Деревянные конструкции лабораторные работы (стр. 1 из 5)

Содержание

страница

1. Лабораторная работа №1 «Испытание двух срезного соединения на стальных цилиндрических нагелях............................................................................ 2

2. Лабораторная работа №2 «Испытание соединения на гвоздях»............. 9

3. Лабораторная работа №3 «Испытание треугольной брусчатой фермы на лобовых врубках»................................................................................................... 16

4. Лабораторная работа №4 «Испытание клееной деревянной балки прямоугольного сечения на поперечный изгиб»................................................................ 23

5. Лабораторная работа №5 «Испытание металлодеревянной фермы».... 31

6. Список литературы................................................................................. 38

Лабораторная работа № 1.

ИСПЫТАНИЕ ДВУХСРЕЗНОГО СОЕДИНЕНИЯ НА СТАЛЬНЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ НАГЕЛЯХ.

Цель работы: изучение работы стыка на стальных нагелях.

Задачи: определить разрушающую нагрузку, построить график зависимости между нагрузкой и деформацией сдвига соединения, определить деформацию соединения при расчетной несущей способности и нагрузку, соответствующую предельному состоянию образца.

I. Установление фактических размеров образца.

Рис. 1. Конструкция соединения на цилиндрических нагелях.

Согласно СНиП II-В.4-71* п. для стальных нагелей необходимо соблюдать следующие условия:

;

Исходные данные: H=350мм; S₁=70мм;

а=24мм; S₁=70мм;

с=24мм; S₂=38мм;

в=65мм; S₃=28мм;

диаметр нагеля 10мм.

2. Схема загружения образца и расстановка приборов.

Для измерения деформаций сдвига в швах на образце устанавливают два индикатора которые закрепляют на крайних досках таким образом, чтобы сток индикатора упирался в уголок, прикрепленный к средней доске.

Рис. 2. Схема загружения образца и расстановки приборов.

1 – индикаторы; 2 – уголки; 3 – шурупы.

3. Определение расчетной несущей способности образца.

Расчетную несущую способность нагельного соединения определяют по формуле:

где m - количество нагелей;

n_ср - количество "срезов" одного нагеля;

T_мин - наименьшая несущая способность одного "среза" нагеля, определяемая из трех условий:

а) из условия смятия древесины крайнего элемента

б) из условия смятия древесины среднего элемента

в) из условия изгиба нагеля

Расчетная несущая способность нагельного соединения равна:

Поскольку испытание нагельного соединения проводят кратковременной нагрузкой, то фактическую несущую способность образца необходимо определять с учетом коэффициента К_дл:

К_дл=0,67-усредненное значение коэффициента, учитывающего снижение прочности древесины при длительном действии нагрузки.

4. Испытание образца

Таблица 1.

5. Обработка результатов испытаний

После окончания испытания по данным табл.1 строят зависимости перемещений нагельного соединения от нагрузки.

Рис. 3. График зависимости деформаций сдвига нагельного соединения от нагрузки

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

Результаты испытаний сопоставляют с теоретическими значениями.

ВЫВОД: Экспериментальная величина нагрузки вызывающая разрушение превышает расчетную в 3.46 раза, вследствие в рассчитываемой конструкции создается запас прочности.

Контрольные вопросы

1. Что называется нагелем? Из каких материалов и какой формы могут изготавливаться нагеля?

Нагелем называется гибкий стержень, соединяющий элементы деревянных конструкций и препятствует их взаимному сдвигу, а сам работает на изгиб.

Цилиндрические нагеля изготавливают из гладких стержней круглого сечения из стали, сплавов, твердых пород древесины, пластмасс.

на цилиндрических нагелях на пластмассовых нагелях

Рис. 4.

2. Какими приборами измеряется деформация сдвига в соединении?

Индикаторами часового типа с ценой деления 0,01мм.

3. Из каких условий определяют расчетную несущую способность соединения?

a) Из условия смятия древесины крайнего элемента Т_а=0,8аd;

b) Из условия смятия среднего элемента Т_с=0,5сd;

c) Из условия изгиба нагеля Т_н=1,8d²+0.02a²£2.5d²

Рис. 5.1.

Рис. 5.2.

4. Почему рекомендуется размещать цилиндрические нагеля в четное количество рядов?

Т.к. при нечетном числе рядов средний, оказывается по оси доски в зоне наиболее возможного появления продольных трещин в результате усушки древесины.

5. Чем объясняется расхождение между опытными и теоретическими величинами?

Т.к. древесина анизотропная и имеет пороки, а теоретические данные получены для идеализированного материала.

6. Почему термин «срез» нагеля является условным?

Потому что в работе использовались металлические нагели, и древесина не может срезать нагель (разные модули упругости). Нагель изгибается, а древесина сминается.

Лабораторная работа №2

ИСПЫТАНИЕ СОЕДИНЕНИЯ НА ГВОЗДЯХ.

Цель работы: изучение работы стыка на гвоздях.

1. Установление фактических размеров образца

Рис. 6. Конструкция соединения на гвоздях.

Согласно СНиП II-В.4-71* п. для соединений на гвоздях необходимо соблюдать следующие условия:

;

Исходные данные: H=375мм; S₁=60мм;

а=20мм; S₁=59мм;

с=26мм; S₂=16мм;

в=65мм; S₃=16мм;

диаметр гвоздя 2,5мм.

2. Схема загружения образца и расстановки приборов

Рис. 7. Схема загружения образца и расстановки приборов.

1 – индикатор; 2 – уголок; 3 – шурупы.

3. Определение расчетной несущей способности образца

Расчетную несущую способность гвоздевого соединения определяют по формуле:

где m – количество гвоздей в соединении;

n_ср – количество «срезов» одного гвоздя;

T_мин – наименьшая несущая способность одного «среза» гвоздя, определяемая из следующих условий:

а) из условия смятия древесины в крайних элементах:

б) из условия смятия древесины в среднем элементе:

в) из условия изгиба гвоздя

Расчетная несущая способность гвоздевого равна:

Поскольку испытание соединения проводят кратковременной нагрузкой, то фактическую несущую способность образца необходимо определять с учетом коэффициента К_дл:

Испытание образца.

Таблица 2