SPOJE S KOVOVÝMI SPOJOVACÍMI PROSTŘEDKY
Spoje dřevo-dřevo a deska-dřevo (obecně) Spoje: jedno-střižné dvou-střižné
KO PI E
Spojovací prostředky kolíkového typu jsou: hřebíky, sponky, svorníky, kolíky a vruty.
Charakteristická únosnost pro jeden střih jednoho spojovacího prostředku se má u hřebíků, sponek, svorníků a vrutů uvažovat jako nejmenší hodnota stanovená podle následujících vztahů:
EN T
SK
Á
Spojovací prostředky jednostřižně namáhané ⎧ f h ,1, k t1d ⎫ ⎪ ⎪ ⎪ f h ,1, k t2 dβ ⎪ ⎪ ⎪ 2 ⎡ ⎤ ⎡ t ⎛ t ⎞2 ⎤ ⎪ f h ,1, k t1 d ⎢ ⎪ F ⎛ ⎞ ⎛ ⎞ t t ax Rk , 2 3 β + 2β ⎢1 + 2 + ⎜⎜ 2 ⎟⎟ ⎥ + β ⎜⎜ 2 ⎟⎟ − β ⎜⎜1 + 2 ⎟⎟⎥ + ⎪ ⎪ ⎢ 4 ⎪ ⎢⎣ t1 ⎝ t1 ⎠ ⎥⎦ ⎝ t1 ⎠ ⎝ t1 ⎠⎥ ⎪ 1+ β ⎣ ⎦ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎡ ⎤ Fv , Rk = min ⎨1,05 f h ,1, k t1 d 2β (1 + β ) + 4β (2 + β ) M y , Rk − β + Fax , Rk ⎬ ⎢ ⎥ ⎪ ⎪ 2 + β ⎣⎢ f h ,1, k d t12 4 ⎦⎥ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎤ + 4 ( 2 ) M β β f h ,1, k t2 d ⎡ F y , Rk 2 ⎪1,05 ⎪ − β ⎥ + ax , Rk ⎢ 2 β (1 + β ) + 2 1 + 2β ⎣⎢ f h,1, k d t2 4 ⎪ ⎪ ⎦⎥ ⎪ ⎪ Fax , Rk 2β ⎪ ⎪ ⎪1,15 1 + β 2M y , Rk f h ,1, k d + 4 ⎪ ⎩ ⎭
UD
Fv,Rk …charakteristická únosnost jednoho střihu jednoho spojovacího prostředku ti … tloušťka dřeva nebo desky nebo hloubka vniku fh,i … charakteristická pevnost v otlačení v dřevěném prvku d … průměr spojovacího prostředku My,Rk … charakteristický plastický moment únosnosti spojovacího prostředku β … poměr mezi pevnostmi v otlačení prvků Fax,Rk … charakteristická osová únosnost na vytažení spojovacího prostředku
ST
Poznámka: První člen na pravé straně ve vztazích pro spojovací prostředky jednostřižné a Fax,Rk dvoj-střižné je únosnost podle Johansenovy teorie, zatímco člen 4 je příspěvek od účinku sepnutí. Příspěvek k únosnosti od účinku sepnutí spoje se má omezit na následující procenta z Johansenovy části: - Hřebíky kruhového průřezu - Hřebíky čtvercového průřezu a drážkované - Ostatní hřebíky
15 % 25 % 50 %
- Vruty - Svorníky - Kolíky
100 % 25 % 0%
KO PI E
Jestliže Fax,Rk není známa, pak příspěvek účinku sepnutí spoje se má uvažovat nula.
