13.11.2014 Views

RĪGAS TEHNISKĀ UNIVERSITĀTE Būvkonstrukciju ... - Aleph Files

RĪGAS TEHNISKĀ UNIVERSITĀTE Būvkonstrukciju ... - Aleph Files

RĪGAS TEHNISKĀ UNIVERSITĀTE Būvkonstrukciju ... - Aleph Files

SHOW MORE
SHOW LESS

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.

<strong>RĪGAS</strong> <strong>TEHNISKĀ</strong> <strong>UNIVERSITĀTE</strong><br />

<strong>Būvkonstrukciju</strong> katedra<br />

METODISKIE NORĀDĪJUMI<br />

STIEPTU KOKA KONSTRUKCIJU<br />

NAGLU SAVIENOJUMU<br />

PROJEKTĒŠANAI<br />

(LVS EN 1995-1-1)<br />

2<br />

RTU Būvniecības specialitāšu studentiem, studiju procesā izstrādājot uz<br />

koka konstrukciju projektēšanu orientētus praktiskus darbus, studiju<br />

darbus un inženierprojektus, nereti rodas nepieciešamība detalizēti<br />

izprojektēt stieptu koka konstrukciju naglu savienojumus. Sastādītajos<br />

metodiskajos norādījumos apkopta detalizēta informācija par šādu<br />

savienojumu projektēšanu, un tā var sekmēt praktisko darbu izpildīšanas<br />

gaitu mācību priekšmetā „Būvkonstrukcijas”, ka arī studiju darbu un<br />

projektu kvalitātes paaugstināšanu.<br />

Metodiskos norādījumus sastādīja doktorants V. Goremikins un<br />

asoc.prof. D. Serdjuks<br />

Recenzents: Dr.sc.ing. L.Kupče<br />

UDK 624.011.1(072)<br />

Me 803<br />

RTU<br />

Rīga, 2009<br />

ISBN 978-9984-39-875-4


IEVADS<br />

3<br />

1. STIEPTA SAVIENOJUMA APRĒĶINA SECĪBA<br />

4<br />

Koka konstrukciju elementu – baļķu, šķautņu, dēļu izmērus<br />

nosaka sortiments un koku dabiskie izmēri – garums un šķērsgriezums.<br />

Iebūvējot koka konstrukcijas ēkās un citās inženierceltnēs, bieži vien<br />

koka elementi jāsavieno. Būvkokus savā starpā savieno tieši vai ar<br />

speciālam saitēm – līmi, tapām, naglām, skrūvēm, aptverēm, piekariem,<br />

uzliktņiem, skavām, dzintelēm u. tml.<br />

Viens no izplātītākiem ir naglu savienojums.<br />

Naglas ir metāla elementi, kas cieši ievietoti savienojamos<br />

būvkokos un neļauj tiem savstarpēji pārvietoties. Naglas lieto saliktajās<br />

sijās, statņos vai konstrukciju mezglos. Naglas darbojas liecē, bet koksne<br />

ligzdas sieniņās – virsmas spiedē.<br />

Nesošajos savienojumos rekomendē lielot naglas no tērauda, kura<br />

robežpretestība stiepē ir ne mazāka par 600 N/mm 2 . Naglas aizsargā pret<br />

koroziju ar metāla, sintētisko sveķu materiāla vai cementa saistvielas<br />

klājumu, kā arī, ķīmiski apstrādājot virsmu. Sevišķi agresīvā vidē<br />

pielieto naglas no korozijizturīga tērauda. Mūsdienās lieto vairāku veidu<br />

naglas: apaļa vai kvadrātveida šķērsgriezuma gludās naglas, uzlabotas<br />

konstrukcijas naglas ar noapaļotu spirālveida vītni vai naglas ar<br />

gredzenveida profilu. Profilētām naglām ir lielāks sānu virsmas laukums<br />

salīdzinājumā ar gludajām, tāpēc lielāka ir arī nestspēja virsmas spiedē.<br />

Speciālā apstrādes procesā kvadrātveida šķērsgriezuma naglu savērpjot<br />

ap tās asi.<br />

Nesošo koka elementu savienojumos lieto naglas ar diametru no<br />

2.75 līdz 8 mm, garums – no 40 līdz 250 mm. Naglas iedzen ar vai bez<br />

iepriekšējas caurumu urbšanas perpendikulāri dēļa plaknei. Būvnormās<br />

rekomendē urbuma diametru, kur paredzēts dzīt naglas, pieņemt ne<br />

lielāku par 0,8d.<br />

Konstruējot naglotos savienojumus jāņem vērā pieļaujamie<br />

minimālie attālumi starp naglu asīm un attālumi no naglas ass līdz<br />

sanagloto dēļu malām un galiem, lai nodrošinātu pietiekamu koksnes<br />

