OCELOVÉ A DŘEVĚNÉ PRVKY A KONSTRUKCE Část: Dřevěné konstrukce Přednáška č. 3 Doc. Ing. Antonín Lokaj, Ph.D. VŠB Technická univerzita Ostrava, Fakulta stavební, Katedra konstrukcí, Ludvíka Podéště 1875, 708 33 Ostrava Poruba
Mezní stavy použitelnosti - deformace
Mezní stavy použitelnosti - průhyby
Spoje prvků dřevěných konstrukcí
Spoje D.K. podle druhu spojovacího prostředku: A) Tesařské spoje B) Spojovací prostředky kolíkového typu: -hřebíkové a sponkové spoje - svorníkové a kolíkové spoje - vrutové spoje C) Spojovací prostředky povrchového typu: -hmoždíky - desky s prolisovanými trny D) Lepené spoje Spoje D. K. podle tuhosti: - Nepoddajné: lepené spoje - Poddajné: tesařské spoje spoje s mechanickými spojovacími prostředky
Tesařské spoje Tradiční spoje poddajné Nevýhody: - pracnost - potřeba kvalifikovaných pracovníků - oslabení konstrukčních prvků Spojovací prostředky: dřevěné kolíky a hřebíky, kované hřebíky tesařské skoby hřebíky, vruty, svorníky
Zapuštění (čelní, patní, dvojité)
Spoje kolíkového typu Příčná únosnost spoje: Dřevo/dřevo, deska/dřevo
Johansen (1949) Únosnost příčně namáhaného spoje je dána pevností dřeva v otlačení a plastickým momentem únosnosti spojovacího prostředku
Příspěvek k únosnosti od účinku sepnutí spoje nutno omezit na následující procenta Johansenovy části:
Příčná únosnost spoje: Ocel/dřevo Tenká ocelová deska: Tlustá ocelová deska: tloušťka 0,5 d tloušťka d
Příčná únosnost spoje: Ocel/dřevo
Příčná únosnost spoje: Ocel/dřevo
Příčná únosnost spoje: Ocel/dřevo
Příčná únosnost spoje: Ocel/dřevo
Hřebíkové spoje
Charakteristická pevnost v otlačení ve dřevu/lvl: Předvrtání dřeva (0,8 d): - ρ k > 500 kg/m 3 - d > 8 mm Pro hřebíky o průměru větším než 8 mm se použije pevnost v otlačení jako pro svorníky.
Plastický moment únosnosti: Pro hřebíky z ocelového drátu s minimální pevností v tahu: f u = 600 MPa
Překrývání hřebíků (t t 2 ) > 4d
Rozteče hřebíků
Rozteče hřebíků (spoje: dřevo/dřevo)
Konstrukční zásady: Délka vniku hrotu: hladké hřebíky min. 8d ostatní hřebíky min. 6d Min. 2 hřebíky ve spoji.
Konstrukční zásady: Kolmé a šikmé hřebíkování
Konstrukční zásady: Kolmé a šikmé hřebíkování
Konstrukční zásady: Kolmé a šikmé hřebíkování Hladké hřebíky nelze zatěžovat osově stálým a dlouhodobým zatížením!
