POG-3_Spajala_prz

Osnove drvenih konstrukcija Ak. 2011/2012

POGLAVLJE 3

SPAJALA U DRVENIM KONSTRUKCIJAMA


Spajala u drvenim konstrukcijama imaju zadatak da spoje dva ili više elemenata u jednu

cjelinu, odnosno da onemoguće uzajamno pomicanje drvenih elemenata koji tu cjelinu

čine.

Obzirom na funkciju u spojnoj ravni spajala dijelimo na:

- statička i

- konstruktivna.

Proračun spajala vrši se prema silama koje djeluju na spajalo, a pod pretpostavkom da

je veza kruto izvedena tj. da je nepomična.

Broj spajala u vezi dobiva se iz sile koja djeluje u spoju i nosivosti jednog spajala.

1s

NnN

=

n – ukupan broj spajala u spoju

N – sila koja djeluje u spoju

N1s – nosivost jednog spajala


Raspored spajala u vezi radi se vodeći računa o propisanim rastojanjima (minimalnim i

maksimalnim) između spajala i između spajala i rubova veze.

Nosivost spajala je njegova nosivost u spojnoj ravnini s kojom se ulazi u proračun.

Nosivost jednog spajala može se odrediti:

- teorijskim putem

- eksperimantalno ispitivanjem do sloma odgovarajućih veza i spojeva.

Teorijski pristup podrazumijeva analizu spajala kao statičkog sustava na kojem se putem

dopuštenih napona dolazi do njegove nosivosti.

Eksperimentalni pristup podrazumijeva ispitivanje veza i spojeva do sloma spajala ili

priključnog drva. Za dopuštenu nosivost spajala uzima se 1/2,75 nosivosti pri slomu pod

uvjetom da nije prekoračeno dopušteno međusobno pomicanje priključnih elemenata

(δdop = 1,5 mm).


Eksperimentalno utvrđena nosivost spajala se definira važećim pravilnicima za drvene

konstrukcije.

Nosivost spajala ovisi od:

- preciznosti izrade spoja,

- vlažnosti drva

- trajanja opterećenja i sl.


Osnovna dopuštena nosivost spajala može se korigirati u nekim situacijama analogno

korekciji osnovnih dopuštenih napona (npr.: zajedničko djelovanje različitih opterećenja,

duljina trajanja opterećenja, stupanj zaštićenosti građevine i sl.).

Nosivost spajala ovisi i o načinu prijenosa sile sa spajala na priključno drvo. Nosivost

spajala se smanjuje ako se sila sa spajala na priključno drvo ne vrši u pravcu vlakana

(izuzetak su čavli).

Nosivost spajala koja se ugrađuju u prethodno izbušene rupe ovisi od vitkosti spajala.

Vitkost spajala definirana je sa:

ma debljina naj tan jeg elementa u vezid prečnikspajala

λ = =

Prema ostvarenoj krutosti spoja spajala se dijele na:

- nepomična (kruta) spajala (ljepila)

- pomična (mehanička) spajala (vijci, čavli, vijci za drvo, trnovi, moždanici …)


U spojevima sa mehaničkim spojnim sredstvima u spojnim ravnima nastaju pomaci

uslijed djelovanja posmičnih sila. Pomaci su posljedica deformacije priključnog drva ili

deformacije samog spajala.

Kod ljepljenih veza koje prenose silu paralelno vlaknima deformacije sloja ljepila u

spojnoj ravni su neznatne što rezultira nepomičnim spojevima.


Ne preporuča se sudjelovanje, zajednički rad različitih spajala u jednoj vezi.

U slučaju sudjelovanja različitih spajala u jednom spoju treba u račun uvesti nejednaku

pomičnost spajala prema:

ii i,dop

i,dop

Nm mN

= ⋅

mi – međusobni pomak spojenih elemenata pri sili Ni u spajalu i

mi,dop – međusobni pomak pri sili Ni,dop (mi,dop ~ 2m)

m – pomak u spojnoj ravni:

m = 0 – ljepilo

m = 0,25 mm – čavli, konektor ploče i općenito spajala koja se zabijaju u priključno drvo

m = 0,50 – moždanici i spajala koja se ugrađuju u prethodno pripremljene otvore

m = 0,75 – vijci


Elementi od čelika


V I J C I



Vijci s milimetarskom navojnicom

Označavanje vijaka u nacrtima

M(d) … L

D – prečnik vijka u mm

L – ukupna duljina vijka

Npr. M12 … 200


Ukupna duljina vijka iznosi: L t 2 m (5 15 mm)= + δ + + ÷

Vijci se izrađuju od čelika s granicom razvlačenja ~250 N/mm2.