nestspēju skaldē un nerastos plaisas.<br />

Savienojuma aprēķins veikts pēc LVS EN 1995-1-1 prasībām.<br />

1.1. STIEPTA ELEMENTA NESTSPĒJAS NOTEIKŠANA<br />

Lai noteikt nepieciešamo naglu skaitu, vispirms jāzina, kāda<br />

nestspēja ir savienojamiem elementiem.<br />

Elementa nestspēju var noteikt, izejot no stiprības nosacījuma:<br />

N<br />

f<br />

td ,<br />

t,0, d t,0, d,<br />

Ant<br />

td , nt t,0, d.<br />

N A f<br />

(1)<br />

kur N t,d – elementa nestspēja;<br />

A nt – elementa aprēķina neto laukums;<br />

f t,0,d – koksnes aprēķina pretestība stiepē šķiedru garenvirzienā,<br />

f k f <br />

(2)<br />

t,0, d mod t,0, k<br />

/<br />

M<br />

kur k mod – modifikācijas faktors (sk. II pielikumu);<br />

γ M – parciālais (drošuma) faktors materiāla īpašībai (sk. V pielikumu);<br />

f t,0,k – koksnes pretestības raksturvērtība (sk. I pielikumu);<br />

Ja naglu diametrs d n ir lielāks par 6 mm vai dēļa biezums ir<br />

mazāks par t, kuru nosaka pēc formulas (3), vai pēc formulas (4), ja<br />

koksne ir sevišķi trausla, tad naglu iedzen iepriekš izurbtos caurumos.<br />

7dn<br />

<br />

<br />

<br />

t max <br />

13 30<br />

k<br />

, (3)<br />

dn<br />

400<br />

<br />

<br />

<br />

kur d n – naglas diametrs, mm;<br />

ρ k – koksnes blīvuma raksturvērtība, kg/m 3 .<br />

14dn<br />

<br />

<br />

<br />

t max <br />

13 30<br />

k<br />

, (4)<br />

dn<br />

200


5<br />

Ja naglu iedzen tieši kokā, tad elementa aprēķina neto laukumu<br />

var noteikt pēc formulas:<br />

Ant<br />

b h.<br />

(5)<br />

Ja naglu iedzen iepriekš izurbtos caurumos, tad elementa aprēķina<br />

neto laukumu var noteikt pēc formulas:<br />

A bh A , (6)<br />

nt<br />

v<br />

kur b – elementa šķērsgriezuma platums,<br />

h – elementa šķērsgriezuma augstums,<br />

A v – summāro vājinājumu laukums, ko iegūst 20 cm garā elementa<br />

neizdevīgākajā posmā esošos vājinājumus sabīdot pa elementa asi vienā<br />

šķēlumā.<br />

6<br />

1. att. Stiepta naglota savienojuma shēma<br />

1.2. UZLIKAS BIEZUMA UN NAGLAS IZMĒRU IZVĒLE<br />

Uzlikas biezumu parasti pieņem t 1 0,5·t 2 un saskaņo to ar<br />

zāģmateriālu sortimentu.<br />

Naglas diametru ieteicams izvēlēties ne lielāku par 0,25·t 1 .<br />

1.3. NAGLAS NESTSPĒJAS NOTEIKŠANA<br />

Lai noteikt naglu kopējo skaitu, vajag zināt nagla nestspējas<br />

raksturvērtību F v,Rk , kuru var noteikt kā summu no mazāko no nestspējas<br />

vērtībām virsmas spiedē un naglas liecē katrā nobīdes plaknē simetriskā<br />

savienojumā.<br />

a) Virsmas spiede vidējā elementā:<br />

F 0,5 f t d<br />

(7)<br />

vRk , ,2 h,2, k 2 n<br />

N t,d<br />

2<br />

1<br />

1<br />

2<br />

N t,d<br />

1 - 1<br />

b<br />

h<br />

fh,2, k<br />

0,082 1 0,01dn k<br />

– pretestības raksturvērtība (N/mm 2 )<br />

naglas iespiešanai ligzdas sieniņā naglai ar diametru līdz 8 mm, kas<br />

iedzīta iepriekš izurbtā caurumā parastā vai līmētā kokā;<br />

0,3<br />

fh,2, k<br />

0,082k dn<br />

– tāda pati koksnē iedzītai naglai bez izurbta<br />

cauruma;<br />

t 2 – vidējā koka elementa biezums, mm;<br />

d n – naglas diametrs, mm;<br />

k – koksnes blīvums, kg/m 3 .<br />

kur <br />

2 - 2<br />

b) Virsmas spiede malējā elementā:<br />

N t,d<br />

luzl<br />

t1<br />

b=t2<br />

t1<br />

N t,d<br />

F f t d<br />

(8)<br />

vRk , ,1 h,1, k 1 n,<br />

kur fh,1, k<br />

fh,2,<br />

k<br />

;<br />

t 1 – malējā koka elementa biezums, mm.


