Как стыковать брус на углах: Соединение бруса в углах: виды, способы, плюсы и минусы

Содержание

Соединение бруса в углах: виды, способы, плюсы и минусы

Коснёмся вопроса не очевидного, но предельно важного для тех, кто только собирается строить деревянный дом или баню — соединения бруса в углах.

В статье дадим краткий обзор со схемами популярных типов соединения, использующихся сегодня в массовом строителсьве, пройдёмся по преимуществам и недостаткам, а главно — ответим на вопрос, какое брусовое соединение мы считаем лучшим и рекомендуем выбрать клиентам СК Смирнов.

Сразу скажу, что тексты для блога пишет человек, имеющий непосредственное отношение к производству бруса и стройке — поэтому оценочное мнение будет основываться на личном опыте.

Содержание:

Есть такие типы угловых соединений как «с остатком» и «без остатка». Имеется в виду наличие или отсутствие выступа части брусины за пределы контуры здания.

Соединения без остатка

В плане расхода материала оптимальный вариант именно делать углы без остатка. А зачастую при строительстве маленького дачного дома или бани можно избежать соединения по длине бруса — стандартная брусина имеет длину 6 метров. Плюс вода не затекает в узел, да и обшить сайдингом или вагонкой проще. Но вот сделать так, чтобы угол, собранный без остатка, не продувался, это надо очень хорошо постараться.

Метод соединения углаОписаниеПреимуществаНедостатки

Соединение встык

Самый простой тип соединения углов из бруса — две брусины стыкуются друг с другом и закрепляются скобой или на гвозди. Некоторые бригады шабашников не запариваются и до сих пор используют этот узел.
  • Дёшево
  • Сердито (очень)
  • Дыры в углах
  • Безумные счета за электричество

Коренной шип

Тот самый «тёплый» угол, на котором крупными буквами написано на каждом строительном сайте. Обычно преподносится как невероятное преимущество, однако по факту — моральный минимум каждой бригады собирать срубы в этот самый тёплый угол в коренной шип. Мы его называем — крепкий угол.

  • Уменьшает смещение брусьев
  • Дёшево
  • Не требует дорогостоящего оборудования
  • Возникают щели во время усадки
  • Мостики холода

Вставной шип

Часто называется Т-образным узлом и обычно применяется для соединения внутренних стен, но некоторые умельцы не брезгуют поставить такой стык  на угол.
  • Прост в изготовлении
  • Не требует много времени
  • Дёшево
  • Возникают щели во время усадки
  • Деформация угла
  • Мостики холода

Вполдерева вставной шип

Усовершенствованная форма тёплого угла, но в современном домостроительстве используется нечасто — слишком сложное производство. Но повсеместно используется при изготовлении мебели.
  • Вполне надёжен
  • Практически не продувается
  • Дорого
  • Мало мастеров

Ласточкин хвост (в лапу)

Ласточкин хвост или в лапу — дедовский метод брусового соединения углов в избах. Используется редко, потому что не так прост в изготовлении, как может показаться.

О нём подробнее расскажем ниже.

  • Плотно прижимает брусья друг к другу
  • Не продувается
  • Реально тёплый угол
  • Дороже обычного
  • Сложен в производстве

Угловые соединения бруса с остатком (в обло)

Классификация соединений, в которых брус, проходя через узел, выходит снаружи. При помощи таких узлов стоят те самые красивые русские избы. Но и расход материала значительно больше — сами выпуски обычно составляют 20-25 см. Да и часто замалчивают то, что в такие углы часто затекает вода, что грозит гниением. Ну и с наружной отделкой сруба с остатком могут возникнуть.. хмм.. определнные проблемы.

Метод соединения углаОписаниеПреимуществаНедостатки

В чашу

Самый простой тип соединения деревянных брусьев — две брусины стыкуются друг с другом и закрепляются скобой или на гвозди. Некоторые бригады шабашников не запариваются и до сих пор используют этот узел.
  • Дёшево
  • Сердито (очень)
  • Дыры в углах
  • Безумные счета за электричество

В курдюк

По сути рубка в курдюк — это продвинутая чаша, воторая насаживается на выступающий элемент. Собственно, он и называется курдюком. Технически сложная рубка, но не лишённая достоинств.
  • Обеспечивает надёжное угловое соединение
  • Не смещается
  • Мало умельцев
  • Долго

В охряп

На рисунке видно, что рубка в охряп предполагает наличие чаши сверху и снизу. Чтобы такое соединение не продувалось, нужны золотые руки и не малый опыт. Давно не видел этого узла в применении.
  • Дёшево в изготовлении
  • Лёгко при монтаже
  • Нужен очень хороший мастер
  • Хороший мастер дорого стоит

Этот список далеко не исчерпывающий. Человечество придумало ещё множество методов соединений углов в домах и банях: в охлоп, в седло, прямая и косая лапа, норвежская и канадские типы ручной рубки… Ну, в общем, в каждой крупной деревне, по-хорошему, строили дома так, как учили деды — везде имелись свои хирости и нюансы, но едва ли это имеет значение для современного массового малоэтажного строительства. Так что ближе к делу.

Вы знаете, по-разному. В зависимости от ценового сегмента, в котором работает компания. Так наши «любимые» пестовские бригады особо не мудрствуют и времени на оттачивание технологий шип-паз не тратят — строят встык: быстро и дёшево. Ну да, заказчик потом замучается щели в два пальца толщиной конопатить, разорится на отоплении и углы в его доме покроются плесенью, но кому какое дело. Хотел дёшево — получил дёшево.

А если хотите наглядную разницу, то вот реальные фото — угол встык во время сборки сруба и через некоторое время после строительства. И это ещё не самый печальный случай:

Считаем, что для строительства дома, даже дачи, этот вариант не подходит. Избегайте бригад, которые будут вас убеждать, мол, «десять лет так строим — никто не жаловался». Поверьте — жаловался каждый первый.

Если говорить о самом популярном угловом соединении, то это, конечно, тёплый угол. Ну, в смысле, строители его преподносят как тёплый. По факту, он не обеспечивает гермитичность угла и не справляется с мостиками холода. Несмотря на утепление, профилированный брус при рубке в «тёплый» угол не получится сделать герметичным. Из-за скошенных фасок профиля получаются сквозные дыры, к сожалению. Те, кто дочитают до конца, увидят видео, где я прямо на кусках бруса показываю, почему получаются дыры.

Но подчеркну — такой вариант, конечно, в тысячу раз лучше, чем простая стыковка (сами его используем, но в сочетании со сверлением):

Те компании, которые работают на более требовательных клиентов, используют более сложные узлы. Например, ласточкин хвост. Мы только начинаем осваивать это направление, но уже можно сказать — да, так строить гораздо сложнее, дольше, накладнее, но и качество не сравнится с более дешевыми методами соединения углов в постройках из бруса. Именно этот угол имеет смысл назвать по-настоящему тёплым.

Секрет ласточкина хвоста в том, что в этом углу наклон спила бруса делается по всем плоскостям — со всех сторон он имсеет форму конуса. Благодаря этому просто под действием силы тяжести брус зажимает сам себя, образуя прочное герметичное соединение.

Один из самых популярных угловых соединений брусовых домов и бань в русском стиле является сборка в чашу. Как уже говорилось выше, этот вариант дороже, чем ласточкин хвост, тёплый угол и встык. Дело в дополнительном расходе материала на выносы и в том, что чашу можно срубить только из сухого или клееного профилированного бруса. Но если вы за ценой не постоите, то имеет смысл присмотреться к такому варианту (на фото наш объект):

А для тех, кто может позволить себе хоромы, рынок предлагает старую добрую ручную канадскую рубку. По сути, это та же чаша, но из мощного бревна сухостойной сосны (например). Тёплый, мощный, красивый и долговечный сруб, который стоит кругленькую сумму денег (на фото тоже наша работа):

Время от времени пишут комментарии с вопросами, мол, «А вы-то какой угол посоветуете?» или «А свой дом как построили бы?». Отвечаю: мой дом построен в стандартный тёплый угол (сухой брус кедра).

Фото на этапе сборки сруба:

На этапе покраски:

По окончанию строительства:

Больше фотографий найдёте в этом фотоотчёте в галерее.

Сейчас прошло уже почти 4 года, как закончилось строительство. В целом я очень доволен состоянием углов, но мне пришлось изрядно попотеть, тобы как следует их законопатить. И если бы я сейчас стоял перед выбором, то, пожалуй, остановился бы на соединение ласточкин хвост. Именно этот вариант я считаю идеальным по соотношению качества и стоимости. Можно было бы ещё рассмотреть «в чашу» — очень нравится, как выглядит. Узел надёжный и прочный, но как защитить его от влаги — не знаю.

В СК Смирнов мы только в 2020 году стали применять эту технологию как дополнительную услугу, и пока очень довольны. Посмотрим, будет ли она пользоваться популярностью у клиентов. Возможно, со временем мы совсем откажемся от тёплого угла в пользу ласточкина хвоста. На фото ниже брус 90х140 — собираем перевозную баню. Но в идеале лучше взять для этого соединения брус 150х150.

Чтобы наглядно показать преимущества и недостатки разных типов соединений углов в домах и банях, прямо на производстве сняли видео, где на кусках бурса демонстрируем и комментируем:

​​​​​​​

Если у вас остались вопросы, пожалуйста, пишите в комментариях — мы ответим на абсолютно каждый.

С уважением,
строительная компания «Смирнов»

Соединение бруса в углах: 9 основных вариантов

Здравствуйте, ниши уважаемые читатели, ценители старинных традиций и прогрессивных  технологий. Так порой  хочется сделать свой дом максимально похожим на средневековый терем и между тем не лишать его современного комфорта.

А почему бы и нет? Материалов сегодня в продаже предостаточно, технология сборки деревянных  домов худо-бедно известна каждому. При  желании таковой можно смастерить и своими  руками.

Главное не напортачить с углами. Ведь  соединение разных типов бруса в углах, пожалуй, самый ответственный момент всего строительства. Так  давайте  же присмотримся к ним повнимательнее.

Требование к угловым соединением

Перед тем как браться за какую-либо  работу всегда полезно знать, кто именно вы хотите получить на выходе. Это правило  касается и угловых соединений.

А требований тут на самом  деле всего  два:

  • Надежность
  • И не продуваемость

С первым просто. Если брусья не будут между собой  держаться в углах, домик имеет все  шансы развалиться, ведь на стены  в обязательном порядке  действуют  не только вертикальные, а и горизонтальные, разрывающие усилия.

Есть своя логика и во втором  требовании. Дом, где через углы гуляет ветер, не понравится ни одному хозяину.

Как видите, все требования не  лишены логики, вот  только  реализовать их  пытались далеко не одним способом.

Как соединить брус на углах

Хорошо владельцу каркасного дома. На углах никаких  заморочек. Но если  хотите построить сруб, придется выучить не один вид всевозможных стыковок, пока не облюбуете  по душе. Начнем с тех, которыми пользовались  еще на Руси.

Угловые соединения с остатком

Самыми древними и одновременно  самыми надежными считаются угловые соединения с остатком. Это такой вид стыковки, когда на углах стен остаются своеобразные  «хвосты» Такие можно увидеть на любой картинке, где изображена Русская изба. Наши деды  знали, как нужно  строить.

Помимо того, что соединения с остатком  по праву считается самим надежным, так оно еще и лучше всего защищено  от промерзания. Не абы какой  плюс в пользу находчивости предков.

Односторонний паз

Рассматривая основные виды рубки углов, начинать всегда следует с «Одностороннего паза». Это, на самом  деле, достаточно  надежное соединение, между тем не заслужено  пользуется сомнительной  репутацией.

Некоторым, горе специалистам кажется, что при таком варианте стыковки, дерево фиксируется только по направлению  одного вектора, забывая при  этом, что уже следующий венец будет  удерживать конструкцию в строго перпендикулярной плоскости.


Двусторонний паз

Большинство же избушек изготавливались по принципу двустороннего паза.  В этом варианте, на каждом брусе делалось по  две зарубки в четверть  дерева, а потому каждый венец фиксировался  в двух направлениях. Но не в этом плюс.

Как показала практика, гораздо проще вырезать  два паза в четверть  толщины бруса, чем  один в его  половину.  А это в свою  очередь  положительным образом влияет  на скорость всего строительства.


Правда есть еще более надежное и витиеватое соединение в четыре четверти, где пазы отбираются на каждой грани, но на практике оно себя не оправдало. Мороки много, а пользы ничуть не больше чем у двух предыдущих вариантов.

Угловые соединения без остатка

И все же, как бы ни прочны были и красивы выше рассмотренные углы, в современном строительстве они применяются не часто. Уж больно выступающие венцы  ограничивают  варианты будущей фасадной отделки, а она вовсе не обязанная быть деревянной. Сегодня брусовый дом можно обшить  хоть  бы и керамогранитом. Никто и не догадается что под ним ель.

Встык

Самым простым из всех возможных вариантов является соединение встык. При таком ровно срезанный торец бруса подгонялся вплотную под  его  боковую  грань, а чтобы стены не расползались, узел  дополнительно еще можно было зафиксировать и металлическими скобами.

Все просто и понятно, вот  только таким образом мастерить  можно разве что  сарай. Как угловые  щели тут не конопать, как ни герметизируй, а промерзать они будут  обязательно.


Встык с фаской

Более современным и добротным считается соединение встык с фаской. В этом случае в обоих  элементах узла прорезается  по одному пазу, под фаску.

