Матеріали, інструменти, прилади

1. Заготовки з деревини з гарною цвяшистістю довжиною l ³30 _цв +40 мм і товщиною 30-40 мм. Порода – сосна, ялина, ялиця...однакової вологості W=12-20%.

2. Цвяхи за ДСТУ 283-75 діаметром 3-5 мм довжиною не більш сумарної товщини трьох заготовок для роботи №3 і не більш товщини заготовки для роботи №4.

3. Молоток для забивання цвяхів.

4. Металева лінійка довжиною 300 мм із ціною розподілу 1 мм.

5. Штангенциркуль із погрішністю виміру не більш ніж 0,1 мм чи 0,001 мм.

6. Электровологомір будь-якої конструкції з погрішністю виміру до 2%.

7. Наколка й викрутка для загвинчування шурупів.

8. Кріпильні деталі до індикаторів для роботи №3, опорні та кріпильні деталі для індикаторів до роботи №4.

9. Два нерівнополочних кутники довжиною 25 мм для упора індикаторів.

Методика виконання роботи

Перелік робіт та методика їх виконання викладені в журналах додатків 3 і 4.

Випробування проводять ступінями з постійною швидкістю навантаження. Початкове обтиснення приймають . Ступінь навантаження дорівнює . Термін витримки однієї ступені (мал. 2.1, та мал. 2.2). Для другого етапу навантаження термін витримки під навантаженням дорівнює третього і т.д.

При деформації взаємного зсуву у з'єднанні більш 10 мм зростання навантаження не відбувається і тому таку деформацію вважають граничною, а навантаження руйнівним.

Довжину цвяха вимірюють із точністю до 0,5 мм. Відстані між цвяхами і від осі цвяхів до кромок та торців заготовок з деревини вимірюють із точністю до 1 мм.

 

Пропонуються наступні обов'язки в бригаді з восьми чоловік:

1. Бригадир. Контроль дотримання тимчасового режиму випробувань. Складання висновків.. Здача приладів та установки в справному стані.

2. Обмірювання елементів випробовуваних зразків. Перевірка відповідності правильності розміщення цвяхів (шурупів) за будівельними нормам. Побудова графіка D _зал. - D _{пружн .}

3. Навантаження зразків, замальовка деформації цвяха (шурупа) після випробування. Для цього розколюють зразок уздовж поздовжньої осі.

4.Зняття відліку з індикатора №1, побудова графіка N - D _повне.

-13-

5. Зняття відліку з індикатора №2, обчислення руйнівного навантаження та розрахункової несучої здатності з'єднання.

6. Обчислення деформації D першого зрізу.

 

Мал. 2.1. Зміна зусилля N в функції часу t

при випробуванні періодичним навантаженням.

 

 

 

Мал. 2.2. Схема деформації з'єднань

 

7. Обчислення деформації D другого зрізу.

8. Ведення журналу випробувань та обробка результатів.

 

Результати роботи заносять у журнал додатків № 3 і № 4.

-14-

Деякі теоретичні відомості

 

Нагель у деревині працює як пружно-пластичний стержень у пружно-пластичному середовищі з різними схемами навантаження та защемлення. Несиметрична й симетрична схеми навантаження приведені на мал. 2.3.

 

Мал. 2.3. Розрахункові схеми з'єднань

а) однозрізна несиметрична; б) двозрізна симетрична.

 

Гранично припустиме навантаження з умови повного використання опору нагеля й деревини для круглих нагелів (відповідають 4-ій формулі для симетричного з'єднання).

T _наг,зг =

тут R _зг. та R _зм. – розрахункові характеристики нагеля на вигин та на зминання деревини.

З'єднання на цвяхах та шурупах мають нелінійну залежність “зусилля - деформація”. Цвяхи, виготовлені з холоднотягнутого дроту, мають границю текучості 600-800 Мпа, що значно перевищує границю текучості сталевих болтів.Сколювання та розколювання елементів у розрахунках з'єднань не враховують, для цього дотримуються відповідних правил розміщення нагелів. Тривалий опір деревини зминанню нагелями s _{зм.трив.} = 0,28×R _зм.

Експериментально доведено, що при навантаженні з'єднань на цвяхах залишкова деформація за цикл лінійно пов'язана з пружною деформацією до досягнення зусиль N _деф. Після цього відбувається руйнування трубок та волокон ранніх трахеїд, різко зростають деформації, з'являється текучість у сталевому нагелі.

Контрольні запитання

1. Правила розміщення цвяхів.

2. Чому дорівнює величина ступені навантаження?

3. До якої групи з'єднань відносяться з'єднання на цвяхах?

–15-

4. Визначення несучої здатності одного зрізу цвяха та з'єднання на цвяхах за будівельними нормами.

5. Визначення величини несучої здатності N_II (чим обумовлений граничний стан?).Визначення зусиль N_руйн., N_деф.

6. Характер руйнування з'єднань на нагелях.

7. Пояснити побудову графіка “D_пружн.- D_зал.” за цикл.

8. Пояснити роботу деревини та нагеля в з'єднанні.

 

 

-16-

2.4. Робота №5. Випробування балки Дерев'ягіна