EN T
⎧ f h ,1, k t1 d ⎫ ⎪ ⎪ ⎪0,5 f h ,1, k t2 d β ⎪ ⎪ ⎤ Fax , Rk ⎪⎪ 4 β (2 + β ) M y , Rk f h ,1, k t1 d ⎡ ⎪ = min ⎨1,05 − β⎥ + ⎢ 2 β (1 + β ) + ⎬ f h ,1, k d t12 2 + β ⎢⎣ 4 ⎪ ⎥⎦ ⎪ ⎪ ⎪ Fax , Rk ⎪1,15 2 β 2M ⎪ y , Rk f h ,1, k d + ⎪⎩ ⎪⎭ 1+ β 4
ST
UD
Fv , Rk
SK
Spojovací prostředky dvojstřižně namáhané
Á
Způsoby porušení pro spoje ze dřeva a desek - jednostřižný spoj (Popis odpovídá příslušným vzorcům)
Způsoby porušení pro spoje ze dřeva a desek - dvojstřižný spoj (Popis odpovídá příslušným vzorcům)
Spoje ocel-dřevo (obecně)
KO PI E
Charakteristická únosnost spoje ocel-dřevo je závislá na tloušťce ocelových desek. Ocelové desky tloušťky menší nebo rovné 0,5d jsou klasifikovány jako tenké desky a ocelové desky tloušťky větší nebo rovné d s tolerancí rozměru díry menší než 0,1d jsou klasifikovány jako tlusté desky. Charakteristická únosnost spojů s tloušťkou ocelové desky mezi tenkou a tlustou deskou se má počítat pomocí lineární interpolace mezi limitními hodnotami pro tenkou a tlustou desku. Poznámka: Musí se posoudit pevnost ocelové desky.
Charakteristická únosnost hřebíků, svorníků, kolíků a vrutů pro jeden střih jednoho spojovacího prostředku se má uvažovat jako nejmenší hodnota stanovená z následujících vztahů: Pro tenkou ocelovou desku jednostřižně namáhanou:
Á
SK
Fv , Rk
⎧0,4 f h , k t1 d ⎫ ⎪ ⎪ = min ⎨ Fax , Rk ⎬ ⎪1,15 2 M y , Rk f h , k d + ⎪ 4 ⎭ ⎩
UD
EN T
Pro tlustou ocelovou desku jednostřižně namáhanou: ⎧ ⎡ ⎤ Fax , Rk ⎫ 4M y , Rk − 1 ⎪ f h, k t1 d ⎢ 2 + ⎪ ⎥+ f h , k d t12 4 ⎪ ⎪ ⎢⎣ ⎥⎦ ⎪⎪ ⎪⎪ Fax , Rk Fv , Rk = min ⎨2,3 M ⎬ y , Rk f h , k d + 4 ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎩ f h, k t1 d ⎪⎭
Hřebíkové spoje
ST
Poznámka 1: Značky pro tloušťky v jednostřižných a dvojstřižných spojích jsou definovány takto: t1 je:
t2 je:
- tloušťka na straně hlavičky v jednostřižném spoji - menší z tlouštěk dřeva na straně hlavičky a vniku hrotu v dvojstřižném spoji - vnik hrotu v jednostřižném spoji - tloušťka středního prvku v dvojstřižném spoji
Poznámka 2: Dřevo se má předvrtat, když:
KO PI E
- charakteristická hustota dřeva je větší než 500 kg.m-3 - průměr d hřebíku je větší než 6 mm Pro hladké hřebíky, které jsou vyrobeny z drátu s minimální pevností v tahu 600 N.mm-2, se mají používat následující hodnoty plastického momentu únosnosti: My,Rk = 0,3 . fu . d2,6 My,Rk = 0,45 . fu . d2,6
pro hřebíky kruhového průřezu pro hřebíky čtvercového průřezu a drážkované
Pro hřebíky čtvercového průřezu a drážkované hřebíky se má průměr d hřebíku uvažovat rozměr strany. My,Rk … charakteristický plastický moment únosnosti spojovacího prostředku v N.mm-1 d … průměr hřebíků fu … pevnost drátu v tahu v N·mm-2
SK
Á
Pro hřebíky o průměrech do 8 mm platí následující charakteristické pevnosti v otlačení ve dřevu a LVL: - bez předvrtaných otvorů: fh,k = 0,082 . ρk . d-0,3 N.mm-2 - s předvrtanými otvory: fh,k = 0,082 . (1 – 0,01 . d) . ρk N.mm-2 Pro hřebíky s průměry většími než 8 mm se použijí hodnoty charakteristických pevností v otlačení pro svorníky.
EN T
Hřebíkové spoje a) dřevo-dřevo b) deska-dřevo c) ocel-dřevo
ad a) spoje dřevo-dřevo
UD
- Pro hladké hřebíky má být délka vniku hrotu nejméně 8d. - Pro hřebíky jiné než hladké má být délka vniku hrotu nejméně 6d.