А поскольку брус в доме укладывается в разбежку, то и фаска с каждым рядом будет  менять свой вектор.

Тут можно уже обойтись и без скоб, но теплее  от  этого соединение, увы, не становится. Да и хлопот со всеми  этими вставками немало.

В полдерева

А вот узел в полдерева уже можно  отнести  к наиболее распространённым  современным видам угловых соединений.


Сбитое при таком  запиле нагелями  дерево хорошо  держится кучи, в нем меньше появляется щелей, как результат и сквозняков практически нет. Конечно, и  этот вариант  требует  постоянного  ухода и ежегодного ремонта, но в меньшей степени, чем два предыдущие.

Некоторые умельцы, правда,  пытались, улучшить этот узел,  добавив в него фаску, но на деле овчина получилась  гораздо  дешевле вычинки.

В лапу

Довольно интересным выглядит и соединение в лапу. Оно  немного похоже на то, что мы только что  рассматривали, но продуманные косые  запилы делают  узел  абсолютно статичным.  Выполненным по данной технологии углам не чего боятся  даже небольшой сейсмической активности.


Ласточкин хвост

А вот среди  строителей  беседок, заслуженной популярностью  пользуется доставшийся нам по наследству от предков «ласточкин хвост». По прочности он не уступает даже  сверх надежным соединениям с остатком. Но в отличие от последних, позволяет обустраивать вокруг себя вентилируемый фасад.


Теплый угол

Но все же что  ласточкин  хвост, что соединение в лапу, довольно  сложны в исполнении и требуют  от строителей не дюжего плотничьего  мастерства, которым, если сказать по правде, сегодня обладают единицы. А потому в большинстве случаев при постройке современных  деревянных домов  вы увидите угловое соединение шип-паз,  которое в народе еще называют  теплый угол.


Как видите, вырезать такой узел довольно просто, тем более он  не требует  точной подгонки. Все  щели  заделываются уплотнителем и никаких сквозняков. Ну, а для особо привередливых, мастера немного усовершенствовали соединение, добавив туда  элементы ласточкиного хвоста и сделав его неразрывным.

Коренной шип

Но если  все выше описанные системы вам не подходят и вы хотите использовать в своем  тереме чего посложнее, да понадежнее ваш выбор непременно  остановится на соединении «Коренной  шип». Описывать  его словами  бесполезно, тут  проще один  раз показать.


Впечатляет? А между тем  наши  деды и прадеды довольно часто использовали его в работе. Можно только позавидовать  их упорству.

Конечно, на этом  перечень  угловых узлов вовсе не заканчивается, а при желании вы можете к уже существующим придумать и парочку, от себя. Но чтобы понять саму идею таких  соединений достаточно  будет и вышеизложенного материала.

Дерзайте. Учитесь. Осваивайте основы плотничьего мастерства вместе с нами.

А сейчас  до свидания и до скорых встреч на страницах  сайта про  дачу.

Василий Молька

плюсы и минусы, разновидности и особенности их реализации

История деревянного домостроения исчисляется тысячелетиями. Теплая, дышащая и легкая древесина всегда ценилась за свои качества. Несмотря на появление новых материалов и технологий, она традиционно считается лучшей для строительства жилых домов. Сруб выкладывают из горизонтальных венцов, соединенных между собой вырубленными или выпиленными замками. Главная задача при строительстве — обеспечить плотное прилегание всех элементов. Холодные углы — не такая уж редкая проблема деревянных зданий. Неутепленные зазоры служат прямым каналом для теплопотерь. Узел соединения угловых брусьев должен обеспечивать изоляцию помещений от окружающей среды. Такой вид конструкции получил название «теплый угол». Его выполняют несколькими способами. Монтаж узла проводят с помощью замков разнообразной формы, с малым количеством дополнительных скрепляющих деталей.

Соединение теплый уголИсточник leto-dom.com

Брус в строительстве

Сруб возводят из профилированного или клееного бруса. Первый вид изготавливают из цельной древесины без разрушения структуры и использования клеев. Внешнюю сторону обрабатывают в виде ровной или выпуклой поверхности, с фаской или без нее. Внутренняя — обычно плоская, под отделку. Опорные грани имеют систему шип-паз, благодаря которой элементы прочно стыкуются. Профилированный материал удобен в работе, сечение имеет стандартные размеры. При строительстве деревянные балки не нужно подгонять.

Цельный профилированный брусИсточник el.decorexpro.com

Клееный брус, в отличие от цельного профилированного, состоит из склеенных тонких ламелей. Для выполнения стыков в заводских условиях выбирают пазы и просверливают отверстия. На строительной площадке остается только собрать готовые звенья, как конструктор.

Клееный брусИсточник bg.decorexpro.com

Дома, сложенные из деревянных профилей, обладают преимуществами перед кирпичными или бетонными:

  1. Быстро возводятся, не требуют «мокрых» работ по замешиванию раствора или бетона.
  2. Легкие, не нуждаются в мощных заглубленных фундаментах, достаточно железобетонного ленточного основания мелкого заложения или «плавающей» плиты.
  3. Теплые, коэффициент теплопроводности древесины 0,09 вт/м°с, что сравнимо с характеристиками базальтовой ваты.
  4. Красиво сложенные деревянные здания гармонично выглядят на фоне зелени, природы, не требуют дополнительной отделки сайдингом, декоративными панелями, штукатуркой.
  5. Благоприятный микроклимат в помещении обеспечивается высокой паропроницаемостью древесины, в таком доме поддерживается оптимальная влажность воздуха.
  6. Качественный сруб прочен, устойчив и долговечен, срок службы не уступает сооружениям из камня.

Теплый угол — участок наиболее технологически сложных узлов. Из-за особенностей древесины усыхать, разбухать и коробиться стыки в местах пересечения элементов подвержены разнонаправленным напряжениям, образованию зазоров. Правильное выполнение сопряжения — залог того, что с течением времени не появятся сквозные щели, откуда будет задувать ветер и проникать сырость. Классификацию, типы конструкций и рекомендации по расчету размеров угловых соединений дает ГОСТ 30974-2002.

Виды соединений

Знать, что такое теплый угол, при строительстве дома из бруса должен каждый строитель. Проектная документация содержит необходимую информацию о конструкциях и размерах угловых соединений. Они выполняются в виде пазов и выступов различной формы. Два, три или четыре элемента связываются между собой и образуют прочную основу для укладки следующего венца.

Конструктивное решение узла может быть в виде:

  • соединения без остатка, когда элементы не пересекают границы стыка;
  • с остатком — брус, проходя через узел, выходит наружу;
  • встык — элементы примыкают и крепятся скобами, нагелями, накладками;
  • Т-образные — сопряжение стены и простенка.

Пазы в деревянных профилях выбирают с помощью бензопилы, лобзика, ручного чашкорезного станка.

Т-образные соединенияИсточник skalice.ru

К соединению звеньев предъявляют требования:

  1. Легкость исполнения.
  2. Прочность.
  3. Минимальные теплопотери.

В строительстве деревянных домов применяют типы угловых соединений:

  • в «чашку»;
  • в «лапу»;
  • на прямоугольных шпонках;
  • на шпонках «ласточкин хвост»;
  • с коренным шипом;
  • в «обло» — с одно-, двух- или четырехсторонним замочным пазом;
  • открытым или закрытым «сковороднем» — трапециевидным симметричным шипом;
  • открытым или глухим «полусковороднем — прямоугольным шипом.
Способы соединения брусаИсточник plotnikon.ru

Необходимая теплоизоляция соединения достигается не только конструктивным решением стыка, но и применением утеплителей:

  • эластомерных и полимерных ленточных материалов;
  • пакли;
  • мха;
  • джута;
  • льноволокна;
  • пенных или силиконовых герметиков.

Их помещают в выемки профилированных брусьев, пазы замков, швы между венцами.

Древесина для строительства дома должна быть хорошо просушена, иметь влажность не более 20%. Это основное условие для прочности и надежности конструкции. После заготовки элементов их обрабатывают антисептиком, чтобы все пропилы получили защитное покрытие.

Посмотреть, как осуществляется соединение бруса в теплый угол, можно в этом видео:


Шлифовка стен из бруса внутри дома: для чего нужна и как проводится

Соединение встык

Самая простая конструкция узла. Соединение встык осуществляется с помощью металлических шипованных пластин, уголков. Их закрепляют скобами или гвоздями. Торец профиля тщательно выравнивают, чтобы обеспечить плотное прилегание.

Снаружи соединение утепляют, чтобы ветер и холод напрямую не проникали в зазор. Для этого по торцу примыкающего бруса прокладывают теплоизолятор.

Соединение встыкИсточник yastroyu.ru

Такое сопряжение звеньев применяют, если предполагается утепление наружных стен и обшивка.

Сначала обязательно конопатят щели, так как профильная древесина склонна к высыханию. Утепление проводят по поверхности стены, сверху укладывают гидроветрозащитную мембрану, монтируют наружную отделку.

Соединение встык быстро выполнить, но для качественного теплого угла в доме из бруса оно не подходит. Слишком много дополнительных операций нужно проделать, чтобы обеспечить его теплоизоляцию. Такой способ используют для возведения хозпостроек и других неответственных сооружений.

Встык со шпонкой

Это усиленное соединение встык двух элементов, в торце и в боковой части которых выбирают отверстия по форме шпонки, глубиной 0,2-0,3 от толщины бруса. Крепеж изготавливают из древесины твердых пород — ясеня, дуба, осины.

Встык со шпонкойИсточник pallazzo.su

Шпонка может иметь прямоугольное сечение или форму ласточкиного хвоста с расширениями к краям.

При креплении прямоугольным элементом достигается прочность конструкции в одном направлении. «Хвост ласточки» лучше фиксирует брусья, но требует точности при выборке пазов и подготовки шпонки.

С коренным шипом

Соединение получило название «теплый угол», брус в таком узловом креплении меньше подвержен смещениям. Нарушение структуры дерева здесь минимально, а защитой от проникновения холодного воздуха служит шип на внутренней поверхности сопряжения.

Пиломатериал предварительно подготавливают:

  1. На одном торце выпиливают выступ длиной, равной 0,2 толщины бруса, прямоугольный или с расширением к краю («полуласточка»).
  2. На второй детали выбирают паз с небольшим зазором для свободного вхождения коренного шипа.
  3. В паз помещают тонкий слой утеплителя, например, льноджутовое полотно.

Вставляют шип в выемку, длинным нагелем скрепляют узел с нижерасположенным венцом.

С коренным шипом («ласточкин хвост»)Источник respectsrub.ru

Разновидность узла с коренным шипом — соединение «ласточкин хвост», или «сковородень». Чаще всего применяют для Т-образных сочленений стен и перегородок. Шип и паз имеют трапециевидную форму. Выступ вырезают в средней части торца бруса. Для разметки используют специальные шаблоны подходящего размера.

Сруб с укладкой венцов в «теплый угол» равномерно усаживается, брусья при колебаниях влажности в стыках не расходятся.


Краска для имитации бруса снаружи и внутри помещения: выбор и нанесение

Соединение «в лапу»

Крепление применяют для сращивания угловых звеньев и выполнения Т-образных сопряжений стен. На торцах выпиливают горизонтальные выступы в форме сложной трапециевидной призмы — «лапу». Стыки в узле расположены в 4 наклонных плоскостях.

Соединение «в лапу»Источник stroyfora.ru

Такой вид сопряжения надежно скрепляет угловые звенья, препятствует их расхождению как внутрь, так и наружу. Теплозащиту стыка выполняют прокладкой изоляторов.

Соединения с остатком

Колоритный вид сруба, сложенного с выпусками бруса по углам, компенсирует издержки от перерасхода материала. Соединения с остатком выполняются различными способами:

  • В нижнем венце выбирают паз для укладки верхнего в форме половины сечения пиломатериала. Это односторонний узел в «обло» или в «полдерева».
  • Двухсторонний замок предполагает пропил выемки снизу и сверху. В каждой детали уже есть гнездо для установки следующего венца.
  • Четырехстороннее соединение в «обло» отличается от остальных выборкой пазов на всех поверхностях бруса. Такая форма придает устойчивость конструкции даже без применения нагелей.
Сборка бруса в «обло»Источник remont.firmika.ru

Венцы, уложенные способом в «обло», смещены в углах на половину высоты.

Соединение бруса в теплый угол — преимущества и недостатки

Основное преимущество такого способа рубки дома — отсутствие продуваемых и промерзаемых щелей. Не нужны дополнительное утепление фасада и дальнейшая наружная отделка стен.

При сборке дома шипы и пазы соединительных узлов выполняют вручную. Это, пожалуй, единственный недостаток такого вида строительства.

Готовые комплекты из клееного бруса лишены этого минуса. Все элементы заранее обработаны под удобный монтаж и сборку узлов. Венцы промаркированы согласно рабочих чертежей. На строительной площадке дом возводят за несколько дней, пользуясь инструкцией с разработанной схемой.

Дом из бруса с соединением углов с остаткомИсточник 2gis.ru
Профилированный брус: преимущества и недостатки, правильный выбор материала

Итог

Укладка бруса в «теплый угол» требует значительных усилий, высокой квалификации мастеров и материальных затрат. Но это быстро окупается экономией на отоплении жилья.