Podjela vijaka po položaju i funkciji u vezi:

- konstrukcijski vijci

- statički vijci.

Nosivost vijka obzirom na pritezanje 2k

1s addN4π

= ⋅ σ ⋅μ

2kd4π - površina jezgre vijka

adσ - dopušteni vlačni napon za vijak (čelik)

μ - koeficijent trenja u spojnoj ravni koji ovisi o vrsti drva, vlažnosti drva i kvalitete

obrade površina priključnih elemenata.


Koeficijent trenja drva po drvu (Campredon)


Koeficijent trenja drva po čeliku

Približne vrijednosti koeficijenta trenja:

- trenje drva po drvu (srednje vrijednosti) ║vlaknima

- neoblano drvo μ = 0,70

- oblano drvo μ = 0,40

- trenje drva po drvu (srednje vrijednosti) ┴ na vlakna

- neoblano drvo μ = 0,60

- oblano drvo μ = 0,40


Potreban broj vijaka u vezi: 1s

NnN

=

N – sila u vezi koju treba prenijeti vijcima koji nose na trenje.

Nosivost vijka obzirom na savijanje

Nastavak aksijalno zategnutog štapa – nastavka izveden čeličnim trakama i vijcima

Vijak se ugrađuje paralelno sa manjom stranom presjeka


Tlak po omotaču rupe ovisno o veličini sile u vijku N


Statički sustav vijka

R,dop c d1,4σ ⋅σ∼

maxN b N b N bM2 2 2 3 12

⋅= ⋅ − ⋅ =

dop adM W= ⋅ σ

W – otporni moment za kružni presjek vijka

adσ - dopušteni napon na savijanje za vijak (čelik)

Nosivost vijka obzirom na savijanje:

adad 1s

12 WN b W N12 b

⋅ ⋅ σ⋅= ⋅ σ ⇒ =


Nosivost vijka obzirom na dopušteni tlak po omotaču rupe ( Rσ ):

Rd 2s RdN b 1 b dd N2 2 2 2

⋅= σ ⋅ ⋅ ⇒ = σ ⋅

Potreban broj vijaka s jedne strane veze:

1s 2s

ZnN ili N

=

Potreban razmak vijaka (e) dobiva se iz uvjeta:

dd

7dNN 2 e b e2 b 10 cm

⎧= ⋅ ⋅ ⋅ τ ⇒ = ≥ ⎨⋅ τ ⋅ ⎩


Kontrola napona u štapu

( )

t t dn

n

ZA

A b h d

σ = ≤ σ

= −

Nastavak izveden drvenim podvezicama i vijcima



Statički sustav i opterećenje vijka


( )

( )

o

2

1 2 2

2

o 1 2

N b c N b 1 b NM b 3c2 2 2 2 2 3 2 12

cd 2 c dM c4 3 6

N c dm M M b 3c12 6

⎛ ⎞ ⎛ ⎞= + − − = +⎜ ⎟ ⎜ ⎟⎝ ⎠ ⎝ ⎠

= σ ⋅ ⋅ = σ ⋅

= − = + − σ ⋅

2 R 1 RN

2cdσ = σ − σ = σ −

( )2

RN c d Nm b 3c12 6 2cd

⎛ ⎞= + − σ −⎜ ⎟⎝ ⎠

Nosivost vijka na savijanje:

z adM W= ⋅ σ

Mz = m → ( )2

R adN c d Nb 3c W12 6 2cd

⎛ ⎞+ − σ − = ⋅ σ⎜ ⎟⎝ ⎠


Odnosno, nosivost vijka na savijanje obzirom na srednje drvo: 2

ad R1s

12 W 2 d cNb 4 c

⋅ ⋅ σ + ⋅ σ ⋅ ⋅=

+ ⋅

2

1 ad 1 R adN c dM W M W

2cd 6⎛ ⎞= ⋅ σ → = σ − ⋅ = ⋅ σ →⎜ ⎟⎝ ⎠

Nosivost vijka na savijanje obzirom na krajnje drvo: 2

ad R2s

12 W 2 d cNc

− ⋅ ⋅ σ + ⋅ σ ⋅ ⋅=

Potreban razmak vijaka (e) dobiva se iz uvjeta sigurnosti na posmik:

dd

7dNN 2 e b e2 b 10 cm

⎧= ⋅ ⋅ ⋅ τ ⇒ = ≥ ⎨⋅ τ ⋅ ⎩


Kontrola napona u štapu i podvezicama

- Štap - Podvezice

( )

t t dn

n

ZA

A b h d

σ = ≤ σ

= −

( )

t t dn

n

Z1,5A

A 2c h d

σ = ≤ σ

= −

Eksperimentalno određivanje nosivosti vijka na savijanje

( ) ( )1s d1 N a d N= σ ⋅ ⋅

( ) ( )21s2 N k d N= ⋅

a – debljina drva u cm

d – prečnik vijka u cm

d , kσ - vrijednosti (N/cm2) ovisne o vrsti drva i vrsti veze.


