Гладкая кольцевая шпонка
Гладкая кольцевая деревянная шпонка представляет собой тонкую стальную полосу, согнутую в холодном состоянии в кольцо диаметром d0 от 10 до 16 см; с — от 0,3 до 0,22 d0t где do — внутренний диаметр кольца с зазором в месте разреза от 0,5 до 1,0 см. Ширина кольца принимается в более 0,2 внутреннего диаметра кольца и должна быть равной не менее 2 см. При сборке такая разрезная шпонка вставляется в высверленный в каждой доске кольцевой желобок глубиной, равной половине ширины шпонки. При этом разрез шпонки всегда располагается перпендикулярно направлению усилия, действующего на шпонку. В центре кольца ставится стяжной болт. Благодаря эластичности разрезного кольца действующее на шпонках усилие распределяется на две площади смятия—наружную и внутреннюю. Двум площадям смятия отвечают две площади скалывания — внутренняя, окруженная кольцом (сердечник) и наружная, на конце доски. При сжатии элементов шпонка работает лучше, так как при этом распределение скалывающих напряжений в сердечнике будет более равномерным, чем при растяжении. В последнем случае скалывание сердечника будет происходить неравномерно, подобно одностороннему скалыванию в лобовых врубках.
Для нормальной работы соединений на кольцевой шпонке необходимо применять древесину с влажностью не свыше 25%, без сучков в зоне сопряжений. В сухой и полусухой древесине неизбежно появятся усушечные деформации кольцевого желобка (искажение его), что приведет к нарушению нормальной работы соединения. Требуется также и особо точное высверливание желобков.
При наличии сокращенного сортамента пиломатериала диаметр шпонок может быть принят равным 10, 12, 14и 16 см. Расстояние от центра кольца до торца доски должно быть не менее: а растянутых элементах — 1,5 do, в сжатых —aV Между центрами соседних шпонок вдоль волокон как в сжатых, так и в растянутых элементах расстояние принимается равным не менее 2 do.
В настоящее время эти соединения, как и призматические шпонки, не рекомендуются для применения.
В гвоздевых соединениях должно быть учтено уменьшение рабочей длины гвоздя в крайнем элементе за счет возможного зазора между досками и за счет отщепа при свободном выходе гвоздя. В соединениях на нагелях крупного диаметра возможно появление трещин на концах соединяемых элементов, вызванное расклинивающим действием таких нагелей. В соединениях «под углом” указанные расстояния между осями нагелей должны быть соблюдены для каждого из соединяемых элементов.
В односрезных сопряжениях со стальными накладками применяются шурупы и глухари. Нормы расстановки их такие же, как для нагелей из круглой стали.
Деревянные цилиндрические нагели могут применяться лишь при наличии оказываемого на них химического воздействия, а также в гидротехнических и подобных им конструкциях, когда не может быть допущено применение стальных соединений, могущих подвергнуться неизбежной коррозии.
Пластинчатые нагели изготовляются длиной 54 или 72 мм и толщиной 12 или 16 мм. Глубина глухого гнезда на 2 мм больше длины пластинок, причем последние врезаются в каждый брус на глубину не более 1/3 его высоты. Для более плотного прилегания пластинок к стенкам гнезда начальная влажность древесины (дуба или антисептированной березы) не должна превышать 8—10%, т. е. быть значительно ниже влажности сплачиваемых брусьев. Последующее набухание этих (сухих) пластинок будет способствовать более плотному сопряжению.