Как стыковать брус по длине и на углах сруба (видео)

Сегодня при выборе материала для строительства частных домов застройщики все чаще выбирают дерево. Такой выбор обусловлен целым рядом положительных качеств этого строительного материала. Деревянный дом – это прежде всего экологически чистый дом. Дом из дерева можно вписать в любой ландшафт, придав ему неповторимую индивидуальность и особую атмосферу. К этому стоит добавить доступные цены на древесину и относительную простоту постройки деревянного дома. А если учесть еще экономию времени и средств при его постройке, то выбор древесины в качестве строительного материала будет вполне оправдан.

Дом из бруса экологичен и гармонично вписывается в любой природный ландшафт, к этому стоит добавить доступность материала и относительную простоту постройки.

Наши предки на протяжении веков накопили огромный опыт строительства деревянных домов. Но сегодня все чаще вместо традиционного бревна используется деревянный брус. И хотя техника соединения элементов бревна и бруса имеет много общего, но все же несколько отличается. Поэтому при строительстве дома из бруса нужно знать, как стыковать брус, если возникнет такая необходимость.

Необходимость стыковки

Разметка и расчеты некоторых видов соединений углов бруса.

Хотя возводимые дома могут различаться видом древесины и способом ее обработки, всегда актуальным будет вопрос о том, как правильно уложить брус и надежно скрепить его между венцами. Именно от этих двух факторов зависит срок эксплуатации построенного дома. Ведь неправильная укладка приведет к тому, что дом постепенно будет клонить набок. А при неплотном соединении венцов стены наверняка будут промерзать зимой.

Необходимость в стыковке торцов может возникнуть всего лишь в двух случаях: при рубке угла и когда длина стены больше 6 м (стандартный размер длины бруса). Можно также добавить к ним врубку внутренних стен во внешние стены строящегося дома, но в этом случае речь идет только об одном торце.

Поскольку это три совершенно разные операции и выполняют они разные задачи, то и стыковка торцов в каждом случае выполняется по-разному, хотя и имеет похожие элементы.

Вернуться к оглавлению

Типы крепления бруса на углах

Два вида крепления брусьев в углах: сруб “в лапу” и сруб “в обло”.

От надежности крепления углов зависит устойчивость всего дома. Стыковать брус на углах можно двумя способами – с остатком, т.е. с выступающими концами, и без остатка. Основной тип соединения с остатком – разновидности стыковки “в обло”.

Основные типы соединения без остатка: в лапу, замочным пазом по типу “в обло” и Т-образные соединения – прямой или замочный паз и трапециевидный шип, прямоугольный или симметричный.

Основным достоинством стыка без остатка считается экономия материала. Но зато дом, где торцы в углах соединены с остатком, более устойчивый. К тому же он лучше противостоит ветру и дождю, меньше будет заметаться зимой снегом. А все вместе взятое способствует более комфортной атмосфере внутри дома. Такой стык проще сделать непрофессионалу, поэтому, если у вас нет достаточного опыта в постройке деревянных домов, то для угловых соединений лучше выбрать именно этот способ.

Вернуться к оглавлению

Способы соединения углов с остатком

Чаще всего для стыковки углов с остатком применяют тип “в обло” (в чашу). При этом способе брусья соединяются между собой с помощью замочных пазов. Такие пазы могут делаться однострочными, двусторонними и четырехсторонними.

Виды торцевых соединений с остатком.

Для устройства однострочного замка в месте соединения делается поперечный надпил в торце. Ширина такого надпила должна точно соответствовать поперечному сечению торца. Этот способ углового соединения применяется в основном для профилированного бруса.

Чтобы сделать двусторонний замок, на торце с обеих сторон на четверть его толщины делают перпендикулярные пропилы. При сборке происходит состыковка пропилов паз в паз. Очень важно, чтобы пазы как можно точнее совпадали друг с другом. Большое несовпадение в размерах отрицательно скажется на надежности соединения в целом. К тому же понадобится дополнительная заделка щелей.

Если нужно стыковать брус на углах максимально надежно, используют четырехсторонний замок. При нем пропилы делаются не с двух, а со всех четырех сторон торца. Если пазы сделаны правильно, то угол будет сложен, как конструктор. Но нужно обладать очень высокой квалификацией, чтобы сделать их максимально точными.

Вернуться к оглавлению

Способы соединения углов без остатка

Виды торцевых соединений без остатка.

Самым простым угловым соединением этого типа является соединение встык. При этом способе не нужны никакие пропилы – брусья стыкуются торцами. Фиксируется соединения металлическими пластинами с помощью гвоздей или скоб. Однако этот способ не может гарантировать достаточную герметичность углов дома даже при идеально ровных торцах. Поэтому при строительстве жилых домов он практически не используется.

Использования для соединения торцов специальных шпонок из твердых пород дерева позволяет сделать такие соединения гораздо качественнее. В торце делаются специальные пазы: в одном брусе продольный в самом торце, в другом поперечный недалеко от торца. При соединении эти пазы должны совпасть, чтобы в них можно было вставить шпонку. Не имея достаточного опыта, лучше остановиться на перпендикулярно-параллельном пазе. Профессионалы для большей надежности такие пазы делают косыми.

Крепление с помощью коренного шипа – самый распространенный тип сборки углов с использованием бруса. В торце одного из брусьев делается паз, а торец другого спиливается, оставляя такого же размера шип. При соединении шип входит в паз, фиксируя таким образом соединение. Чтобы оно стало еще надежнее, на торцах делают не один, а несколько пазов и шипов.

Самое надежное крепление этого типа – “ласточкин хвост”, когда шип на торце делается не прямоугольной, а трапециевидной формы. Соответственно, под эту форму делается и паз в торце соединяемого бруса.

Есть очень важный момент, о котором нельзя забывать. При использовании крепления типа “шип в паз”, чтобы компенсировать будущую усадку сруба, обязательно нужно между пазом и шипом оставлять вертикальные зазоры.

Вернуться к оглавлению

Продольное соединение бруса

Продольное соединение бруса: а, в. вполдерева; б, г. косым прирубом. 1. Нагель. 2. Гнездо.

Поскольку стандартная длина бруса составляет 6 м, то при постройке стен большей длины возникает необходимость стыковать брус по длине. При выборе способов стыковки нужно обязательно учитывать, какой силе и виду деформации будет в будущем подвергаться место стыковки. Без учета этих факторов невозможно правильно стыковать брус.

Самые распространенные способы такого вида соединений – вполдерева, продольный шип на шпонке, продольный коренной шип, косой замок.

Если на место стыковки будет действовать сила сжатия, используют стыковку вполдерева. Чтобы стыковать брус по длине таким способом, на каждом брусе делается прямоугольный паз на половину его толщины. Длина паза должна в 2 или 3 раза превышать ширину бруса.

Затем пазы накладываются друг на друга. Такое соединение очень неустойчивое, поэтому его необходимо скреплять гвоздями и дополнительно усиливать нагелями – стержнями из твердых пород дерева. Главная задача нагелей – исключить возможность смещения соединенных торцов. В брусьях высверливают отверстия, диаметром соответствующие толщине нагелей, в которые их затем вставляют.

Если на стену будет действовать разрывающая сила, стыковать брус по длине нужно с помощью замков. Для этого тоже делаются пазы под прямым углом, но по-другому. Такой паз в 2 раза превышает ширину бруса, при этом от торца паз делается на 1/4 его толщины, а дальше углубляется до 1/2. Получившимися уступами торцы сцепляются друг с другом. Для большей надежности их тоже нужно дополнительно укреплять гвоздями и нагелями или использовать для крепления болты.

Продольное соединение бруса: а, в. прямым накладным замком; б, г. косым накладным замком.

Если стена дома будут испытывать сильное усилие “на изгиб”, то для соединения будет нужна повышенная прочность. Тут для надежной фиксации нужны “косые замки”. Это самое сложное по исполнению продольное соединение, но по надежности оно значительно превосходит все другие типы.

Техника выполнения та же, что и при устройстве обычных замковых соединений, только спилы делаются не ровные, а косые. При использовании этого соединения чрезвычайно важно точно соблюсти пропорции элементов крепления, поскольку именно от их точности зависит качество стыков. По возможности место такого соединения дополнительно усиливают при помощи 2 строительных скоб, набивая их крестообразно.

Несмотря на такое разнообразие видов соединения бруса, есть общее правило, которое нужно выполнять. Чтобы дождевая вода не скоплялась в соединительных пазах, с наружной стороны стены брус обязательно должен быть скруглен.

Также, независимо от выбранного способа стыковки, место стыковки желательно обработать специальным составом, смесью эпоксидной стены и песка или опилок. Обработанные таким способом стыковок более герметичны, к тому же смола склеивает стыкуемые поверхности, придавая им дополнительную прочность.

Все эти виды соединений подробно описаны в ГОСТ 30974-2002. Но это не догма, а всего лишь рекомендации. В процессе строительства дома из бруса каждый застройщик сам должен решить, какой тип соединения подходит для его дома в каждом конкретном случае.

Удачи вам! Крепких стен вашему дому!

в углах, между собой, по длине, ласточкин хвост, шип, нагелями, в стык – способы, виды, как сделать

В наше время все чаще при строительстве стен домов, дач, бань используется деревянный брус. Это связано с тем, что качество предлагаемого материала больших сечений улучшается, и он становится конкурентоспособным с бревном. При строительстве таких сооружений важно обеспечить надежное соединение бруса.

Строительство из профилированного бруса отличается легкостью сборки, экономией времени и сил.

Технология строительства таких домов мало отличается от изготовления бревенчатого сруба. При этом укладку и обработку производить проще и легче, а во многих районах материал доступней для приобретения. Один из важнейших этапов строительства – это соединение бревен, от чего во многом зависит надежность всей конструкции.

Основные принципы и положения укладки бруса

При стыковке необходимо иметь следующий инструмент:

Угловое соединение бруса в полдерева на вставных шпонках.

  • электродрель;
  • болгарка;
  • рубанок;
  • ножовка;
  • стамеска;
  • молоток;
  • шкурка наждачная;
  • линейка;
  • штангенциркуль.

Операция по стыковке при строительстве стены производится в двух случаях: изготовление (связка) углов дома и сплетение (наращивание) бруса по длине. Особо важным процессом является стыковка в углах. Во время ее проведения закладывается надежность сооружения, его габариты и качество всей стены, а также дизайн.
Различают два вида угловых стыковок: с остатком и без остатка. Укладка с остатком основана на том, что торец выступает за место углового соединения на определенную длину. Основным преимуществом такого вида ведения работ является своеобразное деревянное утепление угла дома, что особенно заметно при ветре. Кроме того, такое исполнение создает определенный дизайн, на который есть свои любители.

Сплетение без остатка подразумевает, что их торцы расположены в одной плоскости с поверхностью стены. Основное преимущество – уменьшение габаритов дома и экономия материала при строительстве.

Соединение бруса с остатком и без остатка

Схема угловых соединений бруса «коренной шип — паз».

Самым распространенным способом стыковки с остатком является соединение при помощи прямоугольных пазов, так называемая укладка в обло. Такое сплетение имеет три модификации. Самый простой вариант – одностороннее соединение. В этом варианте на одной боковой грани прорезается прямоугольный паз. Размеры паза на обоих соединяемых брусьях должны быть одинаковыми. Ширина паза равна ширине бревна, а глубина – половине высоты его высоты. При стыковке по системе паз на паз (при перпендикулярном расположении брусьев друг к другу) боковые грани сплетенных брусьев должны быть строго в одной плоскости (стык без выступов). Расстояние от торца балки до начала паза определяет длину остатка (вылета).

Второй вариант – двухстороннее сплетение. В этом случае паз пропиливается на двух противоположных сторонах. Глубина паза должна составлять ¼ высоты бруса. При такой стыковке обеспечивается более плотная укладка материала.

Наконец, четырехстороннее соединение бруса предусматривает изготовление паза на всех гранях. При этом глубина нижнего и верхнего пазов должна быть ¼ высоты бруска, глубина боковых пазов – ¼ ширины, а ширина всех пазов – ½ его ширины. При использовании этого способа достигается максимальная плотность прилегания брусьев.

Наиболее распространенными способами стыковки без остатка являются: соединение бруса встык, сплетение на шпонках и стыковка на коренных шипах. Укладка встык – самое простое, но самое ненадежное. В этом случае торец одного бруска упирается в боковую грань другого (в следующем слое они меняются местами). Стык Закрепляется гвоздями или металлическими скобами. При такой укладке очень сложно контролировать прижатие торца, что зависит от качества его обработки, и обеспечить перпендикулярность элементов в узле. Этот способ лучше применять только при строительстве легких садовых построек (сарай и т.д).

Немного надежней способ «в полдерева», который подразумевает наложение брусьев друг на друга, при этом на их концах делается пропил длиной, равной ширине материала, и высотой, равной половине высоты. Таким образом, концы брусьев утапливаются друг в друге. Место стыковки укрепляется гвоздями.

Соединение на коренных шипах

Схема угловых соединений бруса «ласточкин хвост».

Этот способ основан на формировании шипов и соответствующих им гнезд непосредственно на торцах. На конце одного из соединяемых элементов вырезается шип посередине торца. Длина шипа равна ширине бруска, а ширина составляет 1/3 высоты. Соответственно, на втором бруске изготавливается паз шириной, равной ширине шипа. При стыковке шип плотно загоняется в паз. Для утепления угла дома, как правило, в паз перед группировкой закладывается льноджутовое полотно.

