Деревянные конструкции лабораторные работы (стр. 3 из 5)

6. Сравнение теоретических и экспериментальных величин и анализ результатов испытания.

D_{см.теор}=1,5 мм (табл. 15 п.4.3. СНиП II-25-80).

ВЫВОД: Разрушающая сила превышает теоретическую разрушающую силу в 2,5 раза, что создает запас прочности во время эксплуатации конструкции.

Контрольные вопросы

1. В каких пределах должны находиться

и

?

, где – высота растянутого элемента

не более 10 глубин врезки в элемент

2. Как необходимо центрировать лобовые врубки с одним зубом?

Центрирование опорных узлов образца производится по ослабленному сечению. Это достигается установкой неподвижной и подвижной опор в местах пересечения оси наклонного элемента и оси нижнего горизонтального элемента, проходящего через ослабленное сечение.

3. Чему равняется предельная деформация смятия в лобовой врубке?

мм

4. Из каких условий определяют расчетную несущую способность лобовой врубки?

а) из условия скалывания врубки:

б) из условия смятия врубки:

в) из условия разрыва нижнего элемента в ослабленном сечении:

г) из условия потери устойчивости наклонного элемента:

5. Как определить среднее скалывающее напряжении, действующего по длине площадки скалывания?

где R_ск — максимальное расчетное сопротивление скалыванию вдоль волокон, МПа;

b=0,25—эмпирический коэффициент при одностороннем скалывании;

l_ск—длина площадки скалывания;

l—плечо пары скалывающих сил .

6. Для чего нужны в опорном узле аварийный болт, подферменная подкладка, опорная подушка?

Аварийный болт обеспечивает безопастность. Подферменная подкладка и опорная подушка для равномерной передачи нагрузки, чтобы исключить смятие дерева.

7.Причины расхождения между опытными и теоретическими величинами?

Теоретические —идеализированные. В опытных — анизотропность свойств древесины, пороки.

Лабораторная работа № 4

Испытание клееной деревянной балки прямоугольного сечения на поперечный изгиб.

Цель работы: изучение работы клеедощатой балки.

Задачи: определить расчетную нагрузку на балку и сравнить ее с расчетной, определить модуль упругости клееной древесины, определить величины и характер распределения нормальных напряжений по высоте поперечного сечения балки, построить теоретический и экспериментальный графики прогибов балки.

1. УСТАНОВЛЕНИЕ ФАКТИЧЕСКИХ РАЗМЕРОВ ОБРАЗЦА

Рис. 15. Клеедощатая балка прямоугольного поперечного сечения.

Исходные данные: l = 1950 мм;

h = 158 мм;

b = 50 мм.

2. СХЕМА ЗАГРУЖЕНИЯ ОБРАЗЦА И РАССТАНОВКИ ПРИБОРОВ

Рис. 16. Схема загружения балки и расстановки приборов:

1– клеедощатая балка; 2– неподвижная опора; 3– подвижная опора; 4–распределительная траверса; 5– стальной валик; 6– металлическая накладка; 7– нагруженная траверса.

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНОЙ НАГРУЗКИ НА БАЛКУ

Расчетная нагрузка Р определяется исходя из расчетной несущей способности балки или достижения ею предельного прогиба.

а) из условия обеспечения прочности от действия нормальных напряжений

где:

kH×м – расчетный изгибающий момент, Н м (кгс см)

– момент сопротивления поперечного сечения;

– расчетное сопротивление древесины изгибу, МПа ( ) ( =13 МПа)

б) из условия обеспечения прочности клеевого шва от действия касательных напряжений

где: Q = P / 2=13.27/2=6.64, Н (кгс);

S_бр = b×h² / 8=0.05×0.158² /8=156.03 см³;

J_бр = b×h3 / 12=5×15,8³/12=1643,46 см4;

b_расч = b×K – при расчете на скалывание по клеевому шву, где К=0.6 – коэффициент непроклея, принимаемый по действующим нормам.

После подстановки получим:

b_расч = b×K=0.6×5=3 см

R_ck=2.1 MПА

в) из условия достижения предельного прогиба

где Pⁿ=Р/n ;( n=1.2 – усредненный коэф. надежности);

Е =10⁴ МПа– модуль упругости древесины..

После преобразования получаем:

,

где

4. ИСПЫТАНИЕ БАЛКИ

Прибор: АИД – 2М с компенсирующим устройством с выходом шкалы С*10^-5

5. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИСПЫТАНИЯ

s_т=13Mпа s_экс=14,4Мпа

s_т=13 s_экс=12,49

Рис. 17. Эпюра напряжений по высоте сечения балки:

6. СРАВНЕНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ И ЭКСПЕРЕМЕНТАЛЬНЫХ ВЕЛИЧИН И АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ИСПЫТАНИЙ

Рис.18 График прогибов балки

ВЫВОД: Экспериментальная величина прогиба значительно меньше расчетной величины в следствие в рассматриваемых конструкциях создается запас прочности (К_запаса=0,9).

Контрольные вопросы

1. Какие требования предъявляют к древесине и клею при склеивании ?

Влажность древесины 9–12%. Не должно быть мелких пороков как сучки, косослой, гниль. Не должно быть дефектов обработки как корабление и трещины, склеиваемые поверхности должны быть свеже отфрезерованными, очищенными и плотно прилегать одна к другой.

Клеи должны быть прочными, водостойкими, долговечными, технологичными. К основным технологическим показателям клея относятся вязкость и жизнеспособность.