7<br />

c) Naglas nestspēja liecē, ja robežstāvoklī izveidojas viena<br />

plastiskā locīkla:<br />

M<br />

,<br />

fh,1, k<br />

t1<br />

d<br />

<br />

n<br />

4<br />

2<br />

<br />

yRk<br />

FvRk<br />

, ,3<br />

1, 05 2 1<br />

, (9)<br />

2<br />

2 <br />

<br />

fh,1, k<br />

dn<br />

t<br />

<br />

1 <br />

<br />

fh,2,<br />

k<br />

kur ,<br />

fh,1,<br />

k<br />

2,6<br />

M 0,3 f d – pieļaujamais lieces moments tapai, Nmm;<br />

yRk , uk , n<br />

f<br />

uk ,<br />

– tērauda stiprības raksturvērtība stiepē, N/mm 2 ,<br />

d n – naglas nominālais diametrs, mm.<br />

d) Naglas nestspēja liecē, ja robežstāvoklī izveidojas divas<br />

plastiskās locīklas:<br />

2<br />

F 1.15 2M f d<br />

1<br />

<br />

vRK , ,4 yRk , h,1,<br />

k n<br />

, (10)<br />

Aprēķinot iedzītās naglas iespīlējuma garumu (2. att.), neņem vērā<br />

naglas smailo galu 1,5d n garumā, kā arī no kopējā naglas garuma<br />

atskaita 2 mm uz katru savienojamo elementu šuvi. Ja naglas iespīlējuma<br />

aprēķinātais garums ir mazāks par 4d n , tad naglas gala darbību attiecībā<br />

uz tam piegulošo šuvi neņem vērā. Ja ar naglu caursit savienojamo<br />

elementu paketi, tad naglas iespīlējuma garumu malējā elementā<br />

samazina par 1,5d n .<br />

a) b)<br />

2mm<br />

t1<br />

t2<br />

2mm<br />

t1'<br />

1,5dn<br />

dn<br />

8<br />

t1<br />

t2<br />

t1'<br />

1,5d<br />

2. att. Naglas iespīlējuma garuma noteikšana<br />

a – nagla necaursit paketi; b – nagla caursit paketi<br />

1.4. KOPĒJO NAGLU SKAITA NOTEIKŠANA<br />

Pirmajā tuvinājumā nepieciešamo naglu skaitu savienojuma pusē<br />

var noteikt sekojoši:<br />

n<br />

N<br />

td ,<br />

d<br />

,<br />

(11)<br />

FV,<br />

Rd<br />

kur N t,d – elementa nestspēja;<br />

F v,Rd – naglas nestspējas aprēķina vērtība.<br />

Naglas nestspējas aprēķina vērtību F v,Rd nosaka ņemot vērā<br />

drošuma faktoru un vides apstākļu ietekmi:<br />

F<br />

F<br />

k<br />

(12)<br />

vRk ,<br />

vRd , mod<br />

.<br />

<br />

M<br />

dn<br />

kur k mod – modifikācijas faktors (sk. II pielikumu);<br />

γ M – parciālais (drošuma) faktors materiāla īpašībai (sk. V pielikumu).<br />

Kopējo naglu skaitu uz visu savienojumu var noteikt sekojoši:<br />

n <br />

2 n d


1.5. SAVIENOJUMA NESTSPĒJAS PĀRBAUDE<br />

9<br />

Naglu efektīvais skaits vienā rindā šķiedru virzienā nosaka pēc<br />

formulas:<br />

nef<br />

k ef<br />

n , (13)<br />

kur k ef – naglotā savienojuma parametrs (sk. III pielikumu);<br />

n – naglu skaits vienā rindā.<br />

Savienojuma nestspējas pārbaude bīdē:<br />

<br />

td , r vRd , ef<br />

<br />

N n F n , (14)<br />

kur n r – rindu skaits šķiedru virzienā;<br />

n ef – naglu efektīvais skaits vienā rindā;<br />

N t,d – elementa nestspēja.<br />

1.6. NAGLOTA SAVIENOJUMA KONSTRUĒŠANA<br />

Attālumi starp naglām saistīti ar savienojamo elementu koksnes<br />

blīvumu, naglas diametru, kā arī ar caurumu iepriekšēju izurbšanu.<br />

Minimālo pieļaujamo attālumu lielumus starp naglām un starp naglām<br />

un elementu malām var apskatīt pēc IV pielikuma.<br />

Kad stiepes spēks sakrīt ar koksnes šķiedru garenvirzienu,<br />

attālumi starp naglām un starp naglām un elementu malām ir sekojoši:<br />

10<br />

Attālums starp naglu asīm savienojamo elementu šķiedru<br />

šķērsvirzienā:<br />

a 2 = 5 d n .<br />

Attālums no naglas ass līdz elementa galam koksnes šķiedru<br />

garenvirzienā:<br />

a 3t = 15d n .<br />

Attālumu no naglu malējās rindas līdz elementa garenmalai:<br />

a 4c = 5d n .<br />

b) koksnes blīvums 420 k<br />

500 kg / m<br />

a 1 = 15 d n ; a 2 = 7 d n ,<br />

a 3t = 20 d n ; a 4c = 7 d n .<br />

c) Naglas iedzītas iepriekš izurbtos caurumos<br />

a 1 = 7 d n ; a 2 = 4 d n ,<br />

a 3t = 12 d n ; a 4c = 3 d n .<br />

3<br />

3<br />

a) Koksnes blīvums k 420 kg / m .<br />

Attālums starp naglu asīm savienojamo elementu šķiedru<br />

garenvirzienā:<br />

a 1 = 10d n , kad d n < 5 mm;<br />

a 1 = 12d n , kad d n 5 mm.


11<br />

12<br />

2. SKAITLISKAIS PIEMĒRS NR.1<br />

N t,d<br />

h<br />

N t,d<br />

a4c a2 a2 a2 a4c<br />

t2 t1<br />

t1<br />

a3t<br />

a1 a1 a1 a3t a3t a1 a1 a1 a3t<br />

l<br />

l<br />

3. att. Naglota savienojuma shēma<br />

Piezīmes: konkrētā gadījumā burtu vietā jāliek konkrēti skaitļi<br />

N t,d<br />

N t,d<br />

t1<br />

t2<br />

t1<br />

a4c<br />

a2<br />

a2<br />

a2<br />

a4c<br />

h<br />

Dots:<br />

Viengabala centriski stiepts elements.<br />

Koksnes klase: C 30 klases skujkoks;<br />

Koksnes blīvums: = 380 kg/m 3 ;<br />

Ekspluatācijas apstākļi atbilst 2. klasei;<br />

Naglas tērauda stiprības raksturvērtība f u,k = 600 N/mm 2 =600000 kN/m 2 ;<br />

Elementa šķērsgriezuma izmēri: h = 125 mm; t 2 = 60 mm;<br />

Slodzes veids pēc iedarbības ilguma: īslaicīgā.<br />

Uzdevums:<br />

1) Noteikt elementa nestspēju N t,d ;<br />

2) Noteikt kopējo naglu skaitu n;<br />

3) Uzzīmēt savienojuma skici.<br />

2<br />

1<br />

2<br />

1 - 1<br />

N t,d<br />

N t,d<br />

125<br />

1<br />

60<br />

2 - 2<br />

t1<br />

N t,d<br />

60<br />

N t,d<br />

luzl<br />

t1<br />

2. att. Naglota savienojuma shēma.