Одной из разновидностей такого соединения является стыковка «ласточкин хвост». В этом случае шип изготавливается трапециевидной формы, расширенной стороной наружу. Паз выполняется аналогичной формы. Такой стык более плотный и надежный.

Соединение на некоренном шипе

Некоренной шип, в отличие от коренного (который формируется по центру), выполняется с краю и располагается вертикально. При стыковке такой шип должен оказаться на внутренней стороне стены. На боковой поверхности второго бруса изготавливается соответствующий поперечный паз. Шип может быть двух видов: шириной, равной 1/3 ширины бруса, или шириной, равной половине ширины. Длина шипа равна половине ширины материала. Стыковка представляет собой соединение встык с шипом.

Соединение со шпонкой

Продольное соединение бруса между собой по длине при помощи шпонок.

Часто используется способ, представляющий собой сочетание соединений встык и на шипах. В этом случае на торце одного из брусьев делается паз под шпонку. Аналогичный паз изготавливается на боковой стороне второго бруса в поперечном направлении. Балки упирают друг в друга, как при сплетении встык, но в пазы вставляется деревянная шпонка на всю длину пазов. Шпонка в сечении представляет собой квадрат со стороной размером, равным 1/3 ширины основного материала. Шпонка вставляется так, чтобы одна ее половина оказалась в одном брусе, а другая – в другом. Устанавливать шпонку можно как вертикально, так и горизонтально, но чаще всего используется первый вариант как более простой в изготовлении.

Укладка с нагелем

Схема расположения нагелей в брусе.

Для упрочнения соединения в углу дома применяется дополнительное усиление штырями, которые получили название нагель. Они устанавливаются внутри брусьев и не позволяют произойти деформации при высыхании материала, принимают на себя механическую нагрузку. В качестве нагеля может использоваться металлическая труба или арматура. Можно сделать нагель из дерева.

Чаще всего нагельное упрочнение применяется в соединении на коренном шипе. В такой стыковке просверливается отверстие, диаметром на 2-3 мм больше диаметра нагеля, в вертикальном направлении. В отверстие вставляется штырь. Диаметр нагеля выбирается в пределах 25-50 мм. Длина определяется из условия, что нагель должен соединять два ряда.

Продольная стыковка

Схема соединения бруса вполдерева.

При строительстве часто возникает потребность нарастить длину, для чего используются различные способы продольного соединения. В основном используют способ стыковки в «полдерева» и совмещение бруса с продольным коренным шипом, а также соединение косым замком. Первые два способа не отличаются от аналогичных способов при изготовлении углов. Единственная разница – сами балки располагаются последовательно.

Простым и достаточно надежным способом соединения является продольное соединение в «полдерева» с использованием нагеля.

В этом случае проведение процесса очень удобно. Стык двух брусьев располагают горизонтально и дрелью просверливают 2-3 отверстия. В отверстие вставляются деревянные круглые штифты, диаметром 15-20 мм. Место стыковки можно обработать клеем. Применить деревянный нагель с последующей проклейкой можно и при использовании соединения с коренным шипом.

Соединение косым замком достаточно сложно в исполнении. На конце делается скос, причем на поверхности скоса одного бруса формируется шип, а на скосе второго – паз.

Создание теплого угла

При сочленении брусьев стены жилого дома следует позаботиться об утеплении участков стыка. В местах соединения за счет неплотных стыков, неточностей в пазах может снизиться тепловая защита. Для предотвращения этого рекомендуется использовать так называемый теплый угол. Для этого между стыками в балках помещается теплоизолятор типа пакли или льняного волокна. Это необходимо осуществить во время укладки углового узла.

Известно множество способов, как стыковать брус при его наращивании, изготавливать углы стен из бруса. Правильная укладка при таких сочленениях – важный фактор, определяющий качество работ. Какой способ применить, надо решать с учетом реальных условий и вида постройки.

Соединение бруса и бревен — различные виды и способы стыковки при строительстве

Ключевой этап строительства деревянного сруба — соединение бруса и бревен в общую пространственную конструкцию.

Не узнав, какие способы стыковки при этом нужно применять, не стоит даже браться за эту работу.

Мы рассмотрим основные виды существующих соединений, а также оценим преимущества и недостатки каждого из них. Это поможет начинающему мастеру увереннее чувствовать себя, выполняя сборку венцов деревянного здания.

Очевидно, что стыковка бруса при строительстве нужна в двух случаях:

  • Для надежного связывания углов дома
  • Для наращивания бревна или бруса

Указанные операции можно выполнить десятками разных способов, придуманных русскими зодчими за сотни лет. Если мы станем рассматривать все существующие узлы соединения сразу, то быстро запутаемся в сложной терминологии и нюансах рубки. Поэтому для ознакомления подробно расскажем только о самых распространенных видах стыковки.

Виды угловых соединений

В современном деревянном строительстве используются два вида угловой стыковки:

  • С остатком. Остатком называют торец бревна или бруса, который выступает наружу из угла сруба. Преимуществом углового соединения этого типа является лучшая защита швов от продувания;
  • Без остатка. Венцы сруба не выступают за углы дома.

Угловые соединения бревен выполняют практически так же, как и стыковку бруса. При этом посадочное гнездо в нижнем бревне чаще всего делается не плоским, а полукруглым, напоминающим чашку. Поэтому данный способ стыковки получил название рубки «в чашу».

Соединение бревен «в чашу» с остатком

Прямоугольная форма бруса не требует выполнения сложного чашеобразного стыка.

Стыковку брусьев на углах дома делают двумя способами:

  • Односторонним (в пол дерева)
  • Двухсторонним (в охряп)

Односторонний стык бруса прост в исполнении, поскольку здесь достаточно сделать только один вертикальный паз.

В полдерева данный вид соединения называют потому, что глубина пропила или врубки составляет ½ от высоты бруса или бревна.

Односторонний стык профилированного бруса «в полдерева»

Перечисляя основные способы соединения бруса в углах дома, нужно сказать несколько слов о двухстороннем методе рубки «в охряп». Он сложнее односторонней стыковки венцов, поскольку вертикальные пропилы приходится делать не только на верхней, но и на нижней стороне брусьев.

После этого древесину между пропилами вырезают, оставляя ровные горизонтальные посадочные площадки. Уложив брусья друг на друга, мы получаем прочный стык с двумя плоскими швами.

Соединение бруса «в охряп» с остатком

Надежная стыковка бревен также может быть выполнена способом «в охряп». Однако, чаще всего специалисты используют соединение «в чашу», оптимально подходящее для круглой формы бревна.

Рубка угла из бревен «в охряп»

Двустороннее соединение «в охряп» и полукруглая «чаша» требуют высокой квалификации плотников. Здесь нужно работать точно и аккуратно. Любая ошибка с глубиной пропила или вырубкой паза может привести к нарушению геометрии и снижению прочности стыка.

Для защиты угла от продувания профессионалы деревянного домостроения используют стыковку бруса «в курдюк». По сути, это модифицированное двухстороннее соединение «в охряп», в котором на посадочной поверхности вырезан продольный выступ. Он не только прикрывает стык от продувания, но и повышает прочность зоны контакта.

Соединение угла «в курдюк» с остатком

Рассматривая виды соединений между собой бревен и бруса, отметим весьма популярный способ рубки «в лапу». Он довольно прост в исполнении и при этом позволяет получить достаточно прочный и герметичный стык.

Соединение бревен «в лапу» без остатка

Соединение встык

Для новичков самым простым вариантом является соединение профилированного бруса методом встык. Торцы брусьев при этом ровно обрезают и фиксируют их на углах при помощи стальных скоб или пластин с шипами.

Однако, данный метод стыкования бруса нельзя назвать очень прочным и герметичным. Поэтому его лучше использовать для нежилых хозяйственных построек.

Соединение брусьев встык

Для усиления углов, собираемых способом встык, часто используют шпонки – вертикальные стержни из твердой древесины (дуб, береза, граб).

Стыковка бруса на прямой плоской шпонке (нагеле)

Оптимальным вариантом стыкования является способ «в теплый угол», также называемый соединением «в коренной шип». На торце бруса при этом вырезается внутренний выступ-шип, который защищает шов от продувания и повышает прочность угла.

Распространенным методом углового соединения является «ласточкин хвост». От коренного шипа он отличается трапециевидной формой, которая делает зону контакта брусьев более плотной и жесткой.

Продольное соединение бруса и бревен

Кроме надежной вязки углов деревянного здания, очень важно обеспечить качественную продольную стыковку бруса или бревен, из которых состоят венцы. Для бруса чаще всего используют наращивание с помощью прямого или накладного замка. Для дополнительного усиления накладного стыка используют вертикальные нагели или шпонки.

Кроме этого продольное соединение венцов удобно делать «в полдерева», срезая часть торца у соединяемых брусьев. Для повышения жесткости стыка в зоне контакта нужно поставить два шипа-нагеля.

Соединение коренным шипом также вполне приемлимо для продольного наращивания брусьев.

Хорошо сопротивляется силам продольного растяжения, возникающим при усушке деревянных венцов, комбинированное соединение «в полдерева», на верхнем выступе которого сделан «ласточкин хвост».

Если вам такая рубка кажется слишком сложной, то выполните продольное соединение венцов обычным ласточкиным хвостом, который надежно фиксирует наращиваемый брус и бревно.

Т-образные виды соединений бруса и бревен

Данный вид стыковки применяется в местах примыкания внутренних брусовых и бревенчатых простенков к наружной стене. Здесь возможна реализация одного из трех вариантов:

1. Замочный паз на коренном шипе

2. Прямой паз на коренном шипе

3. Уже знакомый нам «ласточкин хвост»

Полезное видео по теме:

Угловые соединения бруса

Прочность, надёжность деревянного здания существенно зависит от того, насколько крепкими будут соединения между брусьями, из которых оно построено. Есть два варианта соединения брусьев – в углах и в стенах. Стыковка двух деревянных строительных элементов в стене необходима в случаях, когда её длина превышает длину пиломатериала. Такое бывает часто при возведении домов большой площади.

Разновидности соединений бруса в углах

Строительные компании, занимающиеся деревянным домостроением, соединяют брус в углах двумя способами: «в чашу» и «в лапу».

Соединение бруса «в чашу»

При соединении «в чашу» строительные элементы соединяются между собой с помощью замочного паза, который бывает трёх типов. Пазы бывают односторонними, двух- и четырёхсторонними. У каждого из них свои особенности.

При односторонней стыковке в каждом из брусьев делается пропил с одной стороны. Обычно паз выпиливается в верхней части элемента. В него затем будет уложен брус, из которого создается перпендикулярно расположенная стена. Такой вид углового соединения является одним из наиболее распространённых. Его преимущество в том, что для создания пазов не требуется много времени. И это имеет значение для строительных организаций.

При двухсторонней стыковке пазы прорубаются на концах брусьев и сверху, и снизу. В этом случае важно выдержать глубину пропилов, чтобы не допустить того, чтобы пиломатериал в местах соединения элементов стал хрупким. В среднем пропилы делаются с обеих сторон на глубину ¼ толщины бруса. Такой вариант соединения очень надёжен, но он более затратен по времени из-за большого количества пазов.

Четырёхсторонние пазы – наиболее прочный вариант соединения. Кроме того, его преимущество – легкость укладки брусьев, высокая скорость возведения зданий.

Соединение бруса «в лапу»

Есть несколько вариантов такого соединения. Первый из них – встык, его особенность в том, что брусья между собой скрепляются при помощи скоб, изготовленных из металла. Второй вариант – стыковка с использованием шипа. Как происходит соединение – в верхнем брусе прорубается паз, а в нижнем – делается продольный выступ, который является шипом. Размеры паза и шипа должны совпадать. Для дополнительной надёжности соединения углы укрепляются нагелями. Для герметизации стыка используется джутовое волокно. Третий вариант углового соединения «в лапу» – шпонки. Они крепко соединяют два бруса, надёжно их удерживая. Шпонки могут быть прямыми и косыми. Второй вариант предпочтительнее, так как обеспечивает более прочный стык.

Продольные соединения в стенах

При длине стены свыше шести метров приходится стыковать и скреплять вместе два бруса. Делается это несколькими способами:

  • шипы. Это могут быть коренные шипы или на шпонках. Оба вариант надёжные, обеспечивают прочное соединение. В случае с креплением бруса при помощи шипов на шпонках потребуется в пиломатериале сделать пазы, в которые будет вбиваться клин. Если выбирается в качестве соединения коренной шип, то на одном из брусьев выпиливается паз, а на другом делается шип, который будет подходить по размерам к подготовленному для него отверстию;
  • «в полдерева». Этот способ скрепления бруса состоит в том, что по краям брусьев, которые требуется соединить, делаются пропилы. Их глубина составляет половину толщины бруса. Для большей надежности соединения деревянные элементы скрепляются нагелями. 

Если выполнить угловые или продольные соединения бруса согласно технологии, без ошибок, то получится построить прочное и крепкое здание. Все его стыки будут надёжными, не будет риска перекоса стен в процессе эксплуатации деревянного дома.

Соединения дерева и стали: убедитесь, что все сделано правильно

Современный рынок жилья предлагает постоянно растущее разнообразие строительных материалов. От более традиционных пиломатериалов, которые мы использовали на протяжении веков, промышленность перешла к более эффективным решениям.

Двутавровые балки и пластинчатые фермы появились в конце 60-х и начале 70-х годов, чтобы бросить вызов широко распространенным методам и стандартам. Но только в 1990 году появилась легкая, поддающаяся обрезке и более практичная альтернатива благодаря изобретению открытой фермы перекрытия с шиповым соединением.

