобы поделиться своими дизайнами!

Плоские столярные изделия — 16-223 Creative Kinetic Systems

Столярные изделия относится к методам жесткого соединения отдельных частей с построить структуру.Отдельно рассматриваются подвижные соединения.

Нашим наиболее распространенным материалом для изготовления прототипов является фанера толщиной 6 мм, вырезанная лазером, . Процесс в результате получаются плоские детали призматической формы, в которых все пропилы проходят полностью материал. Эти части обычно соединяются под прямым углом. Дизайн этих конструкции неофициально называют плоской упаковкой , потому что вся сборка может Начнем с коробки из плоских деталей.

Следующее обсуждение делает несколько конкретных предположений:

• Лазер режет по любому двухмерному пути, полностью через плоский кусок материал.Все детали можно нарисовать в САПР в виде плоского эскиза, выдавленного на 6 мм. толстый.

• Лазерная резка с пропилом шириной примерно 0,2 мм. Нет смещения компенсации, луч движется прямо по середине геометрии кромки, поэтому все отверстия снаружи примерно на 0,2 мм, все наружные диаметры примерно на 0,2 мм меньше размера.

• Я предлагаю нарисовать все детали, используя желаемые окончательные размеры, но с характеристиками, устойчивыми к вариациям резки.Обычно это хорошая практика, которая учитывает как обычные материалы, так и изготовление толерантность.

Вырезанные лазером выступы и прорези (Tenson и Mortise)

Полезный метод создания перпендикулярного соединения — вырезать выступы за один край детали при установке в пазы на лицевой стороне другой детали. В деревообработке По терминологии «вкладка» называется шипом , а «прорезь» называется врезной .

Мои рекомендации по изготовлению язычков, которые вставляются в пазы, при условии лазерной резки 6 мм. фанера:

• Нарисуйте прямоугольные щели 6.2 мм шириной. Они будут отрезать примерно 6,4 мм. широкий, чтобы приспособиться к разной толщине материала. Моя собственная привычка нарисуйте длину как целое число, например 15 мм в длину.

• Нарисуйте выступы трапециевидной формы, чтобы они вошли в паз. Например, я рисую мои выступы для пазов 15 мм в виде трапеции высотой 6 мм, с каждой кромкой наклонен на 2 градуса от перпендикуляра (всего 4 градуса включенного угла), и наконечник размером 15,2 мм. Наконечник срежет примерно на 15,0 мм. широкий и свободно помещается в прорезь, но более широкий корень выступа будет пресс-посадка.Рядом с вкладкой (выходящей из корня) должно быть не менее несколько миллиметров кромки, которая будет контактировать с лицевой стороной вокруг паза для установки определенная глубина вставки.

  Трапециевидный профиль для язычка, вырезанного лазером, для вставки в вырезанный лазером 15,0 x Прорезь 6,2 мм, обе из фанеры толщиной 6 мм.

• На вкладке «Эскизы САПР» я рекомендую включить центральную линию выступа для использования поиск вкладки. Размеры от центра к центру как для выступов, так и для пазов остаются неизменными. детали допусков, выходящих за рамки логики проектирования.

• Эти соединения выступов и пазов можно собрать, слегка ударив по деталям. вместе. Клей можно добавить на язычок перед сборкой, если вытащить больше сила необходима, но во многих случаях она не нужна, если общая структура обеспечивает достаточное ограничение.

Лазерная резка с невыпадающим винтом, врезной и шип

Назначение соединения с невыпадающим винтом — создание стыкового соединения с зажимом винтом и гайкой в ​​плоскости одной из двух частей.Главная преимущества — это соединение, которое можно плотно зажать с широким допуском на вариации толщины материала. Его также можно легко разобрать и повторно собраны, и крепеж повторно использовался много раз. Основные недостатки вес и стоимость стального крепежа, необходимость обеспечения доступа к головка винта и гайка для затяжки, а также слабость к сопротивлению вращению вокруг ось винта.

Пример соединения невыпадающими винтами, включающего два пазовых и шиповых соединения.Паз для невыпадающего винта вырезан лазером, чтобы плотно прилегать к гайке 1 / 4-20.

Вид в разрезе, показывающий два шипа, вдавленные в пазы, и зажимной винт.

Это соединение с невыпадающими винтами включает пару запрессованных врезные и шиповые швы. Каждый шип-шип слегка заострен и может быть вставлен в соответствующий паз. Винт надежно зажимает две части вместе.

Типичные размеры элементов показаны ниже при условии использования фанеры толщиной 6 мм и винт 1 / 4-20 длиной 3/4 дюйма.Обратите внимание на конус шипов на 2 градуса.

