какую нагрузку выдерживает гвоздь на срез

Удерживающая способность гвоздей

Нам не однократно задавали вопрос, насколько велика удерживающая способность гвоздей забитых пневматическими пистолетами, поэтому мы провели лабораторное тестирование гвоздей с помощью разрывной машины Р-5. Для тестирования были отобраны три типа россыпных гвоздей и три типа с кольцевой накаткой (обладают повышенной удерживающей способностью за счёт того, что на стержне сделано множество острых колец). Для чистоты исследования были взяты гвозди разной длины и диаметра.

Разрывная машина Р-5	Гвозди россыпью	Гвозди с кольцевой накаткой

Представляем опытные образцы, использованные в исследовании удерживающей способности гвоздя:

Цели и условия испытания

Определить удерживающую способность крепежа (гвоздей), тестовый прибор, применённый для исследования – разрывная машина Р-5 (устройство предназначено, в том числе, для определения удельного сопротивления выдергиванию гвоздей и шурупов из древесностружечных и древесноволокнистых плит).

Результаты проведённого исследования

Ниже приведена таблица на удерживающую способность крепежа, для всех шести образцов гвоздей, посредством проведения трех идентичных тестовых попыток.

Тип гвоздя	Испытание I	Испытание II	Испытание III
гвоздь 4.0х100 гладкий рассыпной	350 H	330 H	350 H
гвоздь 4.0х120 гладкий рассыпной	650 H	650 H	650 H
гвоздь 4.2х100 гладкий рассыпной	525 H	520 H	520 H
гвоздь D-34 3.1×90 с кольцевой накаткой	640 H	630 H	655 H
гвоздь D-34 3.1×100 с кольцевой накаткой	800 H	830 H	810 H
гвоздь D-34 3.4×100 с кольцевой накаткой	1000 H	950 H	1015 H

Выводы и итоги

Согласно данным приведённым в таблице, мы видим, что зависимость от цифр, приведённых в ньютонах прямо пропорциональна. На удерживающую способность крепежа (гвоздей) влияет три фактора: диаметр гвоздя, глубина утопления его в поверхность, к которой производится крепление и отсутствие или наличие кольцевой накатки. По приведённым результатам тестирования хорошо видно, что кольцевая накатка и применение пневмоинструмента способны увеличить удерживающую способность в полтора – два раза.

Тестирование проводилось 29 июня 2015 года на оборудовании ООО «Форест» г. Москва.

Источник

Соединения на гвоздях

Гвозди в соединениях работают как нагели. Однако тот факт, что они забиваются в древесину, обусловливает некоторые особенности их работы: при диаметре гвоздей менее 6 мм их несущая способность на сдвиг не зависит от угла, образованного направлениями силы и волокон; заостренный конец гвоздя перерезает и раздвигает волокна, увеличивая опасность раскалывания. Эту опасность уменьшают более редкой расстановкой гвоздей, по сравнению с нагелями. Недостатком гвоздевых соединений является их ползучесть.

Длина гвоздей применяется такой, чтобы гвоздь пробивал все сплачиваемые элементы, но при этом не выходил наружу. Например, для одностороннего прибивания схватки толщиной 50 мм к стропилине толщиной тоже 50 мм нужны гвозди длиной 100 мм, а для пришивания двусторонней схватки — 150 мм. При таком способе сплачивания концы гвоздей остаются в дереве. Заостренный конец длиной 1,5d (d — диаметр гвоздя в см) не учитывается в работе (рис. 14). Если применяются гвозди короче толщины сплачиваемого пакета, то при расчете учитываются только те гвозди, глубина защемления которых в древесине составляет не менее 4d, то есть при а_о меньше четырех диаметров работу конца гвоздя не учитывают. Выход гвоздя наружу ошибкой не считается, но все же нежелателен, концы ржавеют и заражают ржавчиной весь стержень гвоздя. При свободном выходе гвоздя из пакета расчетную толщину последнего деревянного элемента следует уменьшать на 1,5d.