Таким образом, от стального каркаса до использования бетона или инженерной древесины, архитекторы в настоящее время используют преимущества различных характеристик каждого материала, чтобы комбинировать их в уникальных творениях. И, к счастью, можно заставить все эти материалы работать вместе.

Когда речь идет о цельнодеревянных открытых балках, строителям предлагаются три наиболее распространенных варианта соединения:

  1. Соединения стальных балок с подвесками
  2. Соединения стальных балок без подвесов
  3. Соединения деревянных балок с подвесками (как подробно описано здесь)

В многоквартирных домах сталь сочетается с деревом из-за его несущей способности .Его также ценят за компактность по сравнению с деревянными балками.

Сталь

также набирает популярность в строительстве индивидуальных домов. В настоящее время муниципалитеты приняли правила, разрешающие использование стальных балок в жилищном строительстве, и архитекторы с большим успехом используют их для создания потрясающе больших пространств с минимальной опорой, например, в домах типа лоджи.

Сталь

также позволяет создавать большие открытые пространства в подвалах (в случае, если деревянные балки не могут перекрыть большое открытое пространство).В некоторых случаях стальные балки необходимы для поддержки больших настилов.

Из-за их различных свойств чрезвычайно важным аспектом сочетания дерева и стали является качество соединений. Соблюдение инструкций производителя необходимо для обеспечения безопасности и долговечности сборки. Итак, для целей этой статьи давайте сосредоточимся на соединениях дерева со сталью. Точнее, мы объясним, как соединить стальную балку с открытой балкой TRIFORCE ® .

СОЕДИНЕНИЕ СТАЛЬНЫХ БАЛОК С ПОДВЕСАМИ

Как показано здесь, для стальных балок с деревянным наполнителем требуются подвесы для крепления сверху или на торце для крепления к открытой балке TRIFORCE ® .

При определенных условиях можно использовать верхние подвесы. Как показано в приведенных ниже примерах, вы можете использовать деревянную пластину подоконника, прикрепленную к стальной балке, и прикрепить подвесы к этой пластине подоконника, поддерживающей балки. Всегда следите за соблюдением спецификаций и требований производителя вешалок.

©Simpson Strong Tie HIT

Также возможно соединение стали и дерева, в основном, с помощью подвесов. Ниже приведена иллюстрация использования приварных подвесок в ситуациях, когда невозможно использовать древесный наполнитель на стальной балке.

СОЕДИНЕНИЯ СТАЛЬНЫХ БАЛОК БЕЗ ПОДВЕСОК

Вот еще один тип крепления, использующий стальную балку с деревянным наполнителем, прикрепленную только к верхней и нижней полкам. Ему не нужна нижняя подвеска с фланцевым подшипником, так как вы можете отрезать обрезаемый конец открытой балки TRIFORCE ® под углом, чтобы получить опору.

СОБЛЮДЕНИЕ ИНСТРУКЦИЙ ИЗГОТОВИТЕЛЯ ПО БЕЗОПАСНОСТИ И ДОЛГОВЕЧНОСТИ СБОРКИ

Опять же, особое внимание при выполнении этих соединений обеспечит прочность и долговечность вашей конструкции.

Это всего лишь несколько примеров, демонстрирующих универсальность открытой балки TRIFORCE ® . Наше решение предлагает архитекторам и строителям новые возможности для беспрепятственной интеграции экологически чистого компонента в свои проекты. Кроме того, TRIFORCE ® позволяет создавать более креативные конструкции, большие открытые пространства и более безопасные конструкции благодаря своим уникальным свойствам.

Если вам нужна дополнительная информация о соединениях дерева со сталью, загрузите наше Руководство по спецификациям. Кроме того, если вы используете открытую балку TRIFORCE ® и не уверены в правильности соединения дерева со сталью, свяжитесь с нашей командой — мы будем рады помочь.

Добавьте, пожалуйста, уголок воздуховода 24×24 для обхода внешних углов балок! : starbase

Мне нравится идея воздуховодов, и я продолжаю пытаться их использовать, поскольку они упрощают сборку кораблей по модульному принципу и делают их намного чище.

Однако в наборе воздуховодов была допущена серьезная оплошность: в настоящее время не существует идеального способа прокладки воздуховодов вокруг внешних углов.

Есть уголок 15×15, который хорошо подходит для внутренних углов. Вы можете перевернуть это, чтобы испортить внешний угол балки, но это полностью испортит систему воздуховодов, так как это добавит 9/3 см выступа/недостатка к каждому другому элементу, что сделает невозможным согласование длины балки:

Вы также можно поместить один угол воздуховода на одном уровне с концом балки, а затем сдвинуть другую сторону воздуховода на 3 см, чтобы он служил торцевой заглушкой… но защелкивание деталей изо всех сил пытается помешать вам это сделать, а затем вы снова испортили размещение воздуховода на 9 или 3 см.

Лучшее решение, которое я нашел, это использовать 15×15, чтобы вылететь за конец балки на 3 см, а затем впритык к этому концу воздуховода, но у этого есть обратная сторона, добавляющая столкновение, прилипающее к концу балки. луч, который может помешать привязке и копированию вашего модуля позже.

Просто сейчас тупо трудно заставить воздуховоды идти туда, куда вы хотите.В итоге вы получаете причудливые обходные маршруты и дополнительные балки, чтобы попытаться исправить смещения, добавленные выпуклыми углами, или вам приходится прокладывать трубы и кабели, чтобы перекрыть зазоры, что просто ужасно и лишает смысла иметь воздуховоды в первом место.

Система воздуховодов остро нуждается во внешнем угловом элементе размером 24×24 см, который позволит обернуть наружную часть угла балки соединением воздуховода, не нарушая всей системы. В основном точно такой же, как 15×15, но немного длиннее, чтобы соответствовать размерам балки, и изогнут в другую сторону.

Пока вы там, воздуховоды тоже почему-то не имеют Г-образных углов. Есть Т-образные и Х-пересечения, но нет L-углов, что просто странно? (Вы не можете просто соединить воздуховоды под углом 90 градусов, потому что они уже, чем балки, поэтому на прилегающей стороне останутся зазоры в 6 см.)

…И я бы не отказался от прямой балки 12 см.

Признаки того, что деревянная балка вытесана вручную – Modern Wood Craft

Деревянная балка ручной работы — это бревно, вырубленное и вырезанное ручными инструментами.По сути, обтесанные вручную балки представляют собой длинные куски древесины, форма которых была изменена с круглой на квадратную. Распиленные до нужной длины, такие бревна можно использовать не только в качестве балок, но и стропильных ферм и соединений.

В прошлые дни ручные инструменты были не просто лучшим способом формовать бревна в балки; они были только способом. Самый ранний патент на рубильный станок датируется началом 19 -го -го века. Во время промышленной революции стали широко доступны необработанные бревна.Однако строители и мастера продолжают традицию ручной работы и по сей день. Почему так много людей предпочитают древесину, обтесанную вручную, а не обработанную машинами?

Помимо того, что обтесанные вручную балки придают любому помещению фантастический естественный и деревенский вид, они никогда не выходили из моды. Их элегантность, красота, долговечность и история выглядят иначе, чем древесина, распиленная электрическими инструментами.

Большинство продаваемых сегодня балок ручной работы являются антикварными, а это значит, что им больше века.Многие из этих балок были извлечены из старых зданий и неоднократно использовались повторно. Хотя обтесанная вручную древесина использовалась в жилищном строительстве на протяжении сотен лет, она по-прежнему востребована благодаря своим эстетическим качествам и структурной целостности.

В этом руководстве вы узнаете больше об истории и преимуществах обтесанных вручную балок, а также узнаете, как определить их при покупке вторичной древесины для вашего следующего проекта.

Потолочные балки: основная история

Верхние балки являются важнейшим элементом деревянно-каркасных зданий.Хотя их эстетическая привлекательность неоспорима, их первоначальное предназначение было строго функциональным: они выдерживали огромный вес крыш и верхних этажей. Палки и бревна, прародители потолочных балок, укладывались поверху грубых каменных стен.

Когда были изобретены более прочные и совершенные инструменты, мастера обнаружили, что могут вырезать более крупные и длинные балки из более крупных деревьев. Открытые балки стали конструктивной нормой, появившись в замках, коттеджах и других зданиях на Ближнем Востоке, Востоке и Европе.По мере развития строительных технологий и архитектуры и массового производства пиломатериалов эти массивные балки постепенно заменялись более мелкими деталями, используемыми для изготовления балок и стропил.

С начала 1950-х по 1980-е годы большие балки прятались за низкими подвесными потолками, чтобы уменьшить счета за охлаждение и отопление. Тем не менее, сборка стоечно-балочного или деревянного каркаса по-прежнему популярна, она появляется во многих горных домах, больших амбарах, горнолыжных курортах, сельскохозяйственных постройках и хижинах.

Как определить, что деревянная балка вытесана вручную

Чтобы определить, обтесывалась ли восстановленная деревянная балка вручную, можно оценить ее вес, рисунок, прямолинейность и другие факторы.Вот несколько способов отличить деревянную балку, обтесанную вручную, от балки, распиленной механической пилой.

  • Посмотрите на рисунок зерна. Чтобы сказать, обтесывался ли брус вручную, вам нужно посмотреть на него при естественном, полном освещении. С помощью этого метода легко увидеть рисунок волокон древесины, который указывает на то, что балка обтесана вручную. Также рекомендуется сравнить балку с другими, которые есть в наличии. Маркировка и узоры на обтесанном вручную брусе должны отличаться от таковых на других брусьях в поленнице.
  • Ищите следы тесла или топора. Тесла и топоры — это ручные инструменты, которые традиционно используются для изготовления потолочных балок и строительного бруса. Легко отличить следы от ручных инструментов и от механических пил.
  • Проверьте вес бруса. Еще один способ узнать, обтесана ли балка вручную, — это поднять ее и оценить ее вес. Брус, обтесанный вручную, должен быть намного тяжелее, чем брус, распиленный машиной.
  • Проверьте края бревна. Взгляд на края луча даст вам подсказки относительно его подлинности.Стороны ручного бруса не должны иметь острых углов или краев. Эти лучи никогда не бывают идеально прямыми, и у них не должно быть прямых углов. Если у них четкие края и узкие углы, значит, они не обтесаны вручную.

С помощью этих подсказок и с нашей помощью вы найдете подходящую балку ручной работы для любого строительного проекта. Позвоните нам сегодня, чтобы узнать о наличии продукта и получить рекомендации по продукту от наших экспертов по дереву ручной работы.

В чем разница между ручным и грубо распиленным брусом?

Несмотря на то, что у них есть много общего, обтесанные вручную и грубо распиленные бревна в чем-то различаются.Поскольку они обтачиваются вручную топором, эти балки имеют уникальный внешний вид, который пользуется большим спросом.

Процесс ручной рубки требует больших усилий. До того, как лесопилки стали доступны, мастера и лесорубы валили деревья, делали надрезы через каждые четыре-шесть футов и удаляли кору между надрезами. Этот трудоемкий и трудоемкий процесс придает этим балкам характерный грубый вид. Сегодняшние балки, обтесанные вручную, обычно извлекаются из домов, амбаров и других построек 1800-х годов.

Для сравнения, необработанные бревна режут на станках с помощью электроинструментов. Их обычно вывозят со складов и заводов. Эти крепкие детали часто используются в качестве структурных компонентов. Поскольку они находятся за кулисами, эти детали не дорабатываются на лесопилке.

Несмотря на различия, распиленные вручную и грубо отесанные балки прекрасно дополнят любой интерьерный проект. Обтесанные вручную балки имеют уникальный внешний вид, что делает их отличным выбором для скамеек и столов.Для столешницы или столешницы грубо распиленные балки придают немного более гладкий и изысканный вид.

Мы можем предоставить вытесанные вручную балки, чтобы сделать ваш следующий проект эффектным

Грубый и грубый вид древесины, обтесанной вручную, придает уникальный деревенский вид любому зданию. Независимо от того, используете ли вы их в качестве структурных элементов или в проекте дизайна интерьера, они обязательно станут фокусом комнаты.

Если вы хотите узнать больше о древесине, вытесанной вручную, позвоните экспертам Timber Craft.Наша команда специалистов поможет сделать любой проект успешным. Мы гарантируем, что вы получите качество, мастерство и сервис, которого вы заслуживаете. Свяжитесь с нами сегодня для бесплатной консультации.

Направляющая для крыльца — Балка — от Vintage Woodworks

> ОНЛАЙН РУКОВОДСТВО ПО КРЫЛЬЦУ > Что такое крыльцо > Структурные компоненты крыльца > Балка
Предыдущая | Содержание | Далее
Балка — это элемент несущего каркаса
, который проходит через вершины стоек.

Балка должна быть такой же толщины, как стойки крыльца.

Высота
Балка должна иметь такой размер, чтобы переносить и выдерживать вес конструкции крыши. Он также должен быть достаточно высоким, чтобы в него можно было установить карнизные кронштейны. Высота 8 дюймов достаточна для большинства наших повторяющихся кронштейнов карниза.

Толщина
Готовая толщина балки должна быть идентична толщине стоек крыльца, поддерживающих ее. Это устранит неудобное смещение между поверхностями стоек и балки.Что не менее важно, это позволяет более легко и изящно наносить декоративные элементы.

