Реферат: Деревянные конструкции (лабораторные работы)
Содержаниестраница
1.<span Times New Roman"">
Лабораторная работа №1«Испытание двух срезного соединения на стальных цилиндрических нагелях… 22.<span Times New Roman"">
Лабораторная работа №2«Испытание соединения на гвоздях»… 93.<span Times New Roman"">
Лабораторная работа №3«Испытание треугольной брусчатой фермы на лобовых врубках»… 164.<span Times New Roman"">
Лабораторная работа №4«Испытание клееной деревянной балки прямоугольного сечения на поперечный изгиб»… 235.<span Times New Roman"">
Лабораторная работа №5«Испытание металлодеревянной фермы»… 316.<span Times New Roman"">
Список литературы… 38<span Times New Roman",«serif»;mso-fareast-font-family: «Times New Roman»;mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language:RU;mso-bidi-language: AR-SA">Лабораторная работа № 1.
ИСПЫТАНИЕ ДВУХСРЕЗНОГО СОЕДИНЕНИЯ НА СТАЛЬНЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ НАГЕЛЯХ.
Цель работы: изучение работы стыка на стальных нагелях.
Задачи: определить разрушающую нагрузку, построить графикзависимости между нагрузкой и деформацией сдвига соединения, определитьдеформацию соединения при расчетной несущей способности и нагрузку,соответствующую предельному состоянию образца.
<img src="/cache/referats/4947/image002.gif" v:shapes="_x0000_s1026">
I. Установление фактических размеров образца.
Рис. 1. Конструкциясоединения на цилиндрических нагелях.
Согласно СНиП II-В.4-71* п. для стальных нагелей необходимособлюдать следующие условия: <img src="/cache/referats/4947/image004.gif" v:shapes="_x0000_i1025"> <img src="/cache/referats/4947/image006.gif" v:shapes="_x0000_i1026"> <img src="/cache/referats/4947/image008.gif" v:shapes="_x0000_i1027">
Исходные данные: H=350мм; S1=70мм;
а=24мм; S1=70мм;
с=24мм; S2=38мм;
в=65мм; S3=28мм;
диаметр нагеля 10мм.
<img src="/cache/referats/4947/image010.gif" v:shapes="_x0000_s1027">
2. Схема загружения образца и расстановка приборов.
Для измерения деформаций сдвига в швах на образцеустанавливают два индикатора которые закрепляют на крайних досках такимобразом, чтобы сток индикатора упирался в уголок, прикрепленный к среднейдоске.
Рис. 2. Схемазагружения образца и расстановки приборов.
1 – индикаторы; 2 –уголки; 3 – шурупы.
3. Определение расчетной несущей способности образца.
<img src="/cache/referats/4947/image012.gif" v:shapes="_x0000_s1028">
Расчетную несущую способность нагельногосоединения определяют по формуле:
где m — количествонагелей;
nср — количество«срезов» одного нагеля;
Tмин — наименьшая несущая способность одного «среза» нагеля,определяемая из трех условий:
<img src="/cache/referats/4947/image014.gif" v:shapes="_x0000_s1029">
а) из условия смятия древесины крайнего элемента
<img src="/cache/referats/4947/image016.gif" v:shapes="_x0000_s1030">
б) из условия смятия древесины среднего элемента
<img src="/cache/referats/4947/image018.gif" v:shapes="_x0000_s1031">
в) из условия изгиба нагеля
Расчетнаянесущая способность нагельного соединения равна:
Посколькуиспытание нагельного соединения проводят кратковременной нагрузкой, тофактическую несущую способность образца необходимо определять с учетомкоэффициента Кдл:
<img src="/cache/referats/4947/image023.gif" v:shapes="_x0000_s1037 _x0000_s1038 _x0000_s1039 _x0000_s1040">
Кдл=0,67-усредненное значение коэффициента, учитывающего снижениепрочности древесины при длительном действии нагрузки.
<img src="/cache/referats/4947/image025.gif" v:shapes="_x0000_s1032">
4. Испытание образца
Таблица 1.
5. Обработка результатов испытаний
После окончания испытания по данным табл.1 строятзависимости перемещений нагельного соединения от нагрузки.
Рис. 3. Графикзависимости деформаций сдвига нагельного соединения от нагрузки
<img src="/cache/referats/4947/image027.gif" v:shapes="_x0000_s1033">
6.Сравнение теоретических и экспериментальных величин и анализ результатовиспытания.