Nosivost vijka za jednoreznu vezu (1.) i za a1 < a2:

( ) 1s d 11 N a d= σ ⋅ ⋅

( ) 21s2 N k d= ⋅

Nosivost vijka za dvoreznu vezu (2.):

( ) 1s d 2

1s d 3

N 2a d obzirom na bočno drvo1

N a d obzirom na srednje drvo= σ ⋅ ⋅⎧

⎨ = σ ⋅ ⋅⎩

( ) 21s2 N 2 k d= ⋅ ⋅


Slučaj dvorezne veze s različitim debljinama bočnih elemenata npr. a1 < a2:

( ) 1s d 11 N 2a d= σ ⋅ ⋅

Pravila kojih se treba pridržavati pri konstruiranju veza vijcima:

- Vijci se mogu uporabiti kao spajalo ako se osigura njihovo povremeno pritezanje i

ako se kontrolira njihovo ugrađivanje u vezi;

- Najmanja debljina vijka u drvenim konstrukcijama je M12 (d = 12 mm). Izuzetno

dopušta se uporaba vijka M10 ako je debljina drva ≤ 6 mm;

- Rupe za vijke buše se strojno, prečnik rupe dR je nešto manji od prečnika vijka d

dR = 0,9d;

- Statička veza konstruirana vijcima mora da ima najmanje 2 vijka. Izuzetno kod

zglobova s jednim vijkom nosivost vijka se smanjuje za 50% tj. dop 1s 1sN 0,5 N= ⋅ ;

- Ako sila djeluje koso na pravac vlakana smanjuje se dopuštena nosivost vijka:

dop 1s 1sN k Nα= ⋅ gdje je k 1360α

α= −

α – kut pod kojim djeluje sila u odnosu na pravac vlakana drva;


- Za spojeve (veze) ostvarene čeličnim trakama (podvezicama) dopuštena nosivost

vijka dobivena prema naprijed danim izrazima može se uvećati 25%;

- Vijci se u konstrukciji obvezno štite od korozije pocinčavanjem;

- Maksimalni broj vijaka u jednom redu vijaka je 4;

- Vijci se raspoređuju simetrično u odnosu na os elementa. U protivnom treba uvesti

u proračun veze ekscentričnost vijaka;

- U drvenim se konstrukcijama obvezno vijci ugrađuju sa podložnim pločicama;

- Prilikom konstruiranja veza vijcima mora se pridržavati pravilnikom predviđenih

minimalnih rastojanja.


Propisani raspored vijaka


T R N O V I


Trnovi su puna ili šuplja metalna tijela bez navojnice.

Ugrađuju se u prethodno izbušene rupe.

Prečnik rupe treba da je 2 – 5 mm manji od prečnika trna.

Obvezna je zaštita trnova u vezama od korozije.

U drvenim konstrukcijama koriste se trnovi prečnima dmin = 8 mm do dmax = 24 mm.

Statički spoj mora imati minimalno 4 trna.


Nosivost trnova određuje se prema 2 kriterija:

( ) 1s d 11 N a d= σ ⋅ ⋅

( ) 21s2 N k d= ⋅

a – debljina drva u cm

d – prečnik vijka u cm

d , kσ - vrijednosti (N/cm2) ovisne o vrsti drva i vrsti veze.


Trnovi u vezi mogu raditi 1-rezno, 2-rezno ili višerezno.

Nosivost vijka za jednoreznu vezu (1.) i za a1 < a2:

( ) 1s d 11 N a d= σ ⋅ ⋅

( ) 21s2 N k d= ⋅

Nosivost vijka za dvoreznu vezu (2.):

( ) ( )⎧ = σ ⋅ ⋅ <⎪⎨

= σ ⋅ ⋅⎪⎩

1s d 1 1 3

1s d 2

N 2a d obzirom na bočno drvo a a1

N a d obzirom na srednje drvo

( ) 21s2 N 2 k d= ⋅ ⋅

Trnovi se u vezi postavljaju naizmjenično u odnosu na liniju trnova.

Minimalna rastojanja za veze trnovima propisana su važećim standardima (za trnove

debljine do 20 mm).

Minimalna rastojanja trnova prečnika 20 mm i više su ista kao kod vijaka.