На приведенных ниже рисунках показано несколько способов использования стандартных пиломатериалов и фанеры для достижения толщины балки, равной стандартной толщине современных стоек крыльца.

Тип материалов
Необработанная древесина
Если ваша балка будет защищена нависающим карнизом крыльца, то обычная необработанная древесина сослужит хорошую службу. Однако, если ваша балка будет открыта, например, с решетчатой ​​крышей крыльца, то лучше всего использовать обработанную древесину или покрыть всю балку ПВХ.

Облицовка из обработанного или ПВХ материала
Балки, облицованные обработанной древесиной или ПВХ, должны иметь верхнюю часть на всю ширину балки для предотвращения попадания влаги внутрь балки. Чтобы устранить видимый шов под этими верхними частями, края верхней и лицевой частей могут быть скошены (скос 45) в месте их стыка. Хотя это делается нечасто из-за дополнительного времени, вы также можете совместить нижнюю часть с лицевой частью Beam.

Лицевая и нижняя части
Если вы используете обычные необработанные пиломатериалы, открытые лицевые и нижние части должны быть окрашены.Легче и дешевле найти презентабельные пиломатериалы толщиной 3/4″, а не 1-1/2″. Кроме того, большинству Лучей требуется двойное двойное увеличение силы. Поэтому в следующих инструкциях по построению балки используется многоуровневый подход.

Внутренние двутавровые балки
Внутренние двутавровые балки должны быть изготовлены из высококачественного строительного пиломатериала, так как важно, чтобы ваша балка была прямой и правильной.

Конструкция балки
Обратите внимание: вы несете ответственность за обеспечение достаточной прочности вашей балки.Это не то, что мы можем определить на большом расстоянии. №

Для всех веранд, кроме самых маленьких, проще установить балку на месте под временными опорами. Они должны быть хорошо закреплены, чтобы предотвратить движение во время строительства.

Предположения
Следующие пошаговые инструкции обеспечивают блокировку углов для прочности и предполагают сборку на месте БЕЗ верхней крышки (как показано выше) для веранды длиннее 16 футов. Поскольку пиломатериалы легко доступны только длиной до 16 футов, в наших инструкциях используются косые (косые) соединения для удлинения лицевых и нижних частей балки на всю требуемую длину.

Данная инструкция написана для стандартной прямоугольной веранды. Другие формы крыльца могут потребовать изменения конструкции, но должны соответствовать основным принципам, изложенным здесь.

Пошаговые инструкции
Примечание. Если вам нужны верхние части балки, сначала установите их. Они должны быть такой же ширины, как готовая толщина вашей балки.

1. Первые внутренние 2x
Подготовьте первые внутренние 2x для балки на одном конце крыльца, обрезав их по длине. Это должна быть длина готовой балки МИНУС толщины лицевой части (обычно 3/4″).

Начиная с одного конца крыльца, установите первые внутренние 2x в конечное положение, которое они будут занимать, надежно прикрепив их к основному зданию.

2. Второй внутренний 2x
Подготовьте начальные внутренние 2x для одного конца передней балки, которые будут прикреплены к последней балке, которую вы только что начали. Если ваша балка будет иметь только один «слой» внутренней части 2x, то длина этого второго 2x должна позволять концу, наиболее удаленному от угла вашего крыльца, падать прямо над одной из ваших стоек крыльца.

Однако, если конечная толщина вашей балки требует двух «слоев» внутренних 2-кратных элементов, то нет необходимости, чтобы дальний конец этого второго 2-кратного элемента падал на одну из стоек, так как вы можете расположить внутренние 2-кратные элементы в шахматном порядке для достижения необходимая прочность.

Установите второй внутренний 2x в конечное положение, прижав один конец к первому внутреннему 2x так, чтобы поверхность второго 2x была на одном уровне с концом первого. Закрепите это угловое соединение 3 гвоздями (2 гвоздя при использовании 2×4).

3. Дополнительные 2x первого слоя
Установите любые дополнительные 2x, необходимые для расширения этого первого «слоя» внутренних 2x до другого угла вашего крыльца. Длина последнего переднего внутреннего двойного слоя этого первого слоя должна быть короче на толщину лицевой части и ТАКЖЕ короче на дополнительные 1-1/2 дюйма, чтобы оставить место для первого внутреннего двойного слоя другого концевого луча. обязательно соблюдайте постоянное расстояние от 2x до главного здания

Подготовьте первый 2x слой второй концевой балки, обрезав ее по длине.Установите его таким же образом, как и другой конец.

4. Внутренняя прокладка
Если для вашей балки требуется внутренняя прокладка, установите ее сейчас на внутреннюю поверхность первого слоя внутренней двойки. Подсказка: если вы используете фанеру для этой внутренней прокладки, обрежьте ее немного уже, чем внутренний 2x, чтобы она не стала немного шире в некоторых местах.

5. Второй слой внутренних 2x
Если для вашего Beam требуется второй слой внутренних 2x, установите их сейчас. Накладываем их угловые стыки.

6. Лицевая и нижняя части
Вы можете отложить установку лицевой и нижней частей на потом, чтобы не повредить их во время строительства крыши.

ПРИМЕЧАНИЕ. Плотники часто допускают, чтобы лицевые части балки выступали немного ниже нижней части. Это типично для балок внутри дома, но не подходит для балок крыльца, поскольку стойки крыльца должны занимать всю толщину балки.

Когда придет время устанавливать лицевые части, начните с внутренней стороны, чтобы попрактиковаться.Там, где лицевые или нижние части встречаются по длине вашего крыльца, используйте шарф (под углом 45 градусов) на их концах.

Толстая балка 3-1/4 дюйма

(левый рисунок выше) Использование двух лицевых панелей толщиной 3/4 дюйма со сплошным сердечником, состоящим из одного куска пиломатериала толщиной 1-1/2 дюйма и одного куска древесины 1/4 дюйма. « слой фанеры, соответствующий стойке крыльца толщиной 3-1/4 дюйма. Это рекомендуемая конфигурация (из-за наличия презентабельных пиломатериалов 3/4 дюйма), если прочность достаточна для задействованных пролетов (между стойками).

(правый рисунок вверху) Использование двух лицевых панелей толщиной 1-1/2 дюйма и одного слоя фанеры толщиной 1/4 дюйма — это альтернативный способ изготовления ламинированной балки, соответствующей стойке крыльца толщиной 3-1/4 дюйма. Это рекомендуется конфигурация только в том случае, если требуется дополнительная прочность из-за пролетов между сообщениями.

Толстая балка 4-1/4 дюйма

(левый рисунок вверху) Использование одной лицевой части толщиной 3/4 дюйма и одной лицевой части толщиной 1/2 дюйма со сплошным сердечником из двух 1-1/2 дюймов толстый кусок дерева. Это будет соответствовать столбу крыльца толщиной 4-1/4 дюйма.Это рекомендуемая конфигурация (из-за наличия презентабельных пиломатериалов толщиной 3/4 дюйма), но также потребуется найти презентабельные пиломатериалы толщиной 1/2 дюйма. (Любой столярный цех должен иметь возможность строгать доски толщиной 3/4 дюйма до требуемой толщины 1/2 дюйма.) Конечно, можно использовать фанеру толщиной 1/2 дюйма, но необходимо соблюдать осторожность при выборе сорта фанеры, который будет

(правый рисунок вверху) совместите с другим пиломатериалом после покраски. лицевая часть вместе с сердцевиной из одного куска пиломатериала толщиной 1-1/2 дюйма, и один 1/2-дюймовый слой фанеры — альтернативный способ построить ламинированная балка, соответствующая стойке крыльца толщиной 4-1/4 дюйма.Это рекомендуемая конфигурация только в том случае, если подходит лицевой материал 1/2 дюйма не может быть расположен для конфигурации, показанной на верхнем левом рисунке, так как трудно достать пиломатериалы толщиной 1-1/2 дюйма с презентабельной поверхностью.

Толстая балка 5-1/4 дюйма

(рисунок выше) Использование двух лицевых панелей толщиной 3/4 дюйма со сплошным сердечником из двух кусков пиломатериала толщиной 1-1/2 дюйма и одного куска древесины 3/4 дюйма пиломатериалов. Это будет соответствовать столбу для крыльца толщиной 5-1/4 дюйма.


Мы доступны по телефону или электронной почте для бесплатной персональной консультации.предыдущий | Содержание | Далее

Как обрамлять срезанные углы

Внешние лицевые панели для срезанных углов под 45°

Если на внешнем крае вашей террасы требуется угол 45°, вам необходимо установить лицевую панель в этом углу под углом 45°. Для этого две детали лицевой панели, входящие в этот угол, будут укорочены и обрезаны под углом 45°. Если этот угол включен в план вашей палубы, будет указана длина этих частей. Если нет, просто измерьте от угла расстояние, которое вы хотите, чтобы ваш угол 45 ° врезался в деку, вдоль обоих углов лицевых панелей, где они встречаются в углу.

Отметьте каждую лицевую панель в этой точке. Прямая линия между этими двумя равноудаленными точками будет проходить под углом 45° к исходным лицевым панелям. Отрежьте каждую лицевую панель по этой отметке под углом 45° так, чтобы длинная часть скоса находилась внутри лицевой панели. Измерьте снаружи наружу этих косых пропилов с лицевыми панелями в исходном положении. Отрежьте угловой элемент такой длины, с внутренним углом 45° на каждом конце. Точка митры должна совпадать с лицевой панелью с каждой стороны.

Закрепите угол, вбив гвозди или винты через скошенные концы уголка в концы лицевой панели с обеих сторон. Вы должны предварительно просверлить скошенные концы крепежных деталей, чтобы предотвратить расщепление тонкого материала. Если угол 45° падает на выступ ступенчатого подступенка или на изменение уровня настила и будет виден в готовом настиле, используйте лицевую панель из кедра (или композита) для углового элемента, чтобы он соответствовал вашему настилу.

Поддержка срезанных углов, выступающих за край дома

При продолжении срезанных углов за угол дома или в любом другом месте, где нет достаточной поддержки, можно добавить одну опору для поддержки этого угла.Установите стойку 4×4 на опору, как вы это делали с другими опорами, как показано на фото. Установите короткую двойную балку, прикрепленную к обеим сторонам новой опоры, так, чтобы конец проходил под лицевой панелью и ближайшей балкой, которую следует удвоить для дополнительной прочности.

Установите опорный блок 4×4 напротив двойной балки. Прикрепите двойную балку к этому блоку, чтобы добавить поддержку на внутреннем конце балки, как показано на рисунке. Это укрепит консольную балку, чтобы сделать угол более жестким.

%PDF-1.5 % 885 0 объект > эндообъект внешняя ссылка 885 85 0000000016 00000 н 0000003220 00000 н 0000003370 00000 н 0000003941 00000 н 0000004078 00000 н 0000004210 00000 н 0000004349 00000 н 0000004491 00000 н 0000004518 00000 н 0000005188 00000 н 0000005398 00000 н 0000005959 00000 н 0000006156 00000 н 0000006193 00000 н 0000006768 00000 н 0000006880 00000 н 0000006994 00000 н 0000007207 00000 н 0000007603 00000 н 0000008080 00000 н 0000008107 00000 н 0000008134 00000 н 0000008630 00000 н 0000009382 00000 н 0000009894 00000 н 0000010605 00000 н 0000011298 00000 н 0000012005 00000 н 0000012138 00000 н 0000012287 00000 н 0000012314 00000 н 0000012808 00000 н 0000012835 00000 н 0000013255 00000 н 0000013946 00000 н 0000014608 00000 н 0000015271 00000 н 0000015356 00000 н 0000036914 00000 н 0000037207 00000 н 0000037606 00000 н 0000037692 00000 н 0000079126 00000 н 0000079409 00000 н 0000079979 00000 н 0000080049 00000 н 0000080119 00000 н 0000080200 00000 н 0000087193 00000 н 0000087455 00000 н 0000087721 00000 н 00000 00000 н 00000 00000 н 00000 00000 н 00000

00000 н 0000112939 00000 н 0000113208 00000 н 0000113638 00000 н 0000113708 00000 н 0000133265 00000 н 0000133528 00000 н 0000139507 00000 н 0000139895 00000 н 0000139965 00000 н 0000140002 00000 н 0000140072 00000 н 0000140153 00000 н 0000146096 00000 н 0000146367 00000 н 0000146535 00000 н 0000146562 00000 н 0000146860 00000 н 0000146966 00000 н 0000148830 00000 н 0000149138 00000 н 0000149488 00000 н 0000149587 00000 н 0000150975 00000 н 0000151277 00000 н 0000151617 00000 н 0000154202 00000 н 0000155641 00000 н 0000158226 00000 н 0000003021 00000 н 0000002037 00000 н трейлер ]/Предыдущая 834216/XRefStm 3021>> startxref 0 %%EOF 969 0 объект >поток hb«`b`b`g«[email protected]

Кручение балки | Инженерная библиотека

На этой странице представлены разделы о кручении балки из «Руководства по анализу напряжений», Лаборатория динамики полета ВВС, октябрь 1986 г.

Другие связанные главы из «Руководства по анализу стресса» ВВС можно увидеть справа.

