Установление фактических размеров образца.

ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ

по дисциплине

«Конструкции из дерева и пластмасс»

 

 

Тверь, 2020

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1

Испытания 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.

Установление фактических размеров образца.

Рис. 1 Конструкция соединения на цилиндрических нагелях

Необходимо соблюдать следующие условия:

Исходные данные: H=350 мм;   диаметр 10мм.

                         а=24 мм;        S₁=70 мм

                         с=24 мм;        S₂=38 мм;

                         в=65мм;        S₃=28 мм;

 

2.
Схема загружения образца и расстановки 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, прикреплённый к средней доске.

Рис. 2 Схема загружения образца и расстановки приборов.

1 – индикаторы; 2 – уголки; 3 – шурупы

Определение расчетной несущей способности образца.

Расчетную несущую способность нагельного соединения определяют по формуле: , кН

Где  - количество нагелей;

    - количество "срезов" одного нагеля

    - 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 учётом коэффициента :

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

 

1.
Испытание образца.

Таблица 1

 

Обработка результатов испытания.

Рис. 3 График зависимости деформаций сдвига нагельного соединения от нагрузки

Сравнение теоретических и экспериментальных величин

 

 

Контрольные вопросы:

Что называется нагелем? Из каких материалов и какой формы могут изготавливаться нагели?

Какими приборами измеряется деформация сдвига в соединении?

Из каких условий определяют расчетную несущую способность соединения?

Почему рекомендуется размещать цилиндрические нагели в четное количество рядов?

Чем объясняется расхождение между опытными и теоретическими величинами?

Рис. 4 Конструкция соединения на гвоздях

Исходные данные: H=375мм;      S1=60мм;     диаметр 2,5 мм.

а=20мм;            S1=59мм;

с=26мм;              S2=16мм;

в=65мм;            S3=16мм;

2.
Схема загружения образца и расстановки приборов

Рис. 5 Схема загружения образца и расстановки приборов

1 – индикатор; 2 – уголок; 3 – шурупы

Обработка испытаний

Рис. 6 График зависимости деформаций сдвига соединения на гвоздях от нагрузки.

Рис. 7 Конструкция треугольной фермы на лобовых врубках

1 – горизонтальный брус нижнего пояса; 2 – наклонный брус верхнего пояса; 3 – клиновидный брус; 4 – временные монтажные деревянные планки. h_в, b – соответственно высота и ширина поперечного сечения наклонного бруса верхнего пояса;

h_н, b – соответственно высота и ширина поперечного сечения горизонтального бруса нижнего пояса;

h_в=67 мм

b= 44 мм

h_н= 67 мм,

b= 44 мм

 

Рис. 8 Схема загружения образца и расстановки приборов

1 – индикаторы; 2 – уголок; 3 – шурупы; 4 – неподвижная опора; 5 –подвижная опора; 6 – тензометры

Рис. 9 Усилия, действующие в лобовой врубке, и эпюра скалывающих напряжений по длине площадки скалывания

Материал – сосна 2 сорт

 - расчётное сопротивление смятию вдоль волокон, равное 13 МПа (Согласно СНиП II-25-80 ”Деревянные конструкции” таб.3 п.1а гр.1)

 - расчётное сопротивление смятию поперёк волокон, равное 3МПа (Согласно СНиП II-25-80 ”Деревянные конструкции” таб.3 п.4а гр.2)

 - расчётное сопротивление смятию под углом α, МПа, равное

 - максимальное расчётное сопротивление смятию вдоль волокон, МПа, равное 2.1 МПа (Согласно СНиП II-25-80 ”Деревянные конструкции” таб.3 п.4в гр.2)

 - среднее расчётное сопротивление смятию вдоль волокон, МПа,

где =0,25 – эмпирический коэффициент при одностороннем скалывании

 - длина площадки скалывания, см

 - плечо пары скалывания, см

Расчётную нагрузку на образец Р определяем по расчётной несущей способности элементов и соединений ферм:

а) из условия скалывания врубки:

б) из условия смятия врубки:

 

в) из условия разрыва нижнего элемента в ослабленном сечении:

При разрыве в неослабленном сечении величина Р определяется из формулы внецентренного растяжения

, МПа

 ‑ полная площадь поперечного сечения нижнего пояса фермы, равная

 ‑ эксцентриситет приложения растягивающей силы в нижнем поясе, равный 1.2 см

                    см³ – момент сопротивления поперечного сечения нижнего пояса фермы

 

г) из условия потери устойчивости наклонного элемента:  

                       ˂70 следовательно, коэффициент продольного изгиба определяем по формуле 7 СНиП II-25-80, т.е.

Поскольку испытание врубки проводят кратковременной нагрузкой, то фактическую несущую способность образца необходимо определять с учётом коэффициента :

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

 

При изготовлении образца из чистой древесины нагрузка на образец может быть увеличена до значения

= - коэффициент однородности материала (при скалывании 0.7 и 0.27 – при растяжении).

 

 

 

4.
Испытание образца

Таблица 3

Рис. 11 Эпюры нормальных напряжений в ослабленном и неослабленном сечении нижнего пояса.

ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ

по дисциплине

«Конструкции из дерева и пластмасс»

 

 

Тверь, 2020

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1

Испытания 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.

Установление фактических размеров образца.

Рис. 1 Конструкция соединения на цилиндрических нагелях

Необходимо соблюдать следующие условия:

Исходные данные: H=350 мм;   диаметр 10мм.

                         а=24 мм;        S₁=70 мм

                         с=24 мм;        S₂=38 мм;

                         в=65мм;        S₃=28 мм;

 

2.
Схема загружения образца и расстановки 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, прикреплённый к средней доске.

Рис. 2 Схема загружения образца и расстановки приборов.

1 – индикаторы; 2 – уголки; 3 – шурупы