рис. 14. Несимметричные и симметричные гвоздевые стыки

Несущая способность одного гвоздя вбитого в строительные элементы из сосны и ели определяется по формулам таблицы СП 64.13330.2017. Деревянные элементы рассчитываются на смятие от давления гвоздя, а гвозди рассчитываются на срез (изгиб) по нескольким швам («условным срезам»). За расчетную несущую способность гвоздя принимается наименьшее из полученных значений. Гвоздей должно быть установлено такое количество, чтобы они не были срезаны (изогнуты) растягивающими или сжимающими усилиями и не сминали древесину вокруг себя.

Расчетная несущая способность одного строительного гвоздя

На­пря­жен­ное со­сто­я­ние со­еди­не­ния	Рас­чет­ная не­су­щая спо­соб­ность гвоз­дя Т на один шов спла­чи­ва­ния (услов­ный срез) по СП 64.13330. 2011 2017
	кН	кгс
1. Смя­тие в сим­мет­рич­ных со­еди­не­ниях
а) смя­тие в сред­них эле­мен­тах	0,5cd	50cd
б) смя­тие в край­них эле­мен­тах	0,8a0d	80a0d
2. Смя­тие в не­сим­мет­рич­ных со­еди­не­ниях
а) смя­тие во всех эле­мен­тах рав­ной тол­щи­ны, а так­же в бо­лее тол­стых эле­мен­тах од­но­срез­ных со­еди­не­ний	0,35cd 0,55cd	35cd 55cd
б) смя­тие в бо­лее тол­стых сред­них эле­мен­тах двух­срез­ных со­еди­не­ний при a ≤ 0,5c	0,25cd 0,4cd	25cd 40cd
в) смя­тие в бо­лее тон­ких край­них эле­мен­тах при a ≤ 0,35c	0,8a0d 1,2a0d	80a0d 120a0d
г) смя­тие в бо­лее тон­ких эле­мен­тах од­но­срез­ных со­еди­не­ний и в край­них эле­мен­тах при c > a > 0,35c	kнa0d 1,5kнa0d	100kнa0d 150kнa0d
3. Изгиб нагиля
Изгиб гвоздя	2,5d² + 0,01a0², но не более 4d² 3,1d² + 0,012a0², но не более 5d²	250d² + a0², но не более 400d² 310d² + 1,2a0², но не более 500d²

Расчетное количество гвоздей (гвоздевое поле) получается путем деления общего срезающего напряжения на несущую способность одного гвоздя.

Сортамент строительных гвоздей ГОСТ 4028-63

Диа ­ метр гвоз ­ дя, d мм	1,8	1,8	1,8	1,8	2	2	2,5	2,5	3	3	3,5	4	4	5	5	6	6	8
Дли ­ на гвоз ­ дя, lгвмм	32	40	50	60	40	50	50	60	70	80	90	100	120	120	150	150	200	250
Вес 1 тыс. шт, кг	0,64	0,79	0,97	1,16	0,95	1,19	1,87	2,23	3,77	4,33	6,6	9,5	11,5	17,8	21,9	32,4	43,1	96,2

Для того, чтобы гвозди не «измочалили» и не раскололи древесину, их нужно вбивать на определенном расстоянии друг от друга. При встречной забивке гвоздей, если их концы заходят один на другой не более чем на 1/3 толщины среднего элемента, разрешается сохранять одинаковую разметку гвоздей с каждой стороны соединения. Диаметр гвоздей следует принимать не более 0,25 толщины пробиваемых элементов.

Порядок расстановки гвоздей

Расстояние между осями гвоздей вдоль волокон древесины следует принимать:

S₁ ≥ 15d — при толщине пробиваемого элемента c ≥ 10d;

S₁ ≥ 25d — при толщине пробиваемого элемента c = 4d.

Для промежуточных значений толщины наименьшее расстояние следует определять по интерполяции.