Столярные изделия с невыпадающими винтами с ЧПУ

Пример соединения невыпадающими винтами, соединяющего две пластины под прямым углом.

В этом примере используется круглая геометрия паза для обеспечения совместимости с фрезерование и фрезерование; элемент можно фрезеровать по контуру с помощью фрезера 6,35 мм (1/4 дюйма) или Концевая фреза меньшего размера. Такой подход занимает больше места, чем плотно прилегающий квадрат. возможно исполнение паза с помощью лазерного резака.Но побочная выгода — избегание концентрации напряжений на острых внутренних углах. В этом примере отсутствуют шипы и может поворачиваться не на своем месте, если не будет дополнительных ограничений. предоставлена.

Вид сбоку на соединение с невыпадающими винтами, соединяющее две пластины под прямым углом.

Деталь соединения невыпадающих винтов, соединяющего две пластины под прямым углом.

Типичные размеры паза невыпадающего винта для винта M6 или 1 / 4-20. Все размеры указаны в миллиметрах.

Ниже приведены примеры соединений с невыпадающими винтами для различной толщины заготовки.В комплект входят шайбы для распределения усилия гайки и головки на более широкие поверхности. каждый конец слота, хотя в некоторых случаях они могут быть опущены:

Длина винта следующая:

Фондовая	Винт
3 мм	M6 x 20
6 мм	M6 x 25
9 мм	M6 x 25
12 мм	M6 x 30

Обратите внимание, что винт имеет частичную посадку на гайку корпуса 9 мм, что может можно улучшить, исключив шайбу.

Стандартные схемы расположения отверстий

(нужен эскиз или фотографии для: стандартной схемы отверстий, паза для соединения внахлест и т. Д.)

Другие интернет-ресурсы

_

Столярные изделия из деревянных рам — мастерство

Размещено 16 июля 2014 г.

Красота, прочность и детализация — вот отличительные черты традиционного деревянного каркаса. Состоящие из соединений и соединений, разработанных много веков назад, эти методы строительства используются до сих пор. От ручных инструментов и долот до современного высокоточного оборудования — соединения деревянного каркаса не только обеспечивают прочный каркас, но и интегрируются с красотой самого дома.Давайте рассмотрим и определим некоторые из интересных типов столярных изделий, используемых сегодня.

Врезка и шип

Первичная конструкция для наших домов состоит из столярных изделий с врезкой и шипом. Не знаете, что это за тип подключения? Он создается путем вставки деревянной детали с шипом в паз соседней детали. Эти два компонента, шип и паз, идеально подходят друг к другу. Затем соединение фиксируется деревянными штифтами, вбитыми в само соединение.Это не только надежно удерживает соединение, но и обеспечивает красивый художественный вид.

Сквозной шип

Сквозной шип часто используется, когда требуется большее расстояние между штифтами в определенном стыковом соединении. Шип полностью проходит через паз на другую сторону обнаженной балки. Это соединение предлагает одновременно эффективность и уникальную конструкцию по сравнению с типичной конструкцией врезного и шипованного типа.

Столярные изделия врезным и шиповым способом являются визитной карточкой домов Riverbend.

Шлицы

Обычное явление в конструкции деревянных каркасов происходит, когда две балки встречаются на одной стойке в одной плоскости. Это не оставляет достаточной ширины поперечного сечения для каждого шипа. Когда это происходит, шлиц проходит через паз в центральной балке, и открытый паз на каждой опорной балке может скользить по шлицу. Оттуда весь стык фиксируется с помощью штифтов.

Коленные распорки

Коленные распорки бывают разных конструкций, форм и размеров, но их основная функция — обеспечивать жесткость рамы, где бы ни сходились основные деревянные стойки и балки.Вы можете выбрать, чтобы ваши наколенники выделялись в более декоративном особняке или более незаметно сочетались с остальными деревянными соединениями. Обсудите свои варианты и то, что будет лучше всего, с дизайнером вашего дома.

Фермы

Деревянные фермы — это треугольные конструкции, которые перекрывают внутренние коньки крыши дома. Этот тип столярных изделий не только позволяет бревнам меньшего размера пересекать большие пространства, но и является отличительной чертой традиционного деревянного каркаса, которую рисует большинство людей.От закругленной бочкообразной фермы до впечатляющей фермы с королевской стойкой и до современного вида ножничной фермы — дизайн вашей стропильной системы может существенно повлиять на то, как каркас вашего дома взаимодействует, и украсит остальную часть вашего дизайна.