Minimalna rastojanja trnova u vezi (za trnove d = 8 – 18 mm)

Ne postoji standardizirani način označavanja trnova u vezama. Mogu se koristiti oznake

tipa: trn Ф16 ili T Ф20 i sl.

Ako sila djeluje koso na pravac vlakana smanjuje se dopuštena nosivost trna:

dop 1s 1sN k Nα= ⋅ gdje je k 1360α

α= −

α – kut pod kojim djeluje sila u odnosu na pravac vlakana drva;


Za spojeve (veze) ostvarene čeličnim trakama (podvezicama) dopuštena nosivost trna

dobivena prema naprijed danim izrazima može se uvećati 25%;

Trnovi se raspoređuju simetrično u odnosu na os elementa. U protivnom treba uvesti u

proračun veze ekscentričnost trnova;


Č A V L I


Čavli su glatki žičani komadi čelika koji su s jedne strane zašiljeni, a s druge strane

imaju glavu.

Izrađuju se od Thomas-ovog čelika (graniča kidanja 600 – 850 N/mm2 ; granica

razvlačenja cca 95% granice kidanja).

a) čavli s ravnom glavom

b) čavli s upuštenom glavom

c) čavli s polukružnom glavom


Čavli se standardizirano označavaju na sljedeći način:

Č dx10 (mm) / L (mm)

Npr. čavao Č 42/110 → debljina čavla 4,2 mm

duljina čavla 110 mm

Veze čavlima se u literaturi nazivaju i ''točkastim'' vezama, jer se veza ostvaruje velikim

brojem spajala.

Čavli se u drvo ugrađuju:

- zabijanjem (''zabijani'' čavli) i

- u prethodno izbušene rupe (''bušeni'' čavli).

Čavli se u drvo mogu zabijati ručno ili uz pomoć posebnih pneumatskih zabijača (pištolja

za čavle).

U prethodno izbušene rupe treba ugrađivati čavle debljine ≥42 mm. Također, čavli koji

se ugrađuju u suvo i tvrdo drvo spadaju u kategoriju ''bušenih'' čavli.

Prečnik rupe iznosi 0,85d (d = debljina čavla).


a) b) c) a) efekt zbijanja vlakana prilikom zabijanja čavla u drvo

b) mala nevidljiva pukotina (glava čavla prekriva pukotinu)

c) vidljiva pukotina (zabijanje debelih čavli, zabijanje čavli u tvrdo drvo)


Redoslijed rješavanja veze čavlima je sljedeći:

1. izbor tipa čavla (Č dx10/L)

- optimalna debljina čavla

- optimalna dubina zabijanja čavla → duljina čavla

2. određivanje dopuštene nosivosti čavla

3. određivanje i usvajanje broja čavli u vezi

4. raspoređivanje čavli u vezi → radionički nacrt veze

Debljina čavla

Debljina čavla bira se i usvaja prema debljini najtanjeg elementa u vezi.

Prema Graber-u najpovoljniji odnos debljine najtanjeg elementa u vezi (a) i debljine

čavla (d), a da bi se spriječilo cijepanje drva iznosi:

= ÷a ad8 12


Prema važećim propisima, debljina čavla se određuje iz dopuštene vitkosti čavla.

Vitkost čavla definira se odnosom:

>⎧λ = ⎨≤⎩

6ad 11,5

¨

Odnosno:

- za λ = 6 → d = a/6 – gornja dopuštena debljina čavla

- za λ = 11,5 → d = a/11,5 – donja dopuštena debljina čavla

Gornja granica je ograničenje zbog spriječavanja cijepanja drva prilikom ugrađivanja

čavli u vezi.

Vitkost čavla > 11,5 (donja granica) smanjuje dopušteni tlak po omotaču rupe čavla, tj.

čavlu se smanjuje njegova statička funkcija).

Važeći propisi za drvene konstrukcije propisuju i minimalne debljine drva za veze

zabijenim čavlima.

Npr. za četinarsku (meku) građu ( )= ⋅ + ≥mina d 3 8d 2,4 cm


Reznost čavla

Reznost čavla definirana je brojem spojnih ravni u kojima čavao radi na savijanje. Prema reznosti čavle dijelimo na: 1-rezne, 2-rezne i višerezne.

1-rezni čavli 2-rezni čavli 3-rezni čavao

Dubina zabijanja čavla Dubina zabijanja čavla je dubina iza spojne ravnine koja definira reznost čavla.