13<br />

Risinājums<br />

1) Noteiksim elementa nestspēju izejot no stiprības stiepē:<br />

Ntd ,<br />

Ant ,<br />

ft,0, d<br />

0,007512461,54 93,46kN<br />

,<br />

ft,0, k 18000<br />

2<br />

ft,0, d<br />

kmod<br />

0,9 12461,54 kN / m ,<br />

1,3<br />

M<br />

2<br />

nt<br />

0,06 0,125 0,0075 .<br />

A b h m<br />

2) Uzlikas biezumu pieņemsim izejot no nosacījuma:<br />

t 0,5t 0,560 30mm, pieņemam t 1<br />

32mm.<br />

1 2<br />

3)Naglas diametru pieņemsim izejot no nosacījuma:<br />

d 0, 25t 8,0mm.<br />

n<br />

1<br />

Pieņemam: d n = 4,2mm; l n =120mm (pēc DIN 1151).<br />

Pārbaudīsim, vai vajag naglas iedzīt iepriekš izurbtos caurumos:<br />

7dn<br />

<br />

<br />

<br />

t max <br />

13 30<br />

k<br />

<br />

dn<br />

400<br />

<br />

<br />

<br />

74,229,4<br />

<br />

<br />

<br />

t max <br />

380 29,4mm<br />

134,2 30<br />

23,37<br />

<br />

400<br />

<br />

<br />

14<br />

4) Naglas nestspējas raksturvērtību F v,Rk noteiksim kā summu no<br />

mazāko nestspējas vērtībām virsmas spiedē un naglas liecē katrā nobīdes<br />

plaknē simetriskā savienojumā.<br />

a) Virsmas spiede vidējā elementā:<br />

FvRk , ,2<br />

0,5 fh,2, kt2dn;<br />

F 0,520, 26 604, 2 2552,8N 2,55 kN.<br />

vRk , ,2<br />

0,3<br />

fh,2, k<br />

0,082k dn<br />

(iedzītām naglām);<br />

0,3 2<br />

fh,2, k<br />

0,0823804,2 20,26 N / mm .<br />

b) Virsmas spiede malējā elementā:<br />

Pirmajā nobīdes plaknē:<br />

FvRk , ,1<br />

fh,1, kt1dn<br />

20,26324,2 2722,9N 2,72kN<br />

;<br />

f f N mm<br />

2<br />

h,1, k<br />

<br />

h,2, k<br />

20,26 / ;<br />

t1 32mm.<br />

Otrajā nobīdes plaknē:<br />

'<br />

'<br />

FvRk , ,1<br />

fh,1, kt1dn<br />

20,2617,7 4,2 1506,1N 1,51kN<br />

;<br />

'<br />

t1 ln<br />

t1t2 22 1,5 dn;<br />

'<br />

t1 120326046,317,7mm4dn<br />

16,8mm.<br />

t1 32mmt<br />

29,4<br />

naglas iedzen tieši kokā bez iepriekš<br />

izurbtiem caurumiem.


15<br />

c) Nagla liecē, ja robežstāvoklī izveidojas viena plastiskā locīkla:<br />

Pirmajā nobīdes plaknē:<br />

F<br />

M<br />

,<br />

f t d<br />

<br />

4<br />

2<br />

<br />

1, 05 2 1<br />

<br />

;<br />

<br />

<br />

h,1, k 1 n<br />

yRk<br />

vRk , ,3 2<br />

2 <br />

<br />

fh,1, k<br />

dnt1<br />

20,26324,2<br />

41 2 1 7511,4 <br />

F vRk , ,3<br />

1, 05 2 11 1 1<br />

<br />

2<br />

21 <br />

20,264,232<br />

<br />

1185,3N<br />

1,19 kN;<br />

f<br />

h,1,<br />

k<br />

1 ;<br />

fh,2,<br />

k<br />

M f d N mm.<br />

2.6 2,6<br />

yRk ,<br />

0,3<br />

uk , n<br />

0,3 600 4,2 7511,4<br />

Otrajā nobīdes plaknē:<br />

F<br />

f t d<br />

<br />

4<br />

2<br />

M <br />

<br />

;<br />

<br />

<br />

'<br />

'<br />

h,1, k 1 n<br />

yRk ,<br />

vRk , ,3<br />

1, 05 2 1<br />

<br />

'2<br />

2 <br />

<br />

fh,1, k<br />

dnt1<br />

' 20,2617,7 4,2<br />

<br />

41 2 1 7511,4 <br />

F vRk , ,3<br />

1, 05 2 11 1 1<br />

<br />

2<br />

2 1 <br />

20,264,217,7<br />

<br />

905,0N<br />

0,91 kN;<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

16<br />

d) Nagla nestspēja liecē, ja robežstāvoklī izveidojas divas<br />

plastiskās locīklas:<br />

2<br />

F 1,15 2M f d<br />

1<br />

<br />

vRk , ,4 yRk , h,1,<br />

k n<br />

21 <br />

FvRk<br />

, ,4<br />

1,15 2751120,264,2 1300N 1,30 kN.<br />

11<br />

Naglas ar divām nobīdes plaknēm nestspējas raksturojums:<br />

F<br />

vRk ,<br />

F<br />

F<br />

'<br />

vRk , ,1 <br />

vRk , ,1<br />

<br />

'<br />

FvRk<br />

, ,2 FvRk<br />

, ,2<br />

F<br />

<br />

'<br />

<br />

vRk , ,3 FvRk<br />

, ,3<br />

F<br />

<br />

vRk , ,4 F<br />

<br />

vRk , ,4<br />

min min 1,19 0,91 2,1kN<br />

.<br />

Naglas ar divām nobīdes plaknēm nestspējas aprēķina vērtība:<br />

F 2,1<br />

.<br />

vRk ,<br />

FvRd<br />

,<br />

kmod<br />

0,9 1, 45kN<br />

<br />

M<br />

1, 3<br />

5) Pirmajā tuvinājumā nepieciešamo naglu skaitu savienojumā<br />

noteiksim pēc formulas:<br />

n<br />

N<br />

93,46<br />

td ,<br />

d<br />

64,46 .<br />

FvRd<br />

,<br />

1, 45<br />

<br />

;