Minimální rozteče a vzdálenosti od konců a okrajů jsou uvedeny v tabulce. je rozteč hřebíků v jedné řadě rovnoběžně s vlákny rozteč řad hřebíků kolmo k vláknům vzdálenost mezi hřebíkem a nezatíženým koncem vzdálenost mezi hřebíkem a zatíženým koncem vzdálenost mezi hřebíkem a nezatíženým okrajem vzdálenost mezi hřebíkem a zatíženým okrajem úhel mezi silou a směrem vláken
ST
a1 …… a2 …… a3,c …… a3,t …… a4,c …… a4,t …… α ……
Úhel α
Rozteče nebo vzdálenosti
Minimální rozteče nebo vzdálenosti od konců/okrajů Bez předvrtaných otvorů
0°≤ α ≤ 360°
5d
-90°≤ α ≤ 90°
( 10+ 5cosα)d
90°≤ α ≤ 270°
0°≤ α ≤ 180°
180°≤ α ≤ 360°
UD ST
(7 + 8⏐cosα⏐)d
7d
10d
( 15 + 5cosα)d 15d
d< 5 mm; (5 + 2sinα)d d ≥ 5 mm; (5 + 5sinα)d 5d
EN T
Vzdálenost a4,c (nezatížený okraj)
d< 5 mm; (5 + 5⏐cosα⏐)d d ≥ 5 mm; (5 + 7⏐cosα⏐)d
d< 5 mm; (7 + 2sinα)d d ≥ 5 mm; (7 + 5sinα)d
Á
Rozteč a2 (kolmo k vláknům) Vzdálenost a3,t (zatížený konec) Vzdálenost a3,c (nezatížený konec) Vzdálenost a4,t (zatížený okraj)
0°≤ α ≤ 360°
420 < ρk ≤ 500 kg.m-3
SK
Rozteč a1 (rovnoběžně s vlákny)
KO PI E
ρk ≤ 420 kg.m-3
S předvrtanými otvory
7d
(7 + 8⏐cosα⏐)d
(3 +⏐sinα⏐)d
( 7 + 5cosα)d 7d
d< 5 mm; (3 + 2sin)d d ≥ 5 mm; (3 + 4sinα)d 3d
Příklad: Hřebíkový spoj
KO PI E
Posuďte únosnost spoje tažené pásnice. Osová síla NEd = 40 kN (střednědobá). Materiál třídy S10, třída provozu 1. (dvojstřižný spoj). Hřebíky: ∅ = 4 mm, délka 120 mm, fu = 600 MPa.
Á
t1 = 35 mm, t2 = 50 mm
EN T
ft,0,d = 8,62 MPa
SK
1) Materiálové a průřezové charakteristiky ρk = 350 kg.m-3 ft,0,k = 14 MPa kmod = 0,8 Ap = 0,006 m2 Apř = 0,0084 m2
2) Únosnost pásnice Rd,p = Ap . ft,0,d =
> NEd
⇒ VYHOVUJE
UD
3) Únosnost příložek (musí přenést 1,5 násobek osové síly) Apř . ft,0,d Rd,př = = > NEd 1,5
⇒ VYHOVUJE
4) Otlačení hřebíku fh,k = 0,082 . ρk . d-0,3 =
ST
My,Rk = 0,3 . fu . d2,6 =
5) Únosnost jednoho hřebíku ve střihu fh,2,k β= f =1 h,1,k Podmínka: 8 . d = 8 . 4 =
< 35 ⇒ VYHOVUJE
Fv,Rk,1 = fh,1,k . t1 . d = Fv,Rk,2 = 0,5 . fh,2,k . t2 . d fh,1,k . t1 . d .[ 2+β
Fv,Rk,4 = 1,15 .
2 . β. (1 + β) +
2.β Fax,Rk . 2 . My,Rk . fh,1,k . d + = 4 1+β
6) Počet hřebíků ve spoji
ST
UD
EN T
a1 = (5 + 5|cosα|).d = a2 = 5 . d = a3,t = (10 + 5 cosα) . d = a4,c = 5 . d =
SK
7) Minimální rozteče
Á
NEd = nhř = 2 . F v,Rk
8) Nákres
4 . β . (2 + β) . My,Rk Fax,Rk -β]+ fh,1,k . d . t12 4
KO PI E
Fv,Rk,3 = 1,05 .