Dubina zabijanja čavla za 1-rezne čavle i punu nosivost čavla: s ≥ 12d

Dubina zabijanja za 2-rezne i višerezne čavle i punu nosivost čavla: s ≥ 8d

Minimalna dubina zabijanja čavla da bi se čavao tretirao kao statičko spajalo iznosi:

- 1-rezni čavli: 6d

- 2-rezni i višerezni čavli: 4d


Ako je dubina zabijanja čavla za 1-rezne čavle 6d ≤ s ≤ 12d, smanjuje se dopuštena

nosivost čavla prema:

= ⋅'1s 1s

sN N12d

Ako je dubina zabijanja čavla za 2-rezne i višerezne čavle 4d ≤ s ≤ 8d, smanjuje se

dopuštena nosivost čavla prema:

= ⋅'1s 1s

sN N8d

Gdje je:

N1s – osnovna (puna) nosivost čavla

N1s' – reducirana nosivost čavla

S – dubina zabijanja čavla.

Kod veza čavlima sa čeličnim limovima debljine ≥2 mm, dubina zabijanja čavli iza spojne

ravni iznosi 15d.


Dopuštena nosivost čavla Dopuštena nosivost čavla je sila u spojnoj ravni koju može preuzeti čavao.

Dopuštena nosivost čavla za meku građu i osnovno opterećenje računa se po obrascu:

⋅=

+

2

1s5000 dN (N)

1 d (važeći pravilnik za drvo)

d – debljina čavla u cm.

Za određivanje nosivosti čavli može se koristiti i tabelarni prikaz nosivosti čavli.

Nosivost čavla može se odrediti i po obrascu:

= ⋅ ⋅ σ ⋅ σ21s a aRN 0,80 d (N)

σa - dopušteni napon na savijanje za čavao

σaR - dopušteni napon na tlak po omotaču rupe.

Sa povećanjem reznosti čavla proporcionalno se povećava i njegova nosivost:

= ⋅ms 1sN m N

m – reznost čavla


Računska nosivost bušenih čavli i čavli u kombinaciji sa čeličnim limom povećava se za

25 %.

Nosivost čavli u slučaju da je u 1 redu smješteno više od 10 čavli umanjuje se za 10 %.

Nosivost čavli u slučaju da je u 1 red smješteno više od 20 čavli umanjuje se za 20 %.

U vezama oble i rezane građe računa se sa 33% računske nosivosti čavla.

U slučaju uporabe građe čija je vlažnost veća od dopuštene u račun se uzima 65%

računske nosivosti čavla.

Najmanji broj čavli u statičkim (nosivim) vezama je 4.

Spajanje dva obla drva čavlima nije dopušteno.

Gustina čavli u vezi Pod pojmom gustina čavli podrazumijeva se odnos između odgovarajuće površine

spojne ravni koja pripada jednom čavlu i površine čavla:

=ADf


Maksimalna gustina čavli dobija se za slučaj rasporeda čavli prema minimalnim

razmacima čavli. Tj.:

⋅= = =

πmax 2A 10d 5dD 64

df4

Odnosno, minimalna gustina čavli dobija se za slučaj rasporeda čavli prema

maksimalnim razmacima čavli. Tj.:

⋅= = =

πmin 2A 40d 10dD 1020

df4

Raspored čavli u vezi


Raspored čavli u vezi


Raspored čavli na širini daske


Minimalna rastojanja čavli od rubova drvenog elementa



Nosivost čavla na čupanje Nosivost čavla na čupanje ovisi od: anatomske građe drva, vlažnosti drva, čvrstoće drva,

debljine čavla, dubine zabijanja, kvalitete površine čavla i vremena proteklog od dana

zabijanja čavla.

Nosivost čavla na čupanje računa se prema:

( ) ( )= ⋅čupanje dopNN (N) s cm N cm

gdje je:

s – dubina zabijanja čavla,

Ndop – dopuštena nosivost na čupanje

Nosivost čavla na čupanje prema prethodnom izrazu vrijedi kada je vlažnost drva u

dopuštenim granicama. U protivnom, ista se umanjuje na 65% nosivosti.


Dopuštena nosivost čavla na čupanje


Prilikom projektiranja i izvođenja veza čavlima, najčešće pogreške koje treba svakako

izbjeći su sljedeće:

- nepovoljan raspored čavli u vezi i njihovo nemarno zabijanje,

- uporaba neodgovarajućih čavli,

- nedovoljna duljina čavli,

- uporaba nekvalitetne građe.

Prilikom zabijanja čavli, glava čavla treba da ostane iznad površine drva.


V I J C I Z A D R V O


Vijak za drvo sa 6-kutnom glavom

L = 20 ÷ 200 mm

b = f(L , d)


Vijak sa upuštenom glavom

L do 150 mm

b ~ 0,6L

Vijci za drvo nemaju standardizirane oznake na nacrtima. Mogući načini označavanja

ovih spajalu su npr.: vijak za drvo Ф10, ili vijak za drvo d = 12mm.