Расстояние между осями гвоздей поперек волокон древесины при прямой расстановке гвоздей следует принимать не менее S₂ = 4d. При шахматной расстановке или расстановке их косыми рядами под углом 45° расстояние может быть уменьшено до 3d.

Гвозди диаметром более 6 мм, а также гвозди, устанавливаемые в древесину лиственницы и промороженную древесину, забивают в предварительно рассверленные отверстия диаметром 0,9d.

Гвозди, забитые в предварительно рассверленные отверстия диаметром, равным диаметру гвоздя, рассчитывают как нагели. Минимальные расстояния меду осями гвоздей принимаются как для нагелей.

Источник

Соединение на гвоздях

Гвозди в соединениях работают как нагели. Однако тот факт, что они забиваются в древесину, обусловливает некоторые особенности их работы: при диаметре гвоздей менее 6 мм их несущая способность на сдвиг не зависит от угла, образованного направлениями силы и волокон; заостренный конец гвоздя перерезает и раздвигает волокна, увеличивая опасность раскалывания.

Эту опасность уменьшают более редкой расстановкой гвоздей, по сравнению с нагелями; при расчете учитываются только те гвозди, глубина защемления которых в древесине составляет не менее 4dгв (dгв – диаметр гвоздя в см); при этом заостренный конец длиной 1,5dгв не учитывается в работе. Недостатком гвоздевых соединений является их ползучесть.

Длина гвоздей для крепления растянутых элементов применяется такой, чтобы гвоздь пробивал все сплачиваемые элементы, но при этом не выходил наружу. Заостренный конец не засчитывается в длину гвоздя. Например, для одностороннего прибивания схватки толщиной 50 мм к стропилине толщиной тоже 50 мм нужны гвозди длиной 100 мм, а для для пришивания двусторонней схватки — 150 мм.

При сшивании всех элементов концы гвоздей должны остаться в дереве. Вбитые таким образом гвозди работают на срез (изгиб), то есть гвоздей должно быть установлено такое количество, чтобы они не были срезаны (изогнуты) растягивающими или сжимающими усилиями. Выход гвоздя наружу хотя ошибкой и не считается, но все же крайне нежелателен, концы ржавеют и заражают ржавчиной весь стержень гвоздя. При свободном выходе гвоздя из пакета расчетную толщину последнего элемента следует уменьшать на 1,5d.

Расчетное количество гвоздей (гвоздевой бой) получается путем деления общего срезающего напряжения на несущую способность одного гвоздя.
Для того, чтобы гвозди не «измочалили» и не раскололи древесину, их нужно вбивать на определенном расстоянии друг от друга. При встречной забивке гвоздей, если их концы заходят один на другой не более чем на 1/3 толщины среднего элемента, разрешается сохранять одинаковую разметку гвоздей с каждой стороны соединения.

Шурупы и глухари относятся к глухим нагелям, защемленным в деревянном элементе частью его толщины. Шурупы и глухари устанавливаются в отверстия, диаметр которых равен 0,8dш (где dш — диаметр не нарезанной части в см). Поэтому расстояния между осями шурупов и глухарей принимаются несколько большими. Несущая способность шурупов и глухарей определяется аналогично стальным цилиндрическим нагелям.

Источник

Какая несущая способность монтажного дюбель-гвоздя?

Господа.
В проекте заложили крепления из распорных анкеров Хилти.
Прораб в порядке оптимизации просит пересогласовать их на монтажные дюбель-гвозди.
Все Мои крепления расчетные, но несут небольшую нагрузку порядка 200кг.

Где возможно найти нормативную информацию по несущей способности монтажных дюбель-гвоздей?

Оснащение проходки горных выработок, ПОС, нормоконтроль, КР, АР

9.1.1.2 Крепление предметов массой до 35 кг на метр по длине стены с центром тяжести, удаленным на расстояние не более 30 см от стены, может выполняться в любой точке перегородки или облицовки с помощью анкерных изделий, пластмассовых или металлических дюбелей. Возможность применения того или иного крепления определяется его несущей способностью (таблица 9.1) и типом перегородки. Таблица 9.1

16.9 Допускаемые сочетания толщин и прочности соединяемых стальных элементов на высокопрочных дюбелях для пристрелки по стали приведены в таблице 16.2.

