Лобовые врубки применяются в узлах ферм, сделанных из бревен и брусьев. Врубки эти бывают с одним или двумя зубьями, особенность первых заключается в прохождении оси примыкающего сжатого элемента через центр площадки смятия.
Исследования показывают, что площадку смятия целесообразнее располагать перпендикулярно к оси сжатого элемента. При другом направлении (например, по биссектрисе внешнего угла врубки) усилие, передаваемое подкосом, должно быть разложено на составляющую, перпендикулярную к этой площадке, и на составляющую, перпендикулярную к площадке наклонного среза подкоса. Вторая составляющая часто не может быть воспринята из за появления щели в этом месте сопряжения при усушке древесины и при возможном повороте подкоса. В этом случае указанное разложение сил не может иметь места. Тогда остается разложить усилие в подкосе на нормальную и касательную составляющие к «площадке смятия. Однако касательная составляющая может быть погашена силами трения между подкосом поясом при значении внутреннего угла врубки а до 60°. Следовательно, указанное разложение не будет иметь место в действительности.
При перпендикулярном направлении площадки смятия к оси подкоса работа врубки будет вполне определенной.
Для устранения смещения сопрягаемых элементов, возникающего под действием случайных причин (например, при монтаже или эксплуатации) во врубках ставятся натяжные болты, скобы или хомуты. В опорных узлах «предпочтительнее ставить болт, который, будучи правильно рассчитанным, включается в работу при случайном разрушен и и врубки, предотвращая тем самым в некоторых случаях разрушение конструкции. Такой болт называется аварийным.
Площадка смятия в сжатом элементе сминается под углом 0° (вдоль волокон), а в растянутом— под углом о к направлению его волокон. Следовательно, площадка смятия должна быть рассчитана в растянутом элементе.
Несущая способность лобовой врубки определяется расчетом на смятие по площадке и на скалывание по площадке основанию под углом к направлению волокон. Расчеты показывают, что небольшое нарушение центрирования узла по ослабленному сечению приводит к снижению несущей способности лобовой врубки. Для увеличения запаса прочности растянутого элемента снизу к нему прибивается подкладка, которая одновременно служит и для упора стяжного болта. Чтобы зафиксировать проектное положение опорного бруса, в подкладке возле наружной кромки опорного бруса делается ‘Подрезка, а в самом брусе с обеих сторон делаются небольшие скосы. Для лобовых врубок в конструкциях, выполненных из бревен, разрешается центрировать растягивающую силу по оси растянутого элемента, так как в этом случае эксцентриситет оказывается весьма малым. Показана конструкция врубок в промежуточных узлах фермы из бревен. Конструкция опорного узла фермы из бревен дана.
В тех случаях, когда при расчете лобовой врубки с одним зубом глубина врезки окажется больше, целесообразно применять лобовую врубку с двойным зубом. Построение такой врубка делается с расчетом, чтобы вершина второго зуба находилась на оси сжатого элемента, а площадка скалывания второго зуба была ниже площадки скалывания первого зуба не менее, чем на 2 см. При этом глубина врезки второго зуба не должна превышать 3 см.
История строительства деревянных домов на Руси