Результатыиспытаний сопоставляют с теоретическими значениями.
<img src="/cache/referats/4947/image029.gif" v:shapes="_x0000_s1034">
ВЫВОД: Экспериментальнаявеличина нагрузки вызывающая разрушение превышает расчетную в 3.46 раза,вследствие в рассчитываемой конструкции создается запас прочности.
Контрольные вопросы1.<span Times New Roman"">
Нагелем называется гибкий стержень, соединяющийэлементы деревянных конструкций и препятствует их взаимному сдвигу, а самработает на изгиб.
Цилиндрические нагеля изготавливают из гладкихстержней круглого сечения из стали, сплавов, твердых пород древесины,пластмасс.
<img src="/cache/referats/4947/image031.gif" v:shapes="_x0000_i1028">
нацилиндрических нагелях на пластмассовых нагелях
Рис.4.
2.<span Times New Roman"">
Индикаторами часовоготипа с ценой деления 0,01мм.
3.<span Times New Roman"">
a)<span Times New Roman"">
а=0,8аd;b)<span Times New Roman"">
с=0,5сd;c)<span Times New Roman"">
н=1,8d2+0.02a2<span Times New Roman"; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language:EN-US;mso-char-type: symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">£2.5d2<img src="/cache/referats/4947/image033.gif" v:shapes="_x0000_s1035">
Рис. 5.1.
<img src="/cache/referats/4947/image035.gif" v:shapes="_x0000_s1036">
Рис. 5.2.
4.<span Times New Roman"">
Т.к. при нечетном числе рядов средний, оказывается по осидоски в зоне наиболее возможного появления продольных трещин в результатеусушки древесины.
5.<span Times New Roman"">
Т.к. древесина анизотропная и имеет пороки, а теоретическиеданные получены для идеализированного материала.
6.<span Times New Roman"">
Потому что в работе использовались металлические нагели, идревесина не может срезать нагель (разные модули упругости). Нагель изгибается,а древесина сминается.
<span Times New Roman",«serif»; mso-fareast-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language: RU;mso-bidi-language:AR-SA">Лабораторная работа №2
ИСПЫТАНИЕ СОЕДИНЕНИЯНА ГВОЗДЯХ.
Цель работы: изучение работы стыка нагвоздях.
Задачи: определить разрушающуюнагрузку, построить график зависимости между нагрузкой и деформацией сдвигасоединения, определить деформацию соединения при расчетной несущей способностии нагрузку, соответствующую предельному состоянию образца.
1.<span Times New Roman"">
Установление фактических размеров образца<img src="/cache/referats/4947/image037.gif" v:shapes="_x0000_s1041">
Рис. 6. Конструкция соединения на гвоздях.
Согласно СНиП II-В.4-71* п. для соединений на гвоздях необходимо соблюдать следующие условия: <img src="/cache/referats/4947/image039.gif" v:shapes="_x0000_i1029"> <img src="/cache/referats/4947/image041.gif" v:shapes="_x0000_i1030"> <img src="/cache/referats/4947/image043.gif" v:shapes="_x0000_i1031">
Исходные данные: H=375мм; S1=60мм;
а=20мм; S1=59мм;
с=26мм; S2=16мм;
в=65мм; S3=16мм;
диаметр гвоздя 2,5мм.
2.<span Times New Roman"">
Схема загружения образца и расстановкиприборовРис. 7. Схемазагружения образца и расстановки приборов.
1 – индикатор; 2 –уголок; 3 – шурупы.
<img src="/cache/referats/4947/image045.gif" v:shapes="_x0000_s1042">
3.<span Times New Roman"">
Определение расчетной несущей способностиобразца<img src="/cache/referats/4947/image012.gif" align=«left» hspace=«12» v:shapes="_x0000_s1045"> Расчетную несущую способность гвоздевогосоединения определяют по формуле:
где m – количествогвоздей в соединении;
nср – количество«срезов» одного гвоздя;
Tмин– наименьшая несущая способность одного «среза» гвоздя, определяемая из следующих условий:
<img src="/cache/referats/4947/image047.gif" v:shapes="_x0000_s1046">
а) из условия смятия древесины в крайних элементах:
<img src="/cache/referats/4947/image049.gif" v:shapes="_x0000_s1047">
б) из условия смятия древесины в среднем элементе:
<img src="/cache/referats/4947/image051.gif" v:shapes="_x0000_s1048 _x0000_s1056">
в) из условия изгиба гвоздя
Расчетнаянесущая способность гвоздевого равна:
Посколькуиспытание соединения проводят кратковременной нагрузкой, то фактическую несущуюспособность образца необходимо определять с учетом коэффициента Кдл:
Кдл=0,67-усредненноезначение коэффициента, учитывающего снижение прочности древесины при длительномдействии нагрузки.