17<br />

Pieņemsim, ka naglas izvietotas četrās rindās (septiņpadsmit<br />

naglas katrā rindā). Tad naglu efektīvo skaitu vienā rindā šķiedru<br />

virzienā noteiksim pēc formulas:<br />

8) Savienojuma skice:<br />

18<br />

nef<br />

k 1<br />

n<br />

ef<br />

17 17 ,<br />

kur n = 17 – naglu skaits vienā rindā;<br />

k ef = 1 (pēc III pielikuma, pieņemot attālumu starp naglām rindā 60 mm).<br />

6) Savienojuma nestspēju bīdē pārbaudīsim pēc formulas:<br />

td , r vRd , ef<br />

<br />

N 93,46kN n F n 41,4517 98,6 kN.<br />

Savienojuma nestspēja bīdē nodrošināta.<br />

<br />

7) Naglota savienojuma konstruēšana.<br />

3 3<br />

Koksnes blīvums k 380 kg / m 420 kg / m .<br />

Attālums starp naglu asīm savienojamo elementu šķiedru<br />

garenvirzienā:<br />

a1 10dn<br />

104,2 42mm, pieņemam a1 60mm.<br />

Attālums starp naglu asīm savienojamo elementu šķiedru<br />

šķērsvirzienā:<br />

a2 5dn<br />

54,2 21mm, pieņemam a2 25mm.<br />

Attālums no naglas ass līdz elementa galam koksnes šķiedru<br />

garenvirzienā:<br />

a3t<br />

15dn<br />

154,2 63mm, pieņemam a3t<br />

65mm.<br />

Attālums no naglu malējās rindas līdz elementa garenmalai:<br />

a4c<br />

5dn<br />

54,2 21mm, pieņemam a4c<br />

25mm.<br />

Naglu skaits n = 144<br />

Naglu diametrs d n = 4,2 mm<br />

Naglu garums l n = 120 mm<br />

Uzlikas garums L uzl = 2180 mm


19<br />

3. SKAITLISKAIS PIEMĒRS NR.2<br />

Dots: C 30 klases skujkoks; = 380 kg/m 3 ; ekspluatācijas apstākļi<br />

atbilst 2. klasei; naglas tērauda stiprības raksturvērtība f u,k = 600 N/mm 2<br />

= 600000 kN/m 2 , h = 250 mm; t 2 = 100 mm. Slodzes veids pēc<br />

iedarbības ilguma: īslaicīgā.<br />

Uzdevums:<br />

1) Noteikt elementa nestspēju N t,d ;<br />

2) Noteikt kopējo naglu skaitu n;<br />

3) Uzzīmēt savienojuma skici.<br />

1<br />

1 - 1<br />

20<br />

1) Noteiksim elementa nestspēju izejot no stiprības stiepē:<br />

Ntd ,<br />

Ant ,<br />

ft,0, d<br />

0,0202 12461,54 251,7kN<br />

,<br />

f 18000<br />

f k 0,9 12461,54 kN / m<br />

t,0, k<br />

2<br />

t,0, d<br />

<br />

mod<br />

,<br />

<br />

M<br />

1,3<br />

Tā kā naglas diametrs d n > 6 mm, naglas iedzen iepriekš izurbtos<br />

caurumos. Rēķinot aprēķina laukumu, jāņem vērā visi vājinājumi uz 20<br />

cm garā elementa neizdevīgākajā posmā, esošos vājinājumus sabīdot pa<br />

elementa asi vienā šķēlumā:<br />

2<br />

2<br />

A b h n d b m<br />

2<br />

nt<br />

<br />

n<br />

0,10,25 6 0,008 0,1 0,0202 ,<br />

N t,d<br />

N t,d<br />

250<br />

kur n = 6 – naglu skaits uz 20 cm garā elementa neizdevīgākajā posmā,<br />

visas naglas sabīdot pa elementa asi vienā šķēlumā.<br />

1<br />

100<br />

2) Uzlikas biezumu pieņemsim izejot no nosacījuma:<br />

2 - 2<br />

t1<br />

t 0,5t 0,5100 50mm.<br />

1 2<br />

3) Naglas diametru pieņemsim izejot no nosacījuma:<br />

N t,d<br />

100<br />

N t,d<br />

d 0, 25t 12,5mm.<br />

n<br />

1<br />

t1<br />

luzl<br />

Pieņemam: d n = 8 mm; l n =250mm.<br />

3. att. Naglota savienojuma shēma.<br />

Risinājums<br />

Pieņemsim sākotnēji, ka naglu diametrs vienāds ar 8 mm, naglas<br />

ir izvietotās sešās rindās.


