A NEW NODE FOR CONNECTING WOODEN ELEMENTS
Authors: Кузнецов И.Л. , Гимранов Л.Р. 
Published: July 2024

Строительные конструкции из дерева изготавливаются с применением деревянных элементов, а их соединение в узлах осуществляется при помощи стальных накладок и прокладок, прикреплённых к ним при помощи нагелей. Прокладки используются в том случае, когда существуют особые эстетические требования, так как видна поверхность только деревянных элементов. При такой конструкции узла обеспечивается достаточная прочность и достигается простота изготовления. В данной статье рассматривается узел соединения, включающий деревянный элемент (например, стержень решетчатой конструкции), в котором по краям выполнены центральные пропилы с отверстиями, в которые в свою очередь вставлены стальные прокладки с приваренными стержнями. В этом случае прокладки с приваренными в разрыв пластины стержнями работают как нагельные соединения. Однако для нормальной работы требуется установка сжимных болтов и правильные размеры расстановки с целью обеспечения скалывания древесины. Показано, что повышение несущей способности данного узла соединения может быть выполнено, если вместо стяжных болтов установить болты, выполняющие роль нагелей. Предложена инженерная методика расчета для определения несущей способности данного типа узла в двух его исполнениях. Экспериментальные исследования включали в себя испытания двух типов образцов. Первый тип образца узлового соединения включал в себя только стяжные болты, в то время как второй тип – два стяжных болта диаметром 8 мм и два болта, работающих как нагели, диаметром 16 мм. Испытательные образцы выполнялись симметричными со стальными пластинами прокладками, реализованными по обоим концам. Показано, что совместная работа установленных пластин со стержнями и болтов, выполняющих роль нагелей, повышает несущую способность узла. Помимо разрушающей нагрузки для каждого испытываемого образца также замерялся и сдвиг пластин прокладок относительно деревянного элемента с помощью установленного экзотензометра. Общие деформации узла при этом определялись по перемещению траверсы испытательной машины.

Building structures made of wood are produced with the use of wooden elements, while in the nodes they are connected using steel plates and gaskets attached with nagels. Gaskets are used when aesthetic requirements are in place since only the surface of the wooden elements is visible. Such node design provides sufficient strength and simplicity of production. The paper discusses the connection node which includes a wooden element (i.e. a bar of a lattice frame), in which holes are cut at the edges and steel gaskets with welded rods are inserted. In this case, the strips are welded in the gap of the plate terminals work as pin connections. However, normal operation requires the installation of compression bolts and the correct placement dimensions to ensure that the wood is chipped. It has been proved that the increase in the load-bearing capacity of this connection node can be performed if bolts acting as nagels are installed instead of tie bolts. The authors propose the engineering calculation method to determine the bearing capacity of this type of node in its two versions. The experimental research included testing of 2 types of samples. The first type of nodal joint sample included only tie bolts, while the second type included two 8 mm tie bolts and two 16 mm bolts working as nagels. The samples were tested with symmetrical steel plates with gaskets at both ends. It has been proved that the joint operation of installed plates with rods and bolts acting as nagels increases the bearing capacity of the node. In addition to the destructive load for each test sample, the displacement of the gasket plates relative to the wooden element was also measured using an installed exotensometer. The General deformations of the node were determined by the movement of the crossbar of the test machine.