Подскажите, как Вы определяете величину допустимой нагрузки на основании данных о фактической несущей способности соединения.

Оснащение проходки горных выработок, ПОС, нормоконтроль, КР, АР

Странно. Инструкция допускает забивку в бетон.

2.9.Оператору запрещается: забивать дюбеля в строительные конструкции, имеющие внутренние пустоты и отверстия(керамзитобетон, пустотные междуэтажные перекрытия), в незатвердевший бетон, в хрупкие конструкции и материалы, дающие острые осколки (керамика, чугун и т.п.)и твердые, вызывающие разрушение дюбеля (гранит, базальт, закаленная сталь и т.п.); забивать дюбеля в стальные конструкции толщиной менее 5 мм и основания из бетона и кирпича,толщина которых менее длины дюбеля плюс 30 мм; использовать для пристрелки деталей и конструкций предварительно выполненные в них отверстия; забивать дюбеляв легко пробиваемые строительные материалы (пластмассу, дерево, сухуюштукатурку, гипсолит, а также в стыки и швы строительных конструкций);

ZVV
Испытания могут проводиться двумя методами (СНиП и СТО «Нагрузки и воздействия»):
1) вырывной машинкой с определением максимально достигнутого усилия на вырыв крепежного элемента из строительного основания (до разрушения последнего или выскальзывания анкера). И далее по СНиПу 10-15 испытаний, среднеарифметическое от 5 наихудших. Итог умножаем на к-т запаса для данного типа анкера;
2) вырывной спецмашинкой с определением вырывного усилия на протяжении 10 мм вытягивания крепежного элемента из строительного основания. Далее по СТО. Но машинка дорогая и мало у кого есть и требуется компьютерная обработка результатов.
Поставщики анкерного крепежа проводят испытания бесплатно или за некоторую плату, но Вы получаете официальный документ.

Про ссылку на гвозди: Классный материал и ни одной величины допустимой нагрузки)))) Одно дело гипсокартон, другое дело несущие конструкции.

Проектирование зданий и частей зданий

Господа.
В проекте заложили крепления из распорных анкеров Хилти.
Прораб в порядке оптимизации просит пересогласовать их на монтажные дюбель-гвозди.
Все Мои крепления расчетные, но несут небольшую нагрузку порядка 200кг.

Где возможно найти нормативную информацию по несущей способности монтажных дюбель-гвоздей?

Источник

Несущая способность нагеля, гвоздя

(Извлечения из таблицы 17 СНиП II-25-80)

Напряженное состояние соединения

Расчетная несущая способность Т на один шов сплачивания (условный срез), кНгвоздя, стального нагеля

1. Симметричные соединения

а) Смятие в средних элементах0,5сdб) Смятие в крайних элементах0,8аd

2. Несимметричные соединения

а) Смятие во всех элементах равной толщины, а также в более толстых элементах односрезных соединений0,35сdб) Смятие в более толстых средних элементах двухсрезных соединений при а ≤ 0,5с0,25сdв) Смятие в более тонких крайних элементах при а ≤0,35с0,8аd

3. Симметричные и несимметричные соединения

Клеевые соединения позволяют использовать маломерную древесину, создавать рациональные формы элементов, исключить или рассредоточить по длине пороки древесины, использовать качественную древесину на наиболее напряженных участках сечения, а в слабо нагруженных местах сечения применять древесину второго и третьего сортов.

Прочность клеевого шва на сдвиг и на отрыв поперек волокон выше, чем прочность склеиваемой древесины. Вследствие этого, клееные деревянные конструкции рассматриваются при расчетах, как цельные элементы не подверженные сдвигу в соединениях.