21<br />

4) Naglas nestspējas raksturvērtību F v,Rk noteiksim kā summu no<br />

mazāko no nestspējas vērtībām virsmas spiedē un naglas liecē katrā<br />

nobīdes plaknē simetriskā savienojumā.<br />

a) Virsmas spiede vidējā elementā:<br />

FvRk , ,2<br />

0,5 fh,2, kt2dn;<br />

F 0,528,67 1008 11468N 11,47 kN;<br />

vRk , ,2<br />

fh,2, k<br />

0,082(1 0,01 dn)<br />

k<br />

(iepriekš izurbtos caurumos<br />

iedzītām naglām);<br />

2<br />

fh,2, k<br />

0,082(1 0,018) 380 28,67 N / mm .<br />

b) Virsmas spiede malējā elementā:<br />

Pirmajā nobīdes plaknē:<br />

FvRk , ,1<br />

fh,1, kt1dn<br />

28,67 508 11468N 11,47kN<br />

;<br />

F<br />

22<br />

c) Nagla liecē, ja robežstāvoklī izveidojas viena plastiskā locīkla:<br />

Pirmajā nobīdes plaknē:<br />

M<br />

,<br />

f t d<br />

<br />

4<br />

2<br />

<br />

1, 05 2 1 ;<br />

<br />

<br />

h,1, k 1 n<br />

yRk<br />

vRk , ,3 2<br />

2 <br />

<br />

fh,1, k<br />

dnt1<br />

28,67 508<br />

<br />

41 2 1 40115 <br />

F vRk , ,3<br />

1, 05 2 11 1 1<br />

<br />

2<br />

2 1 <br />

28,67 850<br />

,<br />

<br />

<br />

4816,1N<br />

4,82 kN;<br />

f<br />

h,1,<br />

k<br />

1 ;<br />

f<br />

h,2,<br />

k<br />

M f d N mm.<br />

2.6 2,6<br />

yRk ,<br />

0,3<br />

uk , n<br />

0,3 600 8 40114,97<br />

<br />

<br />

f<br />

,1,<br />

f<br />

,2,<br />

28,67 N / mm<br />

2<br />

h k<br />

<br />

h k<br />

,<br />

t1 50mm.<br />

Otrajā nobīdes plaknē:<br />

F<br />

, ,1<br />

f<br />

,1,<br />

t1d 28,67 388 8715,7N 8,72kN<br />

;<br />

'<br />

'<br />

vRk h k n<br />

'<br />

t1 50 1,5 8 38mm(ar naglu caursit elementu).<br />

F<br />

Otrajā nobīdes plaknē:<br />

f t d<br />

<br />

4<br />

2<br />

M <br />

1, 05 2 1 ;<br />

<br />

<br />

'<br />

'<br />

h,1, k 1 n<br />

yRk ,<br />

vRk , ,3<br />

<br />

'2<br />

2 <br />

<br />

fh,1, k<br />

dnt1<br />

' 28,67 388<br />

<br />

41 2 1 40115 <br />

F vRk , ,3<br />

1, 05 2 11 1 1<br />

<br />

2<br />

2 1 <br />

28,67 838<br />

,<br />

<br />

<br />

4073N<br />

4,07 kN;


23<br />

d) Nagla nestspēja liecē, ja robežstāvoklī izveidojas divas<br />

plastiskās locīklas:<br />

2<br />

FvRk , ,4<br />

1,15 2 M<br />

yRk ,<br />

fh,1,<br />

kdn;<br />

1<br />

<br />

21 <br />

FvRk<br />

, ,4<br />

1,15 24011528,67 8 4933N 4,93 kN.<br />

11<br />

Naglas ar divām nobīdes plaknēm nestspējas raksturojums :<br />

F F F kN .<br />

'<br />

vRk , vRk , ,3 vRk , ,3<br />

4,82 4,07 8,89<br />

Naglas ar divām nobīdes plaknēm nestspējas aprēķina vērtība:<br />

F 8,89<br />

.<br />

vRk ,<br />

FvRd<br />

,<br />

kmod<br />

0,9 6,15kN<br />

<br />

M<br />

1, 3<br />

24<br />

6) Savienojuma nestspēju bīdē pārbaudīsim pēc formulas:<br />

td , r vRd , ef<br />

<br />

N 251,7kN n F n 66,156,865 253,3kN<br />

.<br />

Savienojuma nestspēja bīdē nodrošināta.<br />

7) Naglota savienojuma konstruēšana.<br />

Naglas iedzītas iepriekš izurbtos caurumos.<br />

a1 7dn<br />

78 56mm, pieņemam a1 110mm.<br />

a2 4dn<br />

48 32mm, pieņemam a2 40mm.<br />

<br />

a3t<br />

12dn<br />

128 96mm, pieņemam a3t<br />

100mm.<br />

a4c<br />

3dn<br />

38 24mm, pieņemam a4c<br />

25mm.<br />

5) Pirmajā tuvinājumā nepieciešamo naglu skaitu savienojumā<br />

noteiksim pēc formulas:<br />

n<br />

d<br />

N<br />

td ,<br />

.<br />

F<br />

vRd ,<br />

251,7<br />

6,15<br />

40,9<br />

Pieņemsim, ka naglas izvietotas sešās rindās (septiņas naglas katrā<br />

rindā). Tad naglu efektīvo skaitu vienā rindā šķiedru virzienā noteiksim<br />

pēc formulas:<br />

nef<br />

k 0,99<br />

n<br />

ef<br />

7 6,865,<br />

kur n = 7 – naglu skaits vienā rindā,<br />

k ef = 0,99 (pēc III pielikuma, pieņemot attālumu starp naglām rindā<br />

110 mm).