Номенклатура

А = площадь поперечного сечения
и = 1/2 большего диаметра эллипса
и = линейный размер
б = 1/2 меньшего диаметра эллипса
б = ширина секции
б = развернутая длина тонкого сечения
б = линейный размер
с = линейный размер
Д = диаметр
д = линейный размер
F ст = модуль упругости при кручении
Ф Су = предельное напряжение при чистом сдвиге
Ф си = Предел текучести при чистом сдвиге
Ф ту = предельное напряжение растяжения
ж с = расчетное напряжение сдвига
Г = модуль упругости при сдвиге
ч = высота или глубина — высота поперечной балки между центрами тяжести полок
I р = полярный момент инерции
Л = длина
р = давление
к = сдвиговое течение
р = радиус
р и = внутренний радиус
р или = внешний радиус
С = усилие натяжения на краю мембраны (фунт/дюйм)
с = расстояние, измеренное по криволинейной траектории
Т = крутящий момент
Т макс. = максимально допустимый крутящий момент
т = толщина
т е = эффективная толщина
т с = толщина кожи
т ст = толщина закрытого элемента жесткости
θ = угол поворота балки
х, у, з = прямоугольные координаты

1.5 Введение в балки в кручении

В целях обсуждения торсионные балки разбиты на две категории: круглые балки, которые рассматриваются в разделе 1.5.1, и некруглые балки, которые рассматриваются в разделе 1.5.2. Круглые балки подразделяются на балки с постоянным поперечным сечением (раздел 1.5.1.1) и балки с неравномерным поперечным сечением (раздел 1.5.1.2). Некруглые балки делятся на открытые некруглые балки (раздел 1.5.2.1) и закрытые или полые (раздел 1.5.2.2), а влияние торцевых защемлений на некруглые балки рассматривается в разделе 1.5.2.3.

В разделе 1.5.3 рассматриваются аналогии мембраны и кучи песка для балок при кручении. Поскольку нагрузка на проволоку винтовых пружин в основном крутильная, они перечислены под балками при кручении и рассматриваются в разделе 1.5.4.

1.5.1 Круговые балки на кручение

В этом разделе рассматривается кручение сплошных или концентрически полых круглых балок.

1.5.1.1 Однородные круговые балки в кручении

На рис. 1-42 показана однородная круглая балка в чистом кручении. Если напряжения в такой балке находятся в области упругости, распределение напряжений в поперечном сечении будет таким, как показано на рис. 1-43.

Касательное напряжение на расстоянии r от центра определяется выражением

$$ f_s = { T r \over I_p } $$

(1-45)

Угол поворота луча равен

$$ \theta = { T L \ над G I_p } $$

(1-46)

Вставка значения I p для круглого поперечного сечения в уравнения (1-45) и (1-46) дает

$$ f_s = { 2 ~T ~r \over \pi (r_o^4 — r_i^4) } $$

(1-47)

и

$$ \theta = { 2 ~T ~L \over \pi (r_o^4 — r_i^4) G } $$

(1-48)

Для обработки сплошных круглых валов r и могут быть установлены равными нулю в уравнениях (1-47) и (1-48).

Следует отметить, что уравнения (1-47) и (1-48) применимы только к балкам с круглым поперечным сечением.

Максимальное напряжение сдвига возникает на внешних поверхностях балки и может быть рассчитано путем установки r равным r o в уравнении (1-47). Максимальные напряжения растяжения и сжатия также возникают на внешней поверхности, и оба по величине равны максимальному напряжению сдвига.

Если круглую балку скрутить за пределами предела текучести до тех пор, пока внешние части не достигнут предела прочности при кручении, получается распределение напряжения, подобное показанному на рис. 1-44.Максимальный крутящий момент, который такая балка может выдержать при статической нагрузке, определяется выражением

$$ T_{max} = { F_{st} I_p \over r_o } $$

(1-49)

где F st обозначен как модуль прочности при кручении. Этот модуль упругости при кручении показан графически для стальных балок на рис. 1-45.


Во многих случаях модуль упругости при кручении материала может быть недоступен. Их можно устранить, приняв равномерное распределение напряжения сдвига, показанное на рис. 1-46.

Величину равномерного напряжения сдвига можно принять равной пределу текучести при сдвиге (F sy ) для консервативных результатов или предельному напряжению сдвига (F su ) для неконсервативных результатов. В первом случае максимальный крутящий момент в балке может быть выражен как

$$ T_{max} = { 4 \over 3 } { F_{sy} ~I_p \over r_o } $$

(1-50)

а во втором случае максимальный крутящий момент в балке может быть выражен как

$$ T_{max} = { 4 \over 3 } { F_{su} ~I_p \over r_o } $$

(1-51)

Следует отметить, что возможность деформации тонкостенных труб в предыдущем обсуждении не рассматривалась.Деформация круглых труб рассматривается в Главе 8. Эти трубы должны быть проверены на деформацию.



Нужен калькулятор луча?

Попробуйте этот калькулятор луча.

  • Расчет напряжений и прогибов в прямых балках
  • Построение диаграмм сдвига и моментов
  • Можно указать любую конфигурацию ограничений, сосредоточенных сил и распределенных сил


1.5.1.2 Неоднородные круговые балки в кручении

При скручивании круглой балки неравномерного поперечного сечения радиусы поперечного сечения искривляются. Поскольку предполагалось, что радиусы поперечного сечения остаются прямыми при выводе уравнений для напряжения в однородных круглых балках, эти уравнения больше не выполняются, если балка неоднородна. Однако напряжение в любом сечении неоднородной круглой балки с достаточной точностью определяется по формулам для однородных стержней при плавном изменении диаметра.4) } = 3260 ~\text{psi} $$



Нужен калькулятор луча?

Попробуйте этот калькулятор луча.

  • Расчет напряжений и прогибов в прямых балках
  • Построение диаграмм сдвига и моментов
  • Можно указать любую конфигурацию ограничений, сосредоточенных сил и распределенных сил


1.5.2 Некруглые балки в кручении

При выводе формул для круглых балок при кручении предполагалось, что плоские сечения остаются плоскими, а радиусы остаются прямыми в деформированной конфигурации.Поскольку эти предположения больше не выполняются для некруглых сечений, уравнения для круглых сечений не выполняются. Деформация плоских сечений квадратного стержня при кручении показана на рис. 1-49.

В этом разделе сначала обрабатываются открытые балки, а затем закрытые балки. Закрытые балки имеют полые сечения, а другие балки называются открытыми балками. Поскольку плоские сечения остаются плоскими для круглых балок при кручении, торцевое ограничение такой балки не влияет на ее поведение.Однако торцевое ограничение может быть важным фактором при обработке некруглых балок при кручении и рассматривается в разделе 1.5.3.3. Однако на достаточном расстоянии от приложения нагрузки напряжения зависят только от величины приложенного крутящего момента в соответствии с принципом Сен-Венана.

1.5.2.1 Некруглые открытые балки в кручении

В этом разделе рассматриваются некруглые балки, поперечное сечение которых не является полым. В разделе 1.5.2.1.1 приведено распределение напряжений в эллиптических балках при кручении, а в разделе 1.5.2.1.2 относится к балкам с прямоугольным поперечным сечением. Раздел 1.5.2.1.3 рассматривает открытые некруглые балки с тонкими сечениями с формулами для тонких прямоугольных сечений. В таблице 1-15 в разделе 1.5.2.1.5 приведены формулы для напряжений и деформаций в некруглых балках различного сечения.

Весь материал в этом разделе основан на предположении, что поперечные сечения могут деформироваться.

1.5.2.1.1 Эллиптические балки на кручение

На рис. 1-50 показано поперечное сечение эллиптической балки при кручении и две присутствующие компоненты напряжения сдвига.3 ~G } $$

(1-58)

где β указано в таблице 1-14.


Таблица 1-14: Константы для уравнений (1-57) и (1-58)
б/т 1,00 1,50 1,75 2,00 2,50 3,00 4 6 8 10
α 0,208 0,231 0.3 } \left( 3 + 1.3 Г } $$

(1-62)

Из Таблицы 1-14 видно, что эти выражения верны с точностью до 10 процентов, если b/t = 8.

Хотя уравнения (1-61) и (1-62) были разработаны для прямоугольных балок, их можно применять для приблизительного анализа форм, состоящих из тонких прямоугольных элементов, таких как на рис. 1-52. Однако при наличии острых углов может возникнуть большая концентрация напряжений, так что уравнение (1-61) недействительно. Эффект острых углов объясняется аналогией с мембраной в разделе 1.3 + ~… } $$

(1-66)

В приведенных выше уравнениях f max.n — максимальное напряжение в прямоугольной части сечения n th , L — длина балки, а T — приложенный крутящий момент.

Если секция состоит из толстых прямоугольных секций, следует использовать уравнения из раздела 1.5.2.1.5. Преимущество уравнений в этом разделе состоит в том, что они могут быть применены к конкретным формам, для которых более точная формула может быть недоступна.3 } $$ посередине каждой стороны

$$ \ тета = { 38.2 } \right) \over 4 ~I_x ~G } $$

Для случаев с (3) по (9) включительно \(f_{smax}\) возникает в одной из точек или очень близко к ней, где наибольшая вписанная окружность касается границы, если только в какой-либо другой точке на границе нет острого входящего угла. граница, вызывающая высокое местное напряжение. Из точек, где наибольшая вписанная окружность касается границы, \(f_{smax}\) происходит в той, где кривизна границы алгебраически наименьшая. (Выпуклость представляет положительную, вогнутость отрицательную, кривизну границы.2} — {D \over 2r } \right) \bigg] \end{эквнаррай} $$

где

\(D =\) диаметр наибольшей вписанной окружности

\(r =\) радиус кривизны границы в точке (положительный для данного случая)

\(A=\) площадь сечения

В точках, где граница сечения вогнута или вогнута, максимальное напряжение приблизительно определяется выражением

$$ f_{smax} = {G \theta c \over L} $$

где

$$ \begin{выравнивание} c &=& { D \over 1 + { \pi^2 D^4 \over 16 A^4 } } ~ \Bigg[ 1 + \bigg\{ 0.118 ~\ln{\left( 1 — {D \over 2r } \right)} \nonumber \\ &-& { 0,238 ~D \over 2r } \bigg\} ~\tanh{ 2 \phi \over r } \Bigg] \end{эквнаррай} $$

где \(D\), \(A\) и \(r\) имеют тот же смысл, что и раньше, и \(\phi\) = угол, на который поворачивается касательная к границе при повороте или обходе входящей части, измеряется в радианах. (Здесь \(r\) отрицательно.)

Любой удлиненный отрезок или тонкая трубка.4 ) } $$

где суммирование производится по составляющим L сечениям, рассчитанным как для случая (8)



Нужен калькулятор луча?

Попробуйте этот калькулятор луча.

  • Расчет напряжений и прогибов в прямых балках
  • Построение диаграмм сдвига и моментов
  • Можно указать любую конфигурацию ограничений, сосредоточенных сил и распределенных сил


1.5.2.2 Некруглые замкнутые балки в кручении

Закрытые балки имеют в поперечном сечении одну или несколько полых частей. Этот тип балки гораздо более эффективен при кручении, чем открытая балка.

В разделе 1.5.2.2.1 рассматриваются закрытые или коробчатые балки с одной ячейкой при кручении, а в разделе 1.5.2.2.7 — закрытые балки с несколькими ячейками при кручении.

1.5.2.2.1 Одноэлементные некруглые закрытые балки в кручении

В этом разделе рассматриваются балки коробчатого сечения с единственной полой частью в поперечном сечении.В разделе 1.5.2.2.2 рассматриваются такие балки, имеющие одинаковое поперечное сечение, а в разделе 1.5.2.2.3 рассматриваются конические коробчатые балки. Влияние ребер жесткости и вырезов в балках коробчатого сечения рассматривается в разделах 1.5.2.2.4 и 1.5.2.2.6 соответственно.

1.5.2.2.2 Одноэлементные некруглые закрытые балки с однородным поперечным сечением при кручении

На рис. 1-54 показано поперечное сечение тонкой балки коробчатого сечения. Угол поворота такой балки длиной L из-за приложенного крутящего момента T определяется выражением

$$ \theta = { T ~L \over 4 ~A^2 ~G } \int { dU \over t } $$

(1-67)

В этом уравнении A — это площадь, ограниченная срединной линией, t — толщина в любой точке, а U — длина вдоль срединной линии.2 G t } $$

(1-70)

и Уравнения (1-68) и (1-69) остаются прежними.

1.5.2.2.3 Одноэлементные некруглые конические закрытые балки в кручении

На рис. 1-55 показана коническая балка коробчатого сечения под действием скручивающей нагрузки Т. Поскольку все четыре стороны скошены таким образом, что углы коробчатого сечения пересекались бы при расширении, уравнения из раздела 1.5.2.2.2 могут быть применены к этой балки, если за А взять площадь в рассматриваемом поперечном сечении.

Однако эти уравнения больше не применяются для коробчатых балок, для которых коэффициент конусности горизонтальных стенок не такой, как у вертикальных стенок, поскольку сдвиговые потоки не будут иметь одинакового распределения для всех стенок.Такой пучок показан на рис. 1-56. Хотя уравнения в разделе 1.5.2.2.2 неприменимы для коробчатой ​​балки, такой как показанная на рис. 1-56, они достаточно точны для обычной конструкции крыла самолета с близко расположенными нервюрами. Ребра делят стенку на несколько меньших стенок и служат для распределения сдвиговых потоков таким образом, что они примерно равны в горизонтальной и вертикальной стенках.