<img src="/cache/referats/4947/image053.gif" v:shapes="_x0000_s1049">
<img src="/cache/referats/4947/image056.gif" v:shapes="_x0000_s1050 _x0000_s1051">
4.<span Times New Roman"">
<img src="/cache/referats/4947/image058.gif" v:shapes="_x0000_s1043">Испытание образца.
Таблица 2
5.<span Times New Roman"">
Обработка результатов испытаний <img src="/cache/referats/4947/image060.gif" v:shapes="_x0000_s1044">
После окончания испытания по данным табл. 2 строят зависимости перемещенийгвоздевого соединения от нагрузки.
6.<span Times New Roman"">
Сравнение теоретических и экспериментальных величини анализ результатов испытания.Результатыиспытаний сопоставляют с теоретическими значениями.
<img src="/cache/referats/4947/image062.gif" v:shapes="_x0000_s1052">
ВЫВОД: Экспериментальнаявеличина нагрузки вызывающая разрушение превышает расчетную в 2.93 раза,вследствие в рассчитываемой конструкции создается запас прочности.
Контрольные вопросы1.<span Times New Roman"">
Ø<span Times New Roman"">
Ø<span Times New Roman"">
Ø<span Times New Roman"">
Ø<span Times New Roman"">
Ø<span Times New Roman"">
Ø<span Times New Roman"">
2.<span Times New Roman"">
Расстояние между осями гвоздейдиаметром d вдольволокон древесины соединяемых элементов должно быть не менее: от торцов – 15d, между осями в элементахтолщиной, равной и большей 10d– 15d, между осями вэлементах толщиной 4d –25d, а в элементахпромежуточной толщины, то расстояние принимается по интерполяции. При шахматнойи косой расстановке не менее 3d.
3.<span Times New Roman"">
<img src="/cache/referats/4947/image066.gif" v:shapes="_x0000_s1053 _x0000_s1054 _x0000_s1055">Из каких условий определяют расчетную несущую способность соединения нагвоздях?
а) из условия смятия древесины в крайних элементах:
б) из условия смятия древесины в среднем элементе:
в) из условия изгиба гвоздя:
4.<span Times New Roman"">
При определении расчетной длины защемления концагвоздя заостренную часть гвоздя длинной <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">»
1,5d не учитывают; крометого, из длинны гвоздя, вычитывают по 2 мм на каждый шов между соединяемымиэлементами. Если расчетная длина защемления конца гвоздя получается меньше чем4d, работу конца гвоздяне учитывают и количество «срезов» гвоздя будет меньшим. При свободном выходегвоздя из пакета расчетную толщину последнего элемента необходимо уменьшить на1,5d вследствиеотщепления слоя доски толщиной <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-char-type:symbol; mso-symbol-font-family:Symbol">»1,5d.<img src="/cache/referats/4947/image068.gif" v:shapes="_x0000_i1032">
Рис. 9.
Забивка глухая; забивка сквозная.
<span MT Extra"; mso-ascii-font-family:«Times New Roman»;mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:«MT Extra»"><span MT Extra"">l
1– рабочая высота гвоздя<span MT Extra"; mso-ascii-font-family:«Times New Roman»;mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:«MT Extra»"><span MT Extra"">l
1=<span MT Extra";mso-ascii-font-family:«Times New Roman»; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language:EN-US;mso-char-type: symbol;mso-symbol-font-family:«MT Extra»"><span MT Extra"">lгв-(а+с+2х0,2+1,5d). <span MT Extra";mso-ascii-font-family:«Times New Roman»; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language:EN-US;mso-char-type: symbol;mso-symbol-font-family:«MT Extra»"><span MT Extra"">l1=а-1,5d5.<span Times New Roman"">
Образец испытывают на сжатие наиспытательной машине или прессе. Для ликвидации рыхлых деформаций образецпредварительно загружают нагрузкой в 1 кН (100 кгс), принимаемой в дальнейшемза условный ноль. Последующие нагружения производят ступенями 2-3 кН (200-300кгс) с постоянной скоростью, равной примерно 300 Н/сек (30 кгс/сек). Отсчеты поприборам снимают на всех этапах загружения и заносят в журнал испытаний.
