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): - ρk > 500 kg/m3 - 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: fu = 600 MPa
Překrývání hřebíků (t – t2) > 4d
Rozteče hřebíků
Rozteče hřebíků (spoje: dřevo/dřevo)
Konstrukční zásady: Délka vniku hrotu: Min. 2 hřebíky ve spoji.
hladké hřebíky – min. 8d ostatní hřebíky – min. 6d
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: bR = 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 < 300 ⇒ únosnost sponky se snižuje koef. 0,7 My,Rk = 240 d2,6
14d 80d 40d
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: def U vrutů, kde vnější průměr závitu = průměru dříku: def = d Současně hladký dřík vniká do prvku, ve kterém je hrot vrutu min. 4d
U ostatních vrutů: def = 1,1×průměr jádra
Vrutové spoje Osově zatížené vruty
Osově zatížené vruty
nef = n0,9
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:
typ A (Appel: ocel, slitina). typ B (dub).
Max. průměr hmoždíku:
200 mm.
Hustota spojovaných dřev: min. 350 kg/m3. 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:
dc = průměr hmoždíku, he = hloubka vsazení, ki = 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:
typ C (Bulldog: ocel) C1, 3, 5, 6, 8, 10 … dvojstranný C2, 4, 7, 9, 11 … jednostranný typ D (Geka - slitina)
Max. průměr hmoždíku:
165 mm
Hustota spojovaných dřev: max. 500 kg/m3 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
dc = průměr hmoždíku, he = hloubka vniku zubu, d = průměr svorníku ki = modifikační součinitel t1 = tloušťka bočního prvku, t2 = tloušťka vnitřního prvku