При изготовлении клееных конструкций, влажность древесины должна быть не более 15%, доски строганные, толщиной обычно не более 33 мм. После выполнения клееной конструкции она строгается.

Расчет врубок в настоящем Практикуме не рассматривается.

Примеры расчета к параграфу 4.7

Рис.4.15. Конструкция нагельного соединения. К примеру 4.10:

1 – нагель; 2 – болт; S₁ – шаг нагелей вдоль усилия; S₂ – шаг нагелей поперёк усилия; S₃ – расстояние от оси нагеля до края элемента поперёк усилия

1. Соединение симметричное:

а) несущая способность одного нагеля при смятии в средних элементах (табл. 4.5) T_c = 0,5сd = 0,5·5·2,0 = 5 кН;

б) несущая способность одного нагеля при смятии в крайних элементах

в) несущая способность одного нагеля при изгибе

Т_и = 1,8d 2 + 0,02a 2 = 1,8·2,0 2 + 0,02·2,5 2 = 7,3 кН, но принимается не более 2,5d 2 = 2,5·2,0 2 = 10 кН;

минимальное значение несущей способности нагеля Т_min = 4 кН.

2. Определяем количество нагелей (по каждую сторону от стыка)

принимаем по 4 нагеля с каждой стороны от стыка (два нагеля заменяем болтами).

3. Определяем расстояние между нагелями:

Рис.4.16. Конструкция гвоздевого соединения. К примеру 4.11

1. Определяем расчетную длину гвоздя

(n_ш– количество швов, пробитых гвоздем – зазор между досками в шве принимают равным 2 мм; 1,5d – длина заостренной части гвоздя).

Гвоздь работает как двухсрезный, так как а_гв = 30 мм > 4d = 4·4 = 16 мм, но его расчетная несущая способность по первому и по второму срезам неодинакова, вследствие различной толщины а вводимой в расчет: для первого среза а = 40 мм, для второго среза а = а_гв = 30 мм.

2. Расчетная несущая способность по первому срезу гвоздя (табл. 4.5):

Т_и = 2,5 d 2 + 0,01 а 2 = 2,5·0,4 2 + 0,01·4 2 = 0,56кН, но не более4 d 2 = 4·0,4 2 = 0,64 кН;

3. Расчетная несущая способность по второму срезу гвоздя:

4. Наименьшая, полная несущая способность двусрезного гвоздя:

меньшая несущая способность Т_min = Т_с = 0,8 кН.

5. Определяем необходимое количество гвоздей,

принимаем 10 гвоздей.

6. Расстояние между гвоздями: вдоль усилия S₁ = 15d = 15·4 = 60 мм; поперек усилия S₂ = 4d = 4·4 = 16 мм; S₃ = 4d = 4·4 = 16 мм.

Задачи для самостоятельной работы к параграфу 4.7

Задача 4.18. Рассчитать нагельное соединение (рис. 4.17).

Рис.4.17. Нагельное соединение. К задаче 4.18

Задача 4.19. Проверить прочность соединения досок на гвоздях d = 4 мм, длиной l_гв= 120 мм, количество гвоздей по 4 штуки с каждой стороны досок.

Рис.4.18. Гвоздевое соединение. К задаче 4.19

Толщина досок 40 мм. На соединение действует сила N = 18 кН,γ_n = 1,0. Материал досок – сосна, сорт 2 (рис. 4.18).

Задача 4.20. Рассчитать прикрепление растянутой затяжки стропил к стропильной ноге гвоздями d = 5 мм, длиной l_гв= 150 мм (рис. 4.19).

Рис.4.19. Гвоздевое соединение. К задаче 4.20:

Количество гвоздей на рисунке показано условно. Затяжка выполнена из доски толщиной 50 мм, высотой 150 мм, стропильная нога из бруса 100×150 мм. На соединение действует растягивающая сила N = 6 кН,γ_n = 1,0. Материал сосна, сорт 2.

Источник