Únosnost řady hřebíků namáhaných rovnoběžně s vlákny a nevystřídaných V příčném směru o délku d:
Hřebíkové spoje: deska/dřevo Deska = překližka/ LVL/ OSB/ DTD/ DVD
Hřebíkové spoje: deska/dřevo Rozteče: jako u spoje dřevo/dřevo 0,85 Vzdálenosti od konců a okrajů: jako u spoje dřevo/dřevo
Hřebíkové spoje: ocel/dřevo Rozteče: jako u spoje dřevo/dřevo 0,7 Vzdálenosti od konců a okrajů: jako u spoje dřevo/dřevo
Sponkové spoje
Při určování únosnosti platí stejná pravidla jako pro hřebíky. Min. 2 sponky ve spoji. Materiál: ocelový drát s pevností v tahu 800 MPa Rozměry: b R = min. 6d L 50d plocha: 1,7 3,2 mm2 Konstrukční zásady: min. hloubka v koncovém dřevě: max. vzdálenost sponek // s vlákny: max. vzdálenost sponek kolmo k vláknům: Pokud: β<30 0 únosnost sponky se snižuje koef. 0,7 14d 80d 40d M y,rk = 240 d 2,6
Vrutové spoje
Vrutové spoje
Vrutové spoje Příčně zatížené vruty Vruty o průměru d < 6 mm se posuzují jako hřebíky Vruty o průměru d > 6 mm se posuzují jako svorníky Účinný průměr vrutu: d ef U vrutů, kde vnější průměr závitu = průměru dříku: d ef = d Současně hladký dřík vniká do prvku, ve kterém je hrot vrutu min. 4d U ostatních vrutů: d ef = 1,1 průměr jádra
Vrutové spoje Osově zatížené vruty
Osově zatížené vruty n ef = n 0,9
Vruty zatížené současně příčně a osově: Vruty: konstrukční zásady
Svorníkové spoje Příčně zatížené svorníky Svorníkové spoje: dřevo/dřevo
Svorníkové spoje
Svorníkové spoje
Svorníkové spoje Příčně namáhané svorníkové spoje Svorníkové spoje: deska/dřevo Svorníkové spoje: ocel/dřevo Platí stejná pravidla pro spoje kolíkového typu: ocel/dřevo
Osově namáhané svorníkové spoje Svorníky: konstrukční zásady
Kolíkové spoje Průměr kolíků: 6 30 mm
Hmoždíkové (záchytkové) spoje
Hmoždíkové (záchytkové) spoje
Hmoždíkové (záchytkové) spoje
A) Spoje s vkládanými hmoždíky Spoje: dřevo/dřevo, ocel/dřevo. Prstencové hmoždíky: Talířové hmoždíky: Max. průměr hmoždíku: typ A (Appel: ocel, slitina). typ B (dub). 200 mm. Hustota spojovaných dřev: min. 350 kg/m 3. Způsob porušení: usmyknutí/otlačení dřeva. Svorník má pouze zajišťovací funkci.
65 190 mm 65 190 mm
Charakteristická únosnost 1 hmoždíku pro 1 střih rovnoběžně s vlákny: Char. únosnost pod úhlem α: d c = průměr hmoždíku, h e = hloubka vsazení, k i = modifikační součinitel Pro spoje dřevo/dřevo Pro spoje ocel/dřevo Pro spoje s 1 hmoždíkem ve smykové spáře Pro spoje s více hmoždíky ve smykové spáře
Minimální rozteče pro střídavě umístěné hmoždíky v 1 spáře
Hmoždíkové spoje
Zalisované hmoždíky
B) Spoje se zalisovanými hmoždíky Spoje: dřevo/dřevo, ocel/dřevo Ozubené hmoždíky: Max. průměr hmoždíku: typ C (Bulldog: ocel) C1, 3, 5, 6, 8, 10 dvojstranný C2, 4, 7, 9, 11 jednostranný typ D (Geka - slitina) 165 mm Hustota spojovaných dřev: max. 500 kg/m 3 Způsob porušení: usmyknutí/otlačení dřeva Svorník má zajišťovací i nosnou funkci (ve smyku).
50-165 mm 50-117 mm
73 130 mm 73 130 mm
D = 100, 130 mm
50-115 mm 50-115 mm
Charakteristická únosnost 1 hmoždíku pro 1 střih rovnoběžně s vlákny: Pro jednostranné typy Pro dvojstranné typy d c = průměr hmoždíku, h e = hloubka vniku zubu, d = průměr svorníku k i = modifikační součinitel t 1 = tloušťka bočního prvku, t 2 = tloušťka vnitřního prvku