curs imbinare prin chertare 2011

CURS SAPT 11 IMBINARI LA CONSTRUCTII DIN LEMN

1. mbinri prin chertare la piese amplasate sub unghi Date constructive 1.1. n funcie de mrimea solicitrilor i de dimensiunile pieselor componente, mbinrile cu chertare frontal se realizeaz cu unul (a si b) sau dou praguri (c si d). 1.2. Teirea pragurilor se realizeaz: - perpendicular pe elementul comprimat, la unghiuri < 30 (fig. 1, a i c); - la bisectoarea unghiului exterior dintre cele dou piese, la unghiuri 30 (fig. 1, b i d).

Fig. 1. Posibiliti de teire a pragurilor simple (a i b) i duble (c i d)

1.3. La mbinrile frontale cu prag simplu se vor avea n vedere urmtoarele date constructive (fig. 1, a): nlimea pragului (adncimea chertrii) hc trebuie s fie :

minim 2 cm la grinzi ecarisate, minim 3 cm la grinzile rotunde maxim h/3 la nodurile de reazem ale grinzilor cu zbrele, maxim h/4 la nodurile intermediare ale grinzilor cu zbrele sau la elementele cu o grosime mai mic de 8 cm;

lungimea pragului lp trebuie s fie: lp10 hc ; lp 2h ; lp20 cm; pentru calculul mbinrii la forfecare, lungimea pragului se ia: lf10hc; lf 2h; buloanele de solidarizare se amplaseaz perpendicular pe talpa superioar, la valori ale unghiului < 30, i

perpendicular pe teitur, la valori 30 i se poziioneaz la mijlocul teiturii; subgrinda va fi astfel alctuit nct buloanele s treac simetric fa de teitura ei; n cazul n care din calcul rezult diametre mai mici, buloanele se vor lua cu diametrul minim l/25 din lungimea lor i

cel puin 12 mm.

Fig. 2. mbinri prin chertare frontal: a cu prag simplu; b cu prag dublu;

1 talp superioar; 2 talp inferioar; 3 buloane de siguran; 4 subgrind; 5 cosoroab; 6 cuie; 7 foaie de carton bitumat

1.4. mbinrile prin chertare ortogonal cu prag dublu se folosesc n cazul n care efortul din mbinare nu poate fi preluat de un singur prag, adncimea de chertare rezultat din calcul depind adncimea maxim admis (h/3, respectiv h/4). La aceast mbinare se impune condiia ca cele dou praguri s lucreze concomitent, ceea ce se poate obine numai printr-o execuie extrem de ngrijit. La proiectarea mbinrilor frontale cu prag dublu se vor avea n vedere urmtoarele date constructive (fig. 2, b):

nlimea primului prag (adncimea chertrii) hc1, trebuie s fie minim 2 cm la grinzile ecarisate, respectiv 3 cm la cele rotunde;

nlimea celui de al doilea prag, hc2, trebuie s fie cu cel puin 2 cm mai mare dect nlimea primului prag i s fie limitat superior n raport cu nlimea grinzii chertate la maxim h/3 la nodurile de reazem ale grinzilor cu zbrele, respectiv h/4 la nodurile intermediare ale grinzilor cu zbrele, sau la elementele cu o grosime mai mic de 8 cm;

lungimea pragurilor lp1 si lp2 trebuie s fie lp1 10 hc1; lp12h; lp2 10 hc2; pentru calculul mbinrilor la forfecare, lungimea pragurilor se ia: lf110 hc1; lf1 2h; lf2 10 hc2; la unghiuri de nclinare 45, este obligatorie montarea buloanelor de siguran i a subgrinzilor; n acest caz se

respect aceleai condiii ca la mbinarea prin chertare frontal cu prag simplu; avnd n vedere eforturile relativ mari care acioneaz n mbinare, se recomand ca centrarea nodului s se fac dup

axa net a tlpii inferioare.

1.5 La nodurile intermediare ale grinzilor cu zbrele se admite c transmiterea eforturilor din zbrelele comprimate s se fac prin intermediul unui clci (fig. 3).

Fig. 3. mbinare cu clci la nodul intermediar al unei grinzi cu zbrele Calculul mbinrilor prin chertare frontal a - Capacitatea de rezisten la strivire sub unghiul a unei mbinri prin chertare frontal cu prag simplu se stabilete cu

relaia: 22 cossin +

=

rr

rrri QC

QCN ,

n care: rC este capacitatea de rezisten a zonei comprimate (strivite), paralel cu direcia fibrelor, n N, stabilit cu relaia: Tp

ccr mARC = |||| ;

Qr - capacitatea de rezisten a zonei comprimate (strivite) perpendicular pe direcia fibrelor, n N, stabilit cu relaia: rTp

ccr mmARQ = ;

- unghiul pe care l face pragul cu direcia fibrelor elementului care se strivete;

ccR || i

ccR - rezistenele de calcul ale lemnului masiv la compresiune paralel cu direcia fibrelor, respectiv

perpendicular pe direcia fibrelor, stabilite n funcie de specia de material lemnos, clasa de calitate a lemnului i condiiile de exploatare a elementelor de construcie, n N/mm2; Ap|| - proiecia suprafeei pragului pe direcie paralel cu fibrele piesei care se strivete, n mm2; Ap - proiecia suprafeei pragului pe direcie perpendicular cu fibrele piesei care se strivete, n mm2; mT - coeficientul de tratare a lemnului; mr - coeficient de reazem cu valoarea 1,60.

b - La mbinrile frontale cu prag dublu, capacitatea de rezisten total de strivire se stabilete ca sum a capacitilor de

rezisten ale fiecrui prag n parte, determinate cu relaia 22 cosQsinC

QCNrr

rrri

+

= :

21 ,r,rtr NNN += .

c - La mbinarea frontal cu prag simplu, capacitatea de rezisten a pragului la forfecare se stabilete cu relaia:

fTfcfr m/mARF = || ,

n care: cfR || este rezistena de calcul la forfecare paralel cu fibrele, stabilit n funcie de specia de material lemnos, clasa de calitate a lemnului i condiiile de exploatare a elementelor de construcie; Af - aria pragului la forfecare, n mm2; ff lbA = ; mT - coeficient de tratare a lemnului; mf - coeficient de forfecare, care introduce raportul dintre lungimea pragului de forfecare i excentricitatea de aplicare a forei fa de direcia pragului, precum i modul de producere al forfecrii (unilateral sau bilateral).