Tipovi vijaka za drvo:

Prema obliku glave vijka:

- vijci sa kružnom glavom

- vijci sa poligonalnom glavom

Prema načinu ugradnje:

- glava vijka na površini drva

- vijci sa upuštenom glavom

Minimalni dopušteni prečnik vijka u nosivoj vezi 4 mm.

Minimalni broj vijaka u nosivoj vezi:

- 4 vijka (dvijka ≤ 10mm)

- 2 vijka (dvijka > 10mm)

Nosivost vijka za osnovno opterećenje:

( ) 1s1 N 400 a d= ⋅ ⋅

( ) 21s2 N 1700 d= ⋅


a – debljina drva koje se spaja

d – prečnik glatkog dijela vijka

Osnovna nosivost vijka vrijedi uz sljedeće uvjete:

Dubina prodiranja vijka u nosivo drvo s ≥ 8d

Vijak se ugrađuje u prethodno izbušenu rupu prečnika 0,7d na dijelu vijka sa

navojnicom, odnosno d na glatkom dijelu vijka;

Vijka po cijeloj duljini ugrađen uvrtanjem u drvo (zabranjuje se djelimično zabijanje, a

potom uvrtanje vijka u drvo);

Maksimalni razmak vijaka u vezi:

- 40d u pravcu djelovanja sile ; 20d upravno na pravac sile;


Minimalni razmak vijaka:

- međusobni razmak vijaka u pravcu i upravno na silu 5d

- rastojanje od opterećenog ruba:

u pravcu sile 10d ; upravno na silu 5d

- rastojanje od neopterećenog ruba u pravcu sile i upravno na silu 5d;

Debljina vijka ≥ 4mm.

Nosivost vijaka prečnika d < 10mm ne ovisi od pravca djelovanja sile u odnosu na

pravac vlakana.

Kod vijaka prečnika d ≥ 10mm nosivost vijka se korigira u slučaju djelovanja sile pod

kutom u odnosu na pravac vlakana prema:

1s 1sN k Nα= ⋅ k 1360α

α= −

Nosivost vijka se smanjuje ako u jednom redu vijaka ima više od:

za vijke d < 10mm, ako u jednom redu ima 10 vijaka nosivost vijka se smanjuje za

10%, odnosno ako u jednom redu vijaka ima 20 vijaka nosivost se smanjuje za 20%;


za vijke d ≥ 10mm, ako u jednom redu ima 4 vijka nosivost se smanjuje za 10%,

odnosno ako u jenom redu ima 8 vijaka nosivost se smanjuje za 20%;

Za vijke d ≥ 10mm minimalna rastojanja između vijaka i od rubova drva su ista kao i

kod vijaka sa glavom i navrtkom.

Ako je dubina uvrtanja vijka 4d < s ≤ 8d, nosivost vijka reducira se prema:

= ⋅1s 1ssN N

8d

Ako je dubina uvrtanja vijka s ≤ 8d, vijak se ne tretira kao statičko spajalo (ne nosi

silu).

U slučaju veze metalnim podvezicama, nosivost vijka povećava se 25%.

Nosivost na čupanje neovisno o % vlažnosti drva, računa se prema:

= ⋅ ⋅1sN 300 b d

pri čemu treba biti zadovoljen uvjet: s ≥ 7d;

b – duljina dijela vijka s navojnicom.

U vezama s vijcim kod proračuna neto površina presjeka odbija se rupa veličina ⋅d a .


M O Ž D A N I C I


Moždanici su elementi različitih oblika i konstrukcija, od različitih materijala, koji se

ugrađuju u spojne ravni i spriječavaju pomjeranja u vezama i služe spajanju elemenata.

Moždanici mogu da rade na tlak, na posmik, na savijanje ili kombinirano.

Podjela moždanika može se raditi:

1. prema načinu ugradnje

- moždanici koji se ugrađuju u prethodno izrađene žljebove i otvore u elementima

od drva koji se spajaju,

- moždanici koji se utiskuju u priključno drvo,

- moždanici koji se ugrađuju kombinirano: djelimično ugrađivanjem u prethodno

pripremljene žljebove, a djelimično utiskivanjem.


2. prema obliku

- prizmatični moždanici,

- moždanici kružnog oblika,

- moždanici specijalnih konstrukcija.

3. prema vrsti materijala

- moždanici od drva (tesarski moždanici),

- čelični moždanici,

- moždanici od plastičnih masa.