6) Savienojuma skice:<br />

25<br />

PIELIKUMI<br />

26<br />

I pielikums<br />

Skujkoku zāģmateriālu pretestības, stinguma un blīvuma<br />

raksturvērtības<br />

Naglu skaits n = 84<br />

Naglu diametrs d n = 8 mm<br />

Naglu garums l n = 250 mm<br />

Uzlikas garums L uzl = 1920 mm<br />

liece<br />

stiepe šķiedru<br />

garenvirzienā<br />

stiepe<br />

šķērsām<br />

šķiedrām<br />

spiede<br />

šķiedru<br />

garenvirzienā<br />

spiede<br />

šķērsām<br />

šķiedrām<br />

skalde<br />

vidējā vērtība<br />

Garantētā<br />

(5% -fraktīles<br />

vērtība<br />

vidējā vērtība<br />

vidējā vērtība<br />

raksturvērtība<br />

vidējā vērtība<br />

Spriegumstāvoklis<br />

Apzīmējums<br />

C14 C16 C18 C20 C22 C24 C27 C30 C35<br />

Stiprības klase<br />

C40<br />

Pretestības raksturvērtības, N/mm 2<br />

f 14 16 18 20 22 24 27 30 35 40<br />

,<br />

m k<br />

f<br />

t,<br />

0,<br />

k<br />

f<br />

t,<br />

90,<br />

k<br />

f<br />

c,<br />

0,<br />

k<br />

f<br />

c,90,<br />

k<br />

v k<br />

8 10 11 12 13 14 16 18 21 24<br />

0.4 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.6 0.6 0.6 0.6<br />

16 17 18 19 20 21 22 23 25 26<br />

2.0 2.2 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9<br />

f ,<br />

1.7 1.8 2 2.2 2.4 2.5 2.8 3 3.4 3.8<br />

Elastības modulis šķiedru garenvirzienā, kN/mm 2<br />

E 7 8 9 9.5 10 11 11,5 12 13 14<br />

0,mean<br />

E 4.7 5.4 6.0 6.4 6.7 7.4 7.7 8.0 8.7 9.4<br />

0,05<br />

Elastības modulis šķērsām šķiedrām, kN/mm 2<br />

E 0.23 0.27 0.30 0.32 0.33 0.37 0.38 0.40 0.43 0.47<br />

90,mean<br />

Bīdes modulis, kN/mm 2<br />

G 0.44 0.50 0.56 0.59 0.63 0.69 0.72 0.75 0.81 0.88<br />

90,mean<br />

Koksnes blīvums kg/m 3<br />

290 310 320 330 340 350 370 380 400 420<br />

k<br />

350 370 380 390 410 420 450 460 480 500<br />

mean


27<br />

28<br />

II pielikums<br />

IV pielikums<br />

Modifikācijas faktora k mod vērtības<br />

Materiāls, Servisa<br />

Slodzes veids pēc iedarbības ilguma<br />

standarts, marka<br />

klase<br />

pastāvīgā<br />

ilgstošā vidēja<br />

ilguma<br />

īslaicīgā acumirklīgā<br />

1 0.60 0.70 0.80 0.90 1.10<br />

Koksne EN 2 0.60 0.70 0.80 0.90 1.10<br />

14081-1 3 0.50 0.55 0.65 0.70 0.90<br />

Līmētā LVS EN 1 0.60 0.70 0.80 0.90 1.10<br />

koksne 14080 2 0.60 0.70 0.80 0.90 1.10<br />

3 0.50 0.55 0.65 0.70 0.90<br />

Parametra k ef vērtības<br />

III pielikums<br />

Attālums starp naglām<br />

k ef<br />

rindā* iedzītām naglām naglām iepriekš urbtos<br />

caurmos<br />

a 14 d<br />

1.00 1.00<br />

l<br />

l<br />

n<br />

a 10 d<br />

0.85 0.85<br />

l<br />

n<br />

n<br />

a 7<br />

d<br />

0.70 0.70<br />

a 4 d<br />

- 0.50<br />

l<br />

n<br />

* – attālumu starpvērtībām parametru k ef nosaka lineārās interpolācijas ceļā.<br />

Minimālie pieļaujamie attālumi naglotos savienojumos<br />

Minimālais pieļaujamais attāluma lielums<br />

Attālums<br />

Iedzītām naglām atbilstoši koksnes<br />

blīvumam, kg/m 3<br />

Naglām iepriekš<br />

urbtos caurumos<br />

k<br />

420 420 k<br />

500<br />

starp naglu d 5: 55cos<br />

d<br />

n<br />

n<br />

asīm šķiedru<br />

garenvirzienā<br />

7 8cos<br />

dn<br />

4 3cos<br />

<br />

dn<br />

d 5: 57cos<br />

d<br />

n<br />

n<br />

a 1<br />

starp naglu<br />

asīm šķērsām<br />

šķiedru<br />

5 dn<br />

7 dn<br />

4 3sin<br />

<br />

dn<br />

garenvirzienam<br />

a 2<br />

no naglas ass<br />

līdz dēļa<br />

slogotam<br />

10 5cos<br />

dn<br />

15 5cos<br />

dn<br />

<br />

galam a 3,t<br />

no naglas ass<br />

līdz dēļa<br />

neslogotam<br />

galam a 3,c<br />

no naglas ass<br />

līdz dēļa<br />

slogotajai<br />

malai a 4,t<br />

no naglas ass<br />

līdz dēļa<br />

neslogotajai<br />

malai a 4,c<br />

n<br />

7 5cos dn<br />

10 dn<br />

15 dn<br />

7 dn<br />

<br />

d 5: 52sin<br />

d<br />

n<br />

<br />

d 5: 55sin<br />

d<br />

<br />

<br />

n<br />

n<br />

n<br />

<br />

d 5: 72sin<br />

d<br />

n<br />

<br />

d 5: 75sin<br />

d<br />

<br />

<br />

n<br />

n<br />

n<br />

<br />

d 5: 32sin<br />

d<br />

n<br />

<br />

d 5: 34sin<br />

d<br />

5 dn<br />

7 dn<br />

3<br />

dn<br />

Apzīmējumi: d n – naglas diametrs, mm; α- leņķis starp bīdes spēku un šķiedru<br />