Coeficientul de forfecare mf se calculeaz cu relaia: e/lm pf += 1 , n care: este coeficientul ce ine cont de tipul forfecrii, cu valoarea de 0,25 pentru forfecare unilateral i 0,125 pentru forfecare bilateral (fig. 4); lp - lungimea pragului de forfecare, limitat superior la 10 hch, n mm; e - excentricitatea de aplicare a forei de forfecare fa de axa net a elementului, n mm.

Fig. 4. Forfecare unilateral (a) si bilateral (b)

d - La mbinarea frontal cu prag dublu, capacitatea de rezisten a pragurilor la forfecare se stabilete pentru fiecare prag n parte, astfel: - pentru primul prag, cu relaia:

111 70 fTfcf,r m/mAR,F = || ,

- pentru al doilea prag, cu relaia:

222 fTfcf,r m/mARF = || ,

n care: cfR || , mT, mf1 i mf2 au semnificaiile din relaia specificata la supcap. c; Af1 - aria de forfecare a primului prag, n mm2 ( 11 ff lbA = ); Af2 - aria de forfecare al celui de al doilea prag, n mm2 ( 22 ff lbA = ).

e - Forele efective de forfecare care acioneaz asupra pragurilor se stabilesc ca proiecii ale forelor de strivire pe direcia pragurilor de forfecare, astfel:

la mbinarea frontal cu prag simplu, cu relaia: cosNF efcef = ,

la mbinarea frontal cu prag dublu, cu relaiile: pentru primul prag:

cosNF efcef = 1 1 , pentru pragul al doilea:

cosNF efcef = 2 , n care: Nc ef - ncrcarea efectiv de calcul, care acioneaz perpendicular pe prag; Nc ef 1 - ncrcarea efectiv de calcul aferent primului prag, stabilit cu relaia: )AA/(ANN sss 211ef c1 ef c += ;

- unghiul dintre cele dou bare ale mbinrii; As1 - aria de strivire a primului prag, n mm2; As2 - aria de strivire a celui de-al doilea prag, n mm2.

f - Capacitatea de rezisten a tlpii ntinse se stabilete cu relaia

Tnetctr mART = ,

n care: ctR - rezistena de calcul a lemnului masiv la ntindere axial, stabilit n funcie de specia de material lemnos, clasa de calitate a lemnului i condiiile de exploatare a elementelor de construcie, n N/mm2; Anet - aria net a seciunii calculate; mT - coeficientul de tratare a lemnului. dac elementul este solicitat la tensiune centric (nodul se axeaz prin centrul de greutate al seciunii nete, fig. 5, a) i cu relaia

01,MM

TT

r

ef

r

ef ,

n care: Tef este ncrcarea axial de calcul n bar, n N; Tr - capacitatea de rezisten a barei la ntindere centric, n N; Mef - momentul ncovoietor de calcul, stabilit n raport cu axa central de inerie perpendicular pe direcia de aciune a forei, n Nmm; Mr - capacitatea de rezisten a barei la ncovoiere n raport cu aceeai ax, n Nmm. dac elementul este solicitat la tensiune excentric (nodul se axeaz prin centrul de greutate al seciunii brute, fig. 5, b).

Fig. 5. Centrarea nodului dup axa net a tlpii inferioare (a) i dup axa brut a tlpii inferioare (b) g - Verificarea buloanelor de solidarizare se face cu relaia: bef nNN bulon capbulon , n care: Nef bulon este efortul axial din bulonul de solidarizare, care se determin cu relaia: )(tgNN ef = 60cbulon ; bulon capN - capacitatea de rezisten a bulonului de solidarizare, care se stabilete cu relaia: 0tbulon cap mRAN onet = , Nc - efortul axial efectiv de compresiune din mbinare, n N; - unghiul dintre piesele care se mbin; Anet - aria net a bulonului de solidarizare, care se stabilete prin scderea slbirii date de filet din aria brut a bulonului, n mm2; Rot - rezistena de calcul a oelului la ntindere, stabilit conform STAS 10108/0 - 78, n N/mm2; m0 - coeficient de lucru al bulonului n mbinare, cu valoarea 0,6, care ine cont de aciunea dinamic a ncrcrii i de deformaia bulonului n mbinare. nb numrul de buloane. h - Verificarea la strivire a suprafeei de contact dintre subgrind i piesa de reazem (cosoroab) se face cu relaia: rief QV , n care: Vef este reaciunea vertical n mbinare, n N; Qri - capacitatea de rezisten la strivire perpendicular pe fibre a suprafeei de contact dintre subgrind i cosoroab.

i - Numrul de cuie, n, necesar prinderii subgrinzii de talpa inferioar se determin cu relaia: aL,

Ln

=

21,

n care: L este componenta orizontal a efortului din bulonul de solidarizare, n N, stabilit cu relaia: sinNL = bulon ef ; La - capacitatea de rezisten minim a unei tije, n N.