Veze izvedene moždanicima utežu se odgovarajućim vijcima. Ovisno od konstrukcije

moždanika, vijci mogu da prolaze kroz moždanik ili spajaju priključne drvene elemente

između dva moždanika. Pritežu se tako da se podložne pločice utiskuju u drvo najviše

1mm. Po pravilu, ne koriste se vijci ispod M12.


Tesarski moždanici

Tesarski moždanici paralelopipednog oblika

Kosi tesarski moždanici

Klinasti tesarski moždanici


Cilindrični tesarski moždanici

Tesarski moždanici sa međurazmakom između greda

Moždanici se izrađuju od tvrdog drva.

Paralelopipedni moždanici se ugrađuju tako da im je pravac vlakana paralelan s

vlaknima elemenata koji se spajaju.


Kod kosih, klinastih i cilindričnih moždanika pravac vlakana ne poklapa se s pravcem

vlakana elemenata koji se spajaju.

Preporuka je da u jednom redu s jedne strane veze ne bude više od četiri moždanika.

Stabilnost i nosivost tesarskih moždanika ovisi od kvalitete drva tj. od dopuštenih

napona na čelo moždanika. Dopušteni naponi na čelo moždanika dani su u pravilnicima

za drvo.

Npr. dopušteni tlak na čelo moždanika u pravcu vlakana :


Dimenzioniranje paralelopipednog moždanika u vezi

c dT z b= ⋅ ⋅ σ

c d c d1 1 a bQ a b2 2 4⊥ ⊥

⋅= ⋅ ⋅ σ ⋅ ⋅ = ⋅ σ

2T z Q a3

⋅ = ⋅ ⋅

2c d c d

a b 2z b a4 3⊥

⋅⋅ ⋅ σ = ⋅ σ ⋅ ⋅ →


c d

c d

6a z

⊥

⋅ σ≥ ⋅

σ - duljina moždanika iz uvjeta da ne dođe do njegova okretanja u

spojnij ravni.

Drugi uvjet za određivanje duljine moždanika je da ne dođe do posmika paralelno

vlaknima u moždaniku.

c d dT z b a b= ⋅ ⋅ σ = ⋅ ⋅ τ →

c d

d

a zσ

≥ ⋅τ

gdje je dτ - dopušteni napon na posmik u moždaniku.

Razmak moždanika e određuje se iz uvjeta da ne dođe do posmika na duljini e (tj. da ne

dođe do posmičnog sloma priključnih elemenata između dva moždanika. Tj.

c d dT z b e b= ⋅ ⋅ σ = ⋅ ⋅ τ →

c d

d

a zσ

≥ ⋅τ

gdje je dτ - dopušteni napon na posmik u priključnom drvu.


Potrebne dimenzije vijka određuju se iz graničnog položaja sile T:

T 2z F a⋅ = ⋅

2k

adT 2zF

a 4⋅ π⋅

= = ⋅ σ → kd - prečnik jezgra vijka; F i sila u vijku

Za slučaj moždanika sa međusobno razmaknutim priključnim elementima (npr. za

veličinu z0), sprovodi se analogna analiza samo što je krak između sila T z+z0 umjesto z.

Analogna analiza vrijedi i za poprečne klinaste moždanike, s tim da je sila T:

c dT z b ⊥= ⋅ ⋅ σ


Dimenzioniranje kosog moždanika u vezi

Propisani uvjeti za spriječavanje okretanja moždanika u vezi:

a 5z≥ ;

2 cm z 5h< < ; h – visina priključnog drva,

Odnosno

3 cm z 4D< < ; D – prečnik oblice

Sila koja djeluje upravno na čelo moždanika: 2 2R T Q= +

Iz uvjeta Q a T z⋅ = ⋅ →


T zQa⋅

=

zTQ zatgT T a

⋅α = = =

Za unaprijed usvojene veličine z, a i α , dobivamo:

c dzR b

cos= ⋅ ⋅ σ

α

c dT R cos z b= ⋅ α = ⋅ ⋅ σ

2

c d c d c dsin zQ R sin z b tg z b bcos a

α= ⋅ α = ⋅ ⋅ ⋅ σ = α ⋅ ⋅ ⋅ σ = ⋅ ⋅ σ

α

c dσ - dopušteni tlačni napon između moždanika i priključnog drva.

( )c d c d c d c d sin⊥σ = σ − σ − σ ⋅ α

Ostali dio računa je kao i kod paralelopipednih moždanika.


Dimenzioniranje cilindričnog moždanika

Cilindrični moždanici ugrađuju se tako da vlakna moždanika budu upravna na vlakna

priključnog drva.