1.5.2.2.4 Влияние ребер жесткости на некруглые замкнутые балки при кручении

Тонкостенные конструкции самолетов обычно содержат продольные ребра жесткости, расположенные вокруг внешних стенок, как показано на рис. 1-57.Если используется элемент жесткости открытого типа, как показано слева на рис. 1-57, жесткость на кручение отдельных элементов жесткости настолько мала по сравнению с жесткостью на кручение тонкостенной ячейки, что ею можно пренебречь. Однако элемент жесткости закрытого типа представляет собой небольшую трубку, поэтому его жесткость намного больше, чем жесткость открытой секции того же размера. Таким образом, ячейку с прикрепленными к ее наружным стенкам ребрами жесткости замкнутого типа можно рассматривать как многоячеистую замкнутую балку, где каждое ребро жесткости образует дополнительную ячейку.Поскольку расчет балки с большим количеством ячеек затруднен и, как правило, жесткость на кручение, обеспечиваемая ребрами жесткости, мала по сравнению с жесткостью всей ячейки, с достаточной точностью можно использовать приближенную упрощенную процедуру.

В приближенном методе тонкостенная труба и закрытые элементы жесткости преобразуются в эквивалентную одиночную тонкостенную трубу путем модификации закрытых элементов жесткости с помощью одной из двух процедур. Эта эквивалентная трубка затем анализируется в соответствии с материалом в Разделе 1.5.2.2.2. Две процедуры изменения закрытых ребер жесткости:

  1. Замените каждый закрытый элемент жесткости удвоенной пластиной, эффективная толщина которой определяется выражением $$ t_e = t_{st} ~s / d $$

    (1-71)

    Эта процедура и необходимая номенклатура показаны на рис. 1-58.
  2. Замените обшивку над каждым элементом жесткости «лайнером» толщиной, определяемой формулой $$ t_e = t_s ~d/s $$

    (1-72)

    Этот метод и необходимая номенклатура показаны на рис. 1-59.Первая из этих процедур несколько переоценивает эффект жесткости ребер жесткости, тогда как вторая процедура немного занижает этот эффект.

Поскольку угловые элементы усиленной ячейки обычно представляют собой открытые или сплошные секции, такие как те, что показаны на рис. 1-57, их сопротивление скручиванию можно просто добавить к жесткости кручению всей тонкостенной ячейки.

1.5.2.2.5 Пример задачи. Некруглая замкнутая усиленная балка однородного сечения при кручении

Дано : 120-дюймовый.- длинная балка с крутящим моментом 10 000 дюймов на фунт с поперечным сечением, как показано на рис. 1-60.

Найти : угол закручивания и максимальное напряжение сдвига в балке.


Решение . Из раздела 1.5.2.2.4 можно нарисовать двойную пластину, эквивалентную элементу жесткости, как показано на рис. 1-61. Таким образом, площадь, ограниченная срединной линией преобразованного сечения, равна

$$ A = (24 \times 16) — 8 \left({t_e \over 2}\right) (d) — 4 \left({ 1 \over 16 }\right) (2) $$

где последний член учитывает влияние углов угла.4 \over 2 (381,5) t } = { 13,1 \over t } $$

Таким образом, максимальное касательное напряжение возникает в точке минимальной толщины и

$$ f_s = { 13,1 \более 0,0625 } = 210 ~\text{psi} $$
1.5.2.2.6 Влияние вырезов на закрытые одноэлементные балки при кручении

Типовые конструкции самолетов состоят из закрытых коробов с продольными ребрами жесткости и поперечными переборками. В идеальной непрерывной конструкции необходимо предусмотреть множество отверстий для колесных арок, установок вооружения, дверей, окон и т. д.Эти вырезы нежелательны с конструктивной точки зрения, но всегда необходимы. Закрытая коробка крутящего момента необходима для большей части размаха крыла самолета, но ее можно не использовать на короткой длине, например, на длине проема колесной арки. Когда часть обшивки отсутствует в такой области, сопротивление кручению достигается за счет дифференциального изгиба лонжеронов, как показано на рис. 1-62, поскольку открытое сечение имеет низкую жесткость на кручение. Если предполагается, что скручиванию сопротивляются две боковые стенки, действующие независимо как консольные балки, как показано на рис. 1-62(b), один конец должен быть встроен, как показано на рис. 1-62(a).

Наличие выреза и результирующие осевые нагрузки во фланцах также увеличивают сдвиг в закрытых частях коробки, прилегающих к вырезам.

1.5.2.2.7 Многоэлементные закрытые балки в кручении

На рис. 1-63 показана картина течения с внутренним сдвигом в многоячеистой трубе, состоящей из n ячеек, при чисто скручивающей нагрузке T. Крутящий момент, приложенный к этой трубке, определяется выражением

$$ T = 2 q_1 A_1 + 2 q_2 A_2 + … + 2 q_n A_n $$

(1-73)

где от A 1 до A n — площади, ограниченные средними линиями ячеек с 1 по n.Линейный интеграл ∫ds/t, где s — длина медианы стены, а t — толщина стенки, может быть представлен как a. Тогда a KL является значением этого интеграла вдоль стенки между ячейками K и L, где площадь вне трубки обозначена как ячейка (0). Используя это обозначение, следующие уравнения могут быть записаны для ячеек (1) через (n):

$$ \text{cell (1):} ~ {1 \over A_1} [ q_1 a_{10} + (q_1 — q_2) a_{12} ] = 2 G \theta $$

(1-74)

$$ \text{cell (2):} ~ {1 \over A_2} [ (q_2 — q_1) a_{12} + q_2 a_{20} + (q_2 — q_3) a_{23} ] = 2 G \theta $$

(1-75)

$$ \text{cell (3):} ~ {1 \over A_3} [ (q_3 — q_2) a_{23} + q_3 a_{30} + (q_3 — q_4) a_{34} ] = 2 G \theta $$

(1-76)

$$ \text{cell (n-1):} ~ {1 \over A_{n-1}} [ (q_{n-1} — q_{n-2}) a_{n-2, n-1 } + q_{n-1} a_{n-1,0} + (q_{n-1} — q_{n}) a_{n-1,n} ] = 2 G \theta $$

(1-77)

$$ \text{cell (n):} ~ {1 \over A_n} [ (q_n — q_{n-1}) a_{n-1, n} + q_n a_{n,0} ] = 2 G \ тета $$

(1-78)

Сдвиговые потоки от q 1 до q n могут быть найдены путем одновременного решения уравнений (1-73) – (1-78).По этим сдвиговым течениям можно найти распределение напряжения сдвига, поскольку f s  = q/t.

1.5.2.2.8 Пример задачи — многоячеистые замкнутые балки в кручении

Дано : Многоячеистая балка с поперечным сечением, показанным на рис. 1-64, под скручивающей нагрузкой 5000 фунтов на дюйм.

Найдите : Напряжение сдвига в каждой из стен.

Решение . Предполагая, что углы ячеек квадратные,

$$ А_1 = (2.2 $$ $$ a_{10} = [2(6,5) + 2,5] / 0,1875 = 77,3 $$ $$ a_{12} = 2,5/0,250 = 10 $$ $$ a_{20} = [2(4) + 2,5] / 0,125 = 84 $$

Применение уравнений (1-73), (1-74) и (1-75) к данному лучу дает

$$ T = 2 q_1 A_1 + 2 q_2 A_2 $$ $$ {1 \over A_1} [ q_1 a_{10} + (q_1 — q_2) a_{12} ] = 2 G \theta $$

и

$$ {1 \over A_2} [ (q_2 — q_1) a_{12} + q_2 a_{20} ] = 2 G \theta $$

Вставка числовых значений в эти уравнения дает

$$ 5000 = 2 q_1 (16,25) + 2 q_2 (10) $$

$$ { 1 \более 16.{\circ} $$

Касательное напряжение в стене (1) равно

$$ f_s = {q_1 \over t_1} = {78 \over 0,1875} = 415 ~\text{psi} $$

Напряжение сдвига в стене (2) равно

$$ f_s = {q_2 \over t_2} = {123 \over 0,125} = 984 ~\text{psi} $$

Касательное напряжение в стене (1,2) равно

$$ f_s = { q_1 — q_2 \over t_{1,2} } = { 123 — 78 \over 0,250 } = 180 ~\text{psi} $$
1.5.2.3 Влияние торцевого ограничения на некруглые балки при кручении

Уравнения для некруглых балок при кручении в предыдущих разделах предполагали, что поперечные сечения по всей длине элементов кручения могут свободно деформироваться из их плоскости, и, таким образом, не может быть нормальных к поперечным сечениям напряжений.В реальных конструкциях часто присутствует ограничитель от свободного коробления сечений в месте крепления балки. Например, крыло самолета является свободнонесущим в месте его крепления к довольно жесткой конструкции фюзеляжа и удерживается от коробления в точке крепления. Эффект концевого ограничения больше в точках, близких к ограничителю, чем в точках, удаленных дальше. Такие секции, как двутавровые балки, более подвержены торцевым ограничениям, чем компактные секции, такие как круги и квадраты.

На рис. 1-65 показана двутавровая балка с одним концом, защемленным под скручивающей нагрузкой T.Максимальный изгибающий момент фланца

$$ M_{max} = {T \over h} ~a ~\tanh{ L \over a } $$

(1-79)

где

$$ a = {h \over 2} \sqrt{ 2 ~I y ~E \theta \over T L } $$

(1-80)

θ — угол закручивания двутавровой балки с незакрепленными концами, указанный в Таблице 1-15. Угол закручивания такого двутавра с защемленными концами равен

$$ \theta_r = \theta \left( 1 — {a \over L} ~\tanh{L \over a} \right) $$

(1-81)

Из этого уравнения видно, что концевое крепление оказывает на балку эффект жесткости.



Нужен калькулятор луча?

Попробуйте этот калькулятор луча.

  • Расчет напряжений и прогибов в прямых балках
  • Построение диаграмм сдвига и моментов
  • Можно указать любую конфигурацию ограничений, сосредоточенных сил и распределенных сил


1.5.3 Аналогии балок в кручении

Две аналогии для балок при кручении полезны как для визуализации распределения и величины напряжений, так и для экспериментальной работы.Аналогия с мембраной, описанная в разделе 1.5.3.1, действительна для открытых балок, для которых напряжение сдвига находится в области упругости. Аналогия с кучей песка (раздел 1.5.3.2) может быть использована для обработки открытых балок при скручивающих нагрузках, для которых напряжение пластического сдвига одинаково во всех точках поперечного сечения.

1.5.3.1 Мембранная аналогия для балок в упругом кручении

Уравнение кручения балки в области упругости аналогично уравнению для малых прогибов мембраны при всестороннем давлении.На рис. 1-66 показана такая мембрана. Давление на мембрану обозначим как p, а S — равномерное на единицу натяжение на ее границе. Аналогия с мембраной дает следующие соотношения между отклоненной мембраной и балкой того же поперечного сечения при кручении:

  1. Линии одинакового прогиба на мембране (контурные линии) соответствуют линиям касательных напряжений скрученного стержня.
  2. Касательная к контурной линии в любой точке поверхности мембраны дает направление результирующего напряжения сдвига в соответствующей точке поперечного сечения скручиваемого стержня.
  3. Максимальный наклон прогибаемой мембраны в любой точке по отношению к плоскости опоры кромки пропорционален касательному напряжению в соответствующей точке поперечного сечения скрученного стержня. Таким образом, напряжение сдвига больше всего там, где контурные линии находятся ближе всего.
  4. Приложенное к скрученному стержню кручение пропорционально удвоенному объему, заключенному между отклоняемой мембраной и плоскостью, проходящей через опорные ребра. Если p/S = 2Gθ, этот крутящий момент равен удвоенному объему.

Аналогию с мембраной можно использовать для экспериментального измерения величин для балок при кручении. Однако, возможно, главное преимущество мембранной теории заключается в том, что она обеспечивает метод визуализации со значительной степенью точности того, как изменяются условия напряжения в сложном поперечном сечении балки при кручении. Например, рассмотрим стержень с прямоугольным поперечным сечением, показанный на рис. 1-67 (а). Мембрана может быть натянута на отверстие такой же формы и прогнута равномерным давлением.Линии одинакового прогиба для прогибаемой мембраны примут форму, показанную на рис. 1-67(b). Эти контурные линии имеют тенденцию принимать форму границы стержня по мере приближения к ней, как и направление касательного напряжения. Касательное напряжение максимально там, где контурные линии находятся ближе всего (в центре длинной стороны). Поскольку приложенное кручение пропорционально объему мембраны, более удлиненный из двух прямоугольных стержней равной площади имеет меньшую жесткость на кручение. Также очевидно, что сгибание длинного тонкого прямоугольного отрезка не приведет к заметному изменению объема мембраны и, следовательно, жесткости на кручение стержня такой формы.

Аналогия с мембраной также делает очевидным, что напряжения очень малы на концах выступающих фланцев или выступающих углов и очень высоки там, где граница резко вогнута. Например, в Таблице 1-16 приведен коэффициент концентрации напряжений для вогнутой стороны профиля, показанного на Рисунке 1-68. Умножение максимального напряжения, полученного из формулы для тонких прямоугольных профилей при кручении, на этот коэффициент дает максимальное напряжение на вогнутой стороне тонкого изогнутого профиля.

Таблица 1-16: Коэффициент концентрации напряжения для тонких профилей при кручении
р/т 1/8 1/4 1/2 1
Фактор 2-1/2 2-1/4 2 1-3/4

1.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.