garenvirzienu.<br />

<br />

<br />

n<br />

n


29<br />

V pielikums<br />

30<br />

VII pielikums<br />

Parciālā (drošuma) faktora γ M vērtības<br />

Koksnes vai savienojuma veids<br />

līmētā koksne 1,25<br />

mitrumizturīgais saplāksnis, smalkslāņu līmētie materiāli 1,2<br />

(LVL), orientētās dzīslojuma plāksnes (OSB)<br />

perforēto zoboto metāla plākšņu savienojums 1,25<br />

pārējie koksnes materiāli un savienojuma veidi 1,3<br />

d<br />

Apaļo tērauda naglu sortiments (pēc DIN 1151)<br />

l<br />


31<br />

VIII pielikums<br />

32<br />

IX pielikums<br />

D<br />

h<br />

d<br />

Tērauda naglu sortiments (pēc ГОСТ 4028-63)<br />

hmin=0,6d<br />

Dmin=2d<br />

l<br />

Apaļās tērauda naglas ar plakano galviņu<br />

Naglu izmēri d x l (mm)<br />

d x l d x l d x l d x l d x l d x l<br />

0,8x8 1x16 1.2x20 1.4x25 1.4x40 1.6x40<br />

0,8x12 1.2x16 1.2x25 1.4x32 1.6x25 1.6x50<br />

Skuju koku zāģmateriālu nominālie šķērsgriezuma izmēri<br />

(pēc LVS EN 1313-1:2000)<br />

Biezums,<br />

Platums, mm<br />

mm 75 100 125 150 175 200 225 250 300<br />

38 + + +<br />

50 + + + + + +<br />

63 + + + +<br />

75 + + + +<br />

100 +<br />

+ – rekomendējamie izmēri<br />

X pielikums<br />

D<br />

h<br />

d<br />

hmin=0,6d<br />

l<br />

Apaļās tērauda naglas ar konisko galviņu<br />

Naglu izmēri d x l (mm) un galviņas diametri D, (mm)<br />

d l D d l D d l D<br />

1.8<br />

32 50 100<br />

2.5<br />

5 4 7.5<br />

40<br />

60<br />

120<br />

3.5<br />

50 70 120<br />

3<br />

6 5<br />

9<br />

60<br />

80<br />

150<br />

2<br />

40 150<br />

6<br />

11<br />

4 3.5 90 7 200<br />

50<br />

8 250 14<br />

Skuju koku zāģmateriālu nominālie šķērsgriezuma izmēri<br />

(pēc ГОСТ 24454-80)<br />

Biezums,<br />

mm<br />

Platums, mm<br />

16 75 100 125 150 – – – – –<br />

19 75 100 125 150 175 – – – –<br />

22 75 100 125 150 175 200 225 – –<br />

25 75 100 125 150 175 200 225 250 –<br />

32 75 100 125 150 175 200 225 250 275<br />

40 75 100 125 150 175 200 225 250 275<br />

44 75 100 125 150 175 200 225 250 275<br />

50 75 100 125 150 175 200 225 250 275<br />

60 75 100 125 150 175 200 225 250 275<br />

75 75 100 125 150 175 200 225 250 275<br />

100 – 100 125 150 175 200 225 250 275<br />

125 – – 125 150 175 200 225 250 –<br />

150 – – – 150 175 200 225 250 –<br />

175 – – – – 175 200 225 250 –<br />

200 – – – – – 200 225 250 –<br />

250 – – – – – – – 250 –


33<br />

IZMANTOJAMĀ LITERATŪRA<br />

1. LVS EN 1995-1-1:2005.5. Eirokodekss – Koka konstrukciju<br />

projektēšana -1-1. daļa: Vispārīgi – Kopīgie noteikumi un noteikumi<br />

būvēm. Eurocode 5: Design of timber structures – Part 1-1: General –<br />

Commonrules and rules for buildings.<br />

2. Ozola L. Koka būvkonstrukciju elementi / Aprēķins un konstruēšana<br />

saskaņā ar Eirokodeksiem (EUROCODE 1, EUROCODE 5). – Jelgava,<br />

LLU, 2008.- 259 lpp.<br />

3. UlpeJ., KupčeL. Koka un plastmasu konstrukcijas.-Rīga, 1991. – 304<br />

lpp.<br />

4. Schild K., Völkner S. Praxishandbuch ingenierholzbau. – Franhover<br />

IRB Verlag. – 2004. – 245 lpp.<br />

5. Blass H.J. Timber engineering/Basis of design, material properties,<br />

structural components and joints.- First edition, Centrum Hout, The<br />

Netherlands -1995.<br />

34<br />

SATURS<br />

Ievads..............................................................................................3<br />

1. Stiepta savienojuma aprēķina galvēnie etāpi..............................4<br />

1.1. Stiepta elementa nestspējas noteikšana................................4<br />

1.2. Uzlikas biezuma un naglas izmēru izvēle............................6<br />

1.3. Naglas nestspējas noteikšana...............................................6<br />

1.4. Kopējo naglu skaita noteikšana ...........................................8<br />

1.5. savienojuma nestspējas pārbaude ........................................9<br />

1.6. Naglota savienojuma konstruēšana......................................9<br />

2. Skaitliskais piemērs Nr.1..........................................................12<br />

3. Skaitliskais piemērs Nr.2..........................................................19<br />

Pielikumi.......................................................................................26<br />

Izmantojamā literatūra..................................................................33<br />

METODISKI NORĀDĪJUMI<br />

STIEPTU KOKA KONSTRUKCIJU<br />

NAGLU SAVIENOJUMU<br />

PROJEKTĒŠANAI

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!