Prečnik moždanika usvaja se u granicama h hd4 2≤ ≤ .

Veličina sile T na čelo moždanika:

c ddT b2 ⊥= ⋅ ⋅ σ ,

c d⊥σ - dopušteni tlačni napon upravno na vlakna za moždanik.


S druge strane, moždanik prečnika d treba da primi silu T preko posmičnog napona τ

T d b= ⋅ ⋅ τ

Za unaprijed usvojeno d može se sračunati sila T, odnosno kontrolirati napon τ .

Potreban razmak moždanika dobiva se kao i u prethodnim slučajevima.

Patentirani čelični moždanici




Prilikom korištenja patentiranih moždanika neophodno je pribaviti upute proizvođača za

uporabu, a osobito ateste nosivosti.

Nosivost moždanika određuje se eksperimentalnim putem za djelovanje sile u pravcu

vlakana i za djelovanje sile koso na pravac vlakana drva.

Atest moždanika pored njegove nosivosti sadrži i sve potrebna podatke potrebne za

projektiranje, kao npr.: dimenzije drvene građe potrebne za ugrađivanje moždanika,

prečnik vijka, dimenzije moždanika i sl.


Prilikom konstruiranja veza moždanicima posebnu pažnju treba posvetiti izboru

adekvatnih dimenzija drva obzirom na izabrani tip moždanika, kao i na propisani

raspored moždanika u vezi (minimalna rastojanja moždanika, raspored vijaka i sl.)


P I J A V I C E (K L A M F E)


Klamfe se koriste, uglavnom kod privremenih konstrukcija, npr. skela ili kod konstrukcija

sporednog značaja.

U konstrukcijama se također koriste i kao dodatno spojno sredstvo. Pri tome veze nose

na trenje ili na sučeljak, a klamfe služe da se osigura želejni rad veze.

Izrađuju se od čelika i to:

- okruglog čelika promjera ≥ 16 mm,

- pločastog čelika debljine 8,3 mm i

- cilindara presjeka 16,6/16,6 mm.


Klamfe se ugrađuju u dvije varijante:

- potpuno zabijene i

- djelomično zabijene.

Nosivost i deformacije klamfi ovisi od:

- čvrstoće i vlažnosti drva,

- krutosti klamfe i

- duljine šiljka i dubine zabijanja klamfe.

Prilikom konstruiranja veza klamfama, za nosivost istih može se koristiti sljedeća tablica

(koja je rezultat eksperimentalnog ispitivanja veza klamfama):


Nosivost klamfi

Klamfe se obično koriste za spajanje elemenata većih dimenzija.

Prilikom izvođenja veza klamfama treba voditi računa i o pravilnom ugrađivanju istih u

vezama. U priručnicima za rad s klamfama mogu se naću preporučene sheme zabijanja

klamfi u vezi.

Klamfe se u drvo ugrađuju zabijanjem, ili, ukoliko postoji opasnost od cjepanja drva,

ugrađuju se u prethodno izbušene rupe prečnika 2 mm manjeg od prečnika vrha šiljka

klamfe.


Rade se i klamfe specijalnih konstrukcija koje su jako praktične za veze privremenog

karaktera jer se lako demontiraju.


K O N E K T E R (Z U P Č A S T E) P L O Č E


Konekter ploče su metalne perforirane ploče izrađene od pocinčanog lima koje s jedne ili

s obje strane imaju zupce (šiljke) koji se zabijaju u drvo.

Ovisno od broja, rasporeda, oblika i orijentacije zubaca postoji više tipova ovih ploča:

Twinaplate sustav, Gang-nail sustav, Menig sustav i sl.

Ploče se ugrađuju u drvo:

- hidrauličkim prešama

- ručnim zabijanjem

- ''upucavanjem'' i sl.

Za svaki sustav konekter ploča propisana je njihova nosivost (ovisno o debljini ploče,

dimenzijama i broju zubaca), kao i način ugrađivanja u vezu.



P A T E N T I R A N I S U S T A V I S T A N K I M L I M O V I M A




D R V E N E Č I V I J E

Najstarije poznato spajalo u drvenim konstrukcijama.

Rade se od prvoklasne parene borovine, drenivine i hrastovine.

Pri ugrađivanju moraju biti potpuno prosušene i bez naprslina.

Ugrađuju se u prethodno izbušene rupe prečnika 1/50 do 1/20 manjeg od prečnika čivije.

U literaturi se također mogu naći načini određivanja nosivosti drvenih čivija, kao i

preporuke za ugrađivanje istih u vezu (minimalna rastojanja i sl.).

Documents

POG-3_Spajala_prz