6.<span Times New Roman"">
Т.к. древесинаанизотропная и имеет пороки, а теоретические данные получены дляидеализированного материала.
7.<span Times New Roman"">
Обусловлено смятием древесины и изгибом гвоздя.
<span Times New Roman",«serif»; mso-fareast-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language: RU;mso-bidi-language:AR-SA">Лабораторная работа №3
Испытание треугольной брусчатой фермы на лобовых врубках.
Цель работы: изучение работы опорного узла фермы.
Задачи: определить расчетную нагрузкуна образец и сопоставить ее с разрушающей, построить график зависимости деформации смятия врубки при расчетнойнагрузке, вычислить значения нормальных напряжений в ослабленном инеослабленном сечениях нижнего поясафермы при действии расчетной нагрузки.
6.<span Times New Roman"">
Установление фактических размеров образца<img src="/cache/referats/4947/image070.gif" v:shapes="_x0000_i1033">Рис. 10. Конструкция треугольной фермы на лобовыхврубках:
1 – горизонтальный брус нижнего пояса; 2 – наклонный брусверхнего пояса; 3 – клиновидный брус; 4 – временные монтажные деревянныепланки.
Исходные данные: H=235мм; <span MT Extra";mso-ascii-font-family:«Times New Roman»; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: «MT Extra»"><span MT Extra"">l
=692мм; hв =67 мм.<span MT Extra"; mso-ascii-font-family:«Times New Roman»;mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:«MT Extra»"><span MT Extra"">l
ск=183мм; Lн=928мм;hвр=22мм; b=44мм;
Lв=65мм; hв=16мм;
7.<span Times New Roman"">
Схема загружения образца и расстановкиприборовФерма–образец устанавливается на траверсу испытательной машины или пресса ипроизводится прижатие клиновидного бруса. Центрирование опорных узлов образцапроизводится по ослабленному сечению. Это достигается установкой неподвижной иподвижной опор в местах пересечения оси наклонного элемента и оси нижнегогоризонтального элемента, проходящего через ослабленное сечение.
<img src="/cache/referats/4947/image072.gif" v:shapes="_x0000_i1034">
1 – индикаторы; 2 – уголок; 3 – шурупы; 4 –неподвижная опора; 5 – подвижная (катковая) опора.
8.<span Times New Roman"">
Определение расчетной несущей способностиобразцаE=10000 МПа E90=400Мпа
<img src="/cache/referats/4947/image074.gif" v:shapes="_x0000_i1035">
Rсм = 13 МПа – расчетное сопротивление смятию вдольволокон (СниП II-25-80 табл.3 п.1а гр.1);
Rсм90 = 3 МПа – расчетное сопротивлениесмятию поперек волокон (СниП II-25-80табл.3 п.4а гр.2);
R<span Times New Roman";mso-hansi-font-family: «Times New Roman»;mso-ansi-language:EN-US;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Symbol">a
см= 8.21 МПа – расчетное сопротивление смятию под углом <span Times New Roman";mso-hansi-font-family: «Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">a=340;Rск = 2.1 МПа – максимальное расчетное сопротивлениескалыванию вдоль волокон(СниП II-25-80табл.3 п.1а гр.1);
Rскср = среднее расчетное сопротивлениескалыванию вдоль волокон.
<img src="/cache/referats/4947/image076.gif" v:shapes="_x0000_i1036">
<span Times New Roman";mso-hansi-font-family: «Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">b
=0,25—эмпирическийкоэффициент при одностороннем скалывании;lск—длина площадкискалывания;
l—плечо пары скалывающих сил .
Усилия, действующее в лобовойврубке, и эпюры скалывающих напряжений по длине площадки скалывания
<img src="/cache/referats/4947/image078.gif" v:shapes="_x0000_i1037">
Рис. 12. Усилия,действующие в лобовой врубке, и эпюра скалывающих напряжений по длине площадкискалывания.
Материал – сосна 2 сорт.
Расчетную нагрузку на образец Р определяют по расчетной несущейспособности элементов и соединений фермы:
а) из условия скалывания врубки
<img src="/cache/referats/4947/image080.gif" v:shapes="_x0000_i1038">
б) из условия смятия врубки
<img src="/cache/referats/4947/image082.gif" v:shapes="_x0000_i1039">
<img src="/cache/referats/4947/image084.gif" v:shapes="_x0000_i1040">
При разрывев ослабленном сечении Р определяется из формулы внецентренного растяжения:
<img src="/cache/referats/4947/image086.gif" v:shapes="_x0000_i1041">
Rp=7МПа —расчетное сопротивление растяжению вдоль волокон
<img src="/cache/referats/4947/image088.gif" v:shapes="_x0000_i1042">
<img src="/cache/referats/4947/image090.gif" v:shapes="_x0000_i1043">
<img src="/cache/referats/4947/image092.gif" v:shapes="_x0000_i1044"> — моментсопротивления поперечного сечения нижнего пояса фермы. <img src="/cache/referats/4947/image094.gif" v:shapes="_x0000_i1045">г) из условия потери устойчивости наклонного сечения:
<img src="/cache/referats/4947/image096.gif" v:shapes="_x0000_i1046">
<img src="/cache/referats/4947/image098.gif" v:shapes="_x0000_i1047">СниПII-25-80 <img src="/cache/referats/4947/image100.gif" v:shapes="_x0000_i1048">
<img src="/cache/referats/4947/image102.gif" v:shapes="_x0000_i1049">
<img src="/cache/referats/4947/image104.gif" v:shapes="_x0000_i1050"> <img src="/cache/referats/4947/image106.gif" v:shapes="_x0000_i1051">
<img src="/cache/referats/4947/image108.gif" v:shapes="_x0000_i1052">
<img src="/cache/referats/4947/image110.gif" v:shapes="_x0000_i1053">
<img src="/cache/referats/4947/image112.gif" v:shapes="_x0000_i1054">
Kоднор — коэффициент однородности материала (при скалывании 0.7 и 0.27 при растяжении)
Табл. 3
<img src="/cache/referats/4947/image114.gif" v:shapes="_x0000_i1055">
5. Обработка результатов испытания
<img src="/cache/referats/4947/image115.gif" v:shapes="_x0000_s1057"><img src="/cache/referats/4947/image117.gif" v:shapes="_x0000_i1056">
Рис. 13. Графикзависимости смятия врубки от нагрузки.
По показателям индикаторов вычисляем нормальные напряжения всечениях нижнего пояса при расчетной нагрузке.
<img src="/cache/referats/4947/image119.gif" v:shapes="_x0000_i1057"><img src="/cache/referats/4947/image121.gif" v:shapes="_x0000_i1058">
<img src="/cache/referats/4947/image123.gif" v:shapes="_x0000_i1059">
<img src="/cache/referats/4947/image125.gif" v:shapes="_x0000_i1060">
<img src="/cache/referats/4947/image127.gif" v:shapes="_x0000_i1061"> <img src="/cache/referats/4947/image129.gif" v:shapes="_x0000_i1062">
<img src="/cache/referats/4947/image131.gif" v:shapes="_x0000_i1063">
Рис. 14. Эпюрынормальных напряжений в ослабленном и неослабленных сечениях нижнего пояса.
6.<span Times New Roman"">
Сравнение теоретических и экспериментальных величини анализ результатов испытания.<img src="/cache/referats/4947/image133.gif" v:shapes="_x0000_i1064"> <img src="/cache/referats/4947/image135.gif" v:shapes="_x0000_i1065">
<span Times New Roman"; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Symbol">D
см.теор=1,5мм (табл. 15 п.4.3. СНиП II-25-80).ВЫВОД: Разрушающаясила превышает теоретическую разрушающую силу в 2,5 раза, что создает запаспрочности во время эксплуатации конструкции.
Контрольные вопросы
1.<span Times New Roman"">
<img src="/cache/referats/4947/image137.gif" v:shapes="_x0000_i1066"><img src="/cache/referats/4947/image139.gif" v:shapes="_x0000_i1067"> и <img src="/cache/referats/4947/image141.gif" v:shapes="_x0000_i1068"><img src="/cache/referats/4947/image143.gif" v:shapes="_x0000_i1069">где <img src="/cache/referats/4947/image145.gif" v:shapes="_x0000_i1070">
<img src="/cache/referats/4947/image141.gif" v:shapes="_x0000_i1071"> не более 10 глубинврезки в элемент
2.<span Times New Roman"">
Центрирование опорныхузлов образца производится по ослабленному сечению. Это достигается установкойнеподвижной и подвижной опор в местах пересечения оси наклонного элемента и осинижнего горизонтального элемента, проходящего через ослабленное сечение.
3.<span Times New Roman"">
<img src="/cache/referats/4947/image148.gif" v:shapes="_x0000_i1072"> мм
4.<span Times New Roman"">
а) изусловия скалывания врубки: <img src="/cache/referats/4947/image150.gif" v:shapes="_x0000_i1073">
б) изусловия смятия врубки: <img src="/cache/referats/4947/image152.gif" v:shapes="_x0000_i1074">
в) изусловия разрыва нижнего элемента в ослабленном сечении: <img src="/cache/referats/4947/image154.gif" v:shapes="_x0000_i1075">
г) изусловия потери устойчивости наклонного элемента: <img src="/cache/referats/4947/image156.gif" v:shapes="_x0000_i1076">
5. Как определить среднее скалывающеенапряжении, действующего по длине площадки скалывания?
<img src="/cache/referats/4947/image158.gif" v:shapes="_x0000_i1077">
где Rск — максимальное расчетное сопротивлениескалыванию вдоль волокон, МПа;
<span Times New Roman";mso-hansi-font-family: «Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">b
=0,25—эмпирическийкоэффициент при одностороннем скалывании;lск—длина площадкискалывания;
l—плечо пары скалывающих сил.
6. Для чего нужны в опорном узле аварийный болт,подферменная подкладка, опорная подушка?
Аварийный болтобеспечивает безопастность. Подферменная подкладка и опорная подушка дляравномерной передачи нагрузки, чтобы исключить смятие дерева.
7.Причины расхождения между опытными и теоретическимивеличинами?
Теоретические—идеализированные. В опытных — анизотропность свойств древесины, пороки.
<span Times New Roman",«serif»; mso-fareast-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language: RU;mso-bidi-language:AR-SA">Лабораторная работа № 4
Испытаниеклееной 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 характерраспределения нормальных напряжений по высоте поперечного сечения балки,построить теоретический и экспериментальный графики прогибов балки.
1.<span Times New Roman"">
УСТАНОВЛЕНИЕ ФАКТИЧЕСКИХРАЗМЕРОВ ОБРАЗЦА<img src="/cache/referats/4947/image160.gif" v:shapes="_x0000_s1058">
Рис. 15. Клеедощатаябалка прямоугольного поперечного сечения.
Исходные данные: l= 1950 мм;
h= 158мм;
b= 50мм.
2.<span Times New Roman"">
СХЕМА ЗАГРУЖЕНИЯ ОБРАЗЦА ИРАССТАНОВКИ ПРИБОРОВ <img src="/cache/referats/4947/image162.gif" v:shapes="_x0000_s1059">
Рис. 16. Схема загружениябалки 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.<span Times New Roman"">
ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНОЙНАГРУЗКИ НА БАЛКУРасчетнаянагрузка Р определяется исходя из расчетной несущей способности балки илидостижения ею предельного прогиба.
а) изусловия обеспечения прочности от действия нормальных напряжений
<img src="/cache/referats/4947/image164.gif" v:shapes="_x0000_i1078">
где: <img src="/cache/referats/4947/image166.gif" v:shapes="_x0000_i1079"> kH<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">×
м– расчетный изгибающий момент, Н<img src="/cache/referats/4947/image168.gif" v:shapes="_x0000_i1080"><img src="/cache/referats/4947/image168.gif" v:shapes="_x0000_i1081"><img src="/cache/referats/4947/image170.gif" v:shapes="_x0000_i1082"><img src="/cache/referats/4947/image172.gif" v:shapes="_x0000_i1083">
<img src="/cache/referats/4947/image174.gif" v:shapes="_x0000_i1084"><img src="/cache/referats/4947/image176.gif" v:shapes="_x0000_i1085"><img src="/cache/referats/4947/image174.gif" v:shapes="_x0000_i1086">
<img src="/cache/referats/4947/image178.gif" v:shapes="_x0000_i1087">
б) изусловия обеспечения прочности клеевого шва от действия касательных напряжений
где: Q = P / 2=13.27/2=6.64, Н (кгс);
Sбр = b<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">×
h2 / 8=0.05<span Times New Roman"; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language:EN-US;mso-char-type: symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">×0.1582 /8=156.03см3;Jбр = b<span Times New Roman"; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language:EN-US;mso-char-type: symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">×
h3 / 12=5<span Times New Roman";mso-hansi-font-family: «Times New Roman»;mso-ansi-language:EN-US;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Symbol">×15,83/12=1643,46см4;bрасч = b<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language: EN-US;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">×
K – при расчете на скалываниепо клеевому шву, где К=0.6 – коэффициент непроклея, принимаемый по действующимнормам.Послеподстановки получим:
bрасч = b<span Times New Roman";mso-hansi-font-family: «Times New Roman»;mso-ansi-language:EN-US;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Symbol">×
K=0.6<span Times New Roman";mso-hansi-font-family: «Times New Roman»;mso-ansi-language:EN-US;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Symbol">×5=3смRck=2.1 MПА
<img src="/cache/referats/4947/image180.gif" v:shapes="_x0000_i1088">
в) изусловия достижения предельного прогиба
<img src="/cache/referats/4947/image182.gif" v:shapes="_x0000_i1089">
где Pn=Р/n ;( n=1.2 – усредненный коэф.надежности);
Е =104 МПа– модуль упругостидревесины..
Послепреобразования получаем:
<img src="/cache/referats/4947/image184.gif" v:shapes="_x0000_i1090">
где <img src="/cache/referats/4947/image186.gif" v:shapes="_x0000_i1091">
<img src="/cache/referats/4947/image188.gif" v:shapes="_x0000_i1092"> <img src="/cache/referats/4947/image190.gif" v:shapes="_x0000_i1093">
<img src="/cache/referats/4947/image192.gif" v:shapes="_x0000_i1094">
4.<span Times New Roman"">
ИСПЫТАНИЕ БАЛКИ<img src="/cache/referats/4947/image194.gif" v:shapes="_x0000_i1095">
<img src="/cache/referats/4947/image196.gif" v:shapes="_x0000_i1096">
<img src="/cache/referats/4947/image198.gif" v:shapes="_x0000_i1097">
Прибор: АИД– 2М с компенсирующим устройством с выходом шкалы С*10-5
5.<span Times New Roman"">
ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИСПЫТАНИЯ<img src="/cache/referats/4947/image200.gif" v:shapes="_x0000_i1098">
<img src="/cache/referats/4947/image202.gif" v:shapes="_x0000_i1099">
<img src="/cache/referats/4947/image204.gif" v:shapes="_x0000_i1100">
<img src="/cache/referats/4947/image206.gif" v:shapes="_x0000_i1101">
<img src="/cache/referats/4947/image208.gif" v:shapes="_x0000_i1102">
<img src="/cache/referats/4947/image210.gif" v:shapes="_x0000_i1103">
<img src="/cache/referats/4947/image212.gif" v:shapes="_x0000_i1104"> <img src="/cache/referats/4947/image214.gif" v:shapes="_x0000_i1105">
<img src="/cache/referats/4947/image137.gif" v:shapes="_x0000_s1060">
<span Times New Roman"; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language:EN-US;mso-char-type: symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">s
<img src="/cache/referats/4947/image216.gif" v:shapes="_x0000_i1106"> <span Times New Roman";mso-hansi-font-family: «Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol; mso-no-proof:yes">s
т=13 <span Times New Roman";mso-hansi-font-family: «Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol; mso-no-proof:yes">sэкс=12,49Рис. 17. Эпюра напряжений повысоте сечения балки:
6.<span Times New Roman"">
СРАВНЕНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ И ЭКСПЕРЕМЕНТАЛЬНЫХВЕЛИЧИН И АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ИСПЫТАНИЙ<img src="/cache/referats/4947/image218.gif" v:shapes="_x0000_i1107">
<img src="/cache/referats/4947/image220.gif" v:shapes="_x0000_i1108"><img src="/cache/referats/4947/image222.gif" v:shapes="_x0000_i1109"><img src="/cache/referats/4947/image224.gif" v:shapes="_x0000_i1110">
<img src="/cache/referats/4947/image226.gif" v:shapes="_x0000_i1111">
<img src="/cache/referats/4947/image228.gif" v:shapes="_x0000_i1112">
Рис.18 График прогибов балки
ВЫВОД: Экспериментальная величинапрогиба значительно меньше расчетной величины в следствие в рассматриваемыхконструкциях создается запас прочности (Кзапаса=0,9).
Контрольныевопросы
1.<span Times New Roman"">
Влажностьдревесины 9–12%. Не должно быть мелких пороков как сучки