Нагели. Типы нагелей

Типы нагелей. Нагелями называются стержни или пластинки, которые воспринимают сдвигающие силы в швах сопрягаемых элементов, работая сами в основном на изгиб. Так как древесину можно рассматривать как упругую среду, то нагель будет работать на изгиб, как стержень или пластинка, находящиеся в упругой среде. Нагели бывают цилиндрические и пластинчатые.

К цилиндрическим нагелям относятся: а) стальные нагели, представляющие собой отрезки из круглой стали, и болты; б) дубовые нагели, вытачиваемые из брусков квадратного сечения на круглопалочном станке на нужный диаметр; в) гвозди; г) шурупы и глухари, у которых цилиндрическая часть оканчивается винтовой нарезкой.

Стальные и деревянные цилиндрические нагели вставляются (забиваются) в просверленные в пакете отверстия. Гвозди забираются в древесину без предварительной рассверловки; однако при диаметрах гвоздей более 6 мм необходима предварительная рассверловка отверстий, так как такие толстые гвозди трудно забираются и при забивке часто гнутся.

Шурупы и глухари вставляются в предварительно рассверленные отверстия на меньший диаметр на неполную глубину и завинчиваются. В головках шурупов с формой шарового сегмента есть прорезь для завинчивания их отверткой, а глухари имеют квадратную или шестигранную головку для завинчивания их гаечным ключом. Шурупы и глухари применяются для прикрепления металлических элементов к деревянным, например в стыках растянутых элементов, перекрываемых металлическими накладками.

Пластинчатые нагели представляют собой дубовые пластинки и применяются для воспринятая сдвигающих сил в швах составных балок. Разрешается изготовлять пластинки и из других твердых лиственных пород (береза, бук, граб), но при условии обязательного сплошного антисептирования их.

Расчет цилиндрических нагелей. В сопряжениях элементов деревянных конструкций встречаются две основных схемы работы цилиндрических нагелей: симметричная и несимметричная (рис. 36). При обеих схемах сам нагель работает на изгиб, как стержень, находящийся в упругой среде, каковой является древесина сопрягаемых элементов. Древесина сопрягаемых элементов в нагельном гнезде работает на смятие.

Если бы нагель был абсолютно жестким, то в каждом деревянном элементе напряжения смятия распределялись бы по его толщине равномерно. В действительности нагель при работе сопряжения изгибается и вызывает далеко не равномерное распределение напряжений в нагельных гнездах. Наибольшие напряжения концентрируются у бортов.

Рис. 36. Симметричные и несимметричные виды работы нагелей

В работе нагельного соединения, сопрягаемые деревянные элементы разделяют на крайние и средние, толщины которых обозначают через а и с. Расчет нагельного сопряжения сводится к тому, чтобы обеспечить необходимую прочность самого нагеля на изгиб и необходимую прочность древесины на смятие как в крайнем (а), так и в среднем (с) элементах.
Расчет нагеля как стержня, находящегося в упругой среде, по теории балок на упругом основании очень трудоемок и для целей практики непригоден. Действующими ныне нормами (НиТУ-122-55) принята упрощенная методика расчета нагельных соединений.