СПОСОБ ОБРАЗОВАНИЯ КЛЕЕВИНТОВОГО СОЕДИНЕНИЯ ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИЙ И КЛЕЕВИНТОВОЕ СОЕДИНЕНИЕ ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИЙ
METHOD TO PRODUCE ADHESIVE-SCREW CONNECTION OF WOODEN STRUCTURES AND ADHESIVE-SCREW CONNECTION OF WOODEN STRUCTURES

Изобретение относится к строительству и предназначено для сопряжения деревянных элементов в узлах конструкций.
Известен способ клеевинтового соединения, включающий высверливание отверстий в деревянном элементе, частичное заполнение отверстия клеевой композицией, ввинчивание рабочего стержня с винтовой нарезкой по длине и продольными пазами в пределах нарезки, по которым клей распределяется по стенкам отверстия [1].
Наиболее близким к предлагаемому способу соединения по совокупности признаков является способ образования клеевинтового соединения, включающий высверливание отверстия, частичное заполнение его клеем, завинчивание полого винта с винтовым пазом по длине резьбовой части [2].
Недостатками известных способов являются:
- пониженная прочность и жесткость соединения из-за отсутствия равномерной и глубокой предварительной пропитки древесины клеем в отверстии вследствие отсутствия давления воздуха в отверстии;
- необходимость высокой точности изготовления соединительных элементов;
- уменьшение поперечного сечения полого винта и вследствие этого снижение несущей способности винта;
высокое сопротивление завинчиванию винта в древесину;
- неравномерность распределения клея в соединении из-за образования пробок в пазах.
Известно клеевинтовое соединение, включающее деревянный элемент с отверстием, стенки которого покрыты клеем, и расположенный в отверстии винт с продольным пазом, заполненным клеем [2].
Недостатком известного соединения является высокая податливость, низкая прочность и надежность соединения из-за низкой степени сцепления винта со стенками отверстия вследствие отсутствия глубокой пропитки их клеем.
Техническая задача заключается в повышении прочности, жесткости и надежности соединения за счет повышения равномерности и глубины пропитки древесины клеем и улучшении ее физико-механических характеристик в зоне соединения.
Поставленная задача решается таким образом, что в способе образования клеевинтового соединения деревянных конструкций, включающем высверливание отверстия в деревянном элементе, заполнение отверстия клеем, ввинчивание рабочего винта с наружной резьбой и продольными технологическими канавками, согласно изобретению, перед ввинчиванием рабочего винта в отверстие на глубину не более 30 мм, с образованием зазора, завинчивают штуцер с внешней резьбой с шагом, соответствующим шагу резьбы рабочего винта, и внутренней резьбой, диаметром, меньшим диаметра отверстия, отверстие заполняют клеем на не менее 1/3 его глубины и осуществляют пропитку стенок отверстия на глубину до 5 мм под давлением путем завинчивания в штуцер болта-поршня или подачи в штуцер сжатого воздуха, после чего штуцер удаляют, а в отверстие ввинчивают рабочий винт, с последующим заполнением технологических канавок клеем.
Предлагаемый способ отличается от известного тем, что перед ввинчиванием рабочего винта в отверстие на глубину не более 30 мм, с образованием зазора, завинчивают штуцер с внешней резьбой с шагом, соответствующим шагу резьбы рабочего винта, и внутренней резьбой, диаметром, меньшим диаметра отверстия, отверстие заполняют клеем на не менее 1/3 глубины отверстия и осуществляют пропитку стенок отверстия на глубину до 5 мм под давлением путем завинчивания в штуцер болта-поршня или подачи в штуцер сжатого воздуха, после чего штуцер удаляют, а в отверстие ввинчивают рабочий винт, с последующим заполнением технологических канавок клеем.
Поставленная задача решается также таким образом, что в клеевинтовом соединении деревянных конструкций, включающем деревянный элемент с отверстием, стенки которого покрыты клеем и рабочий винт с продольными канавками, согласно изобретению, стенки отверстия в деревянном элементе пропитаны клеем на глубину до 5 мм, а рабочий винт имеет заполненные клеем технологические канавки, расположенные в верхней части рабочего винта, длиной, равной 1/5 длины рабочего винта.
Предлагаемая конструкция соединения отличается тем, что стенки отверстия в деревянном элементе пропитаны клеем на глубину до 5 мм, а рабочий винт имеет заполненные клеем технологические канавки, расположенные в верхней части рабочего винта, длиной, равной 1/5 длины рабочего винта.
Завинчивание рабочего винта производят в пропитанную клеем древесину на глубину до 5 мм, что снижает сопротивление завинчиванию, а после полимеризации клея образует в соединении однородную оболочку из модифицированной древесины с повышенными физико-механическими свойствами.
Технический результат состоит в создании и обеспечении в процессе эксплуатации повышенной надежности, прочности и жесткости соединения за счет предварительного и равномерного импрегнирования древесины клеем в зоне соединения, снижения трения при выполнении операции завинчивания в отверстие рабочего винта, в котором неотвердевший клей выполняет роль смазки.
Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что способ образования клеевинтового соединения включает высверливание отверстия, заполнение отверстия клеем, завинчивание рабочего винта. Способ предусматривает предварительное импрегнирование клеем стенок глухого отверстия посредством создания внутреннего давления с помощью штуцера, винта-поршня или сжатого воздуха.
На фиг.1 представлена схема способа образования клеевинтового соединения деревянных конструкций на стадии пропитки стенок отверстия клеем; фиг.2 - то же, что и на фиг.1,стадия завинчивания рабочего винта; фиг.3 - клеевинтовое соединение деревянных конструкций.
Клеевинтовое соединение состоит из деревянного элемента 1, отверстия, стенки 4 которого пропитаны под давлением на глубину до 5 мм клеем, рабочего винта 5, наружный диаметр которого превышает диаметр отверстия на две высоты резьбы. Рабочий винт 5 имеет технологические канавки 6, которые расположены в верхней его части и имеют длину, равную 1/5 длины винта с допуском ±10%.
Способ образования клеевинтового соединения включает сверление глухого отверстия в деревянном элементе 1, заполнение его клеем на 1/3 объема отверстия, установку в отверстие штуцера 2 с внешней нарезкой, соответствующей нарезке рабочего винта 5, и с внутренней метрической резьбой диаметром на 3-4 мм меньше диаметра отверстия. Через отверстие в штуцере завинчивают болт-поршень 3 на всю глубину глухого отверстия для создания давления в глухом отверстии. Или через штуцер подают сжатый воздух под давлением 4-5 атм. Параметры давления обеспечивают пропитку стенок отверстия на глубину 4-5 мм. После чего винт-поршень выкручивают и штуцер удаляют. В отверстие с пропитанной клеем стенкой завинчивают рабочий винт 5 с технологическими канавками, расположенными в верхней части винта на 1/5 его длины.
Наличие пропитанной клеем древесины в отверстии является своеобразной смазкой при завинчивании рабочего винта, упрощает операцию по его установке, гарантирует равномерность пропитки по высоте отверстия. В расчетной зоне соединения по периметру стержня создается оболочка из модифицированной клеем древесины, нивелирующая возможные нарушения структуры древесины в пределах резьбового соединения и повышающая физико-механические характеристики древесины в наиболее напряженной зоне соединения и, соответственно, жесткость и прочность соединения в процессе эксплуатации. Наличие диаметрально противоположных продольных канавок в верхней части рабочего винта на 1/5 (±10%) длины в нарезке улучшает модификацию древесины клеем в зоне, где концентрируются максимальные нормальные напряжения в рабочем винте при его выдергивании или продавливании.
Использование такого способа соединения позволяет существенно повысить прочность, жесткость и в целом надежность клеевинтового соединения.
Источники информации
1. Клееболтовое соединение элементов конструкций из клееной древесины. - Научно-реферативный сборник "Строительные конструкции, строительная физика", сер.8, вып.21, ЦИНИС, M. 1980, с.12, рис.7.
2. SU Авторское свидетельство №1120077, кл. E04B 1/38, публ. 23.10.1984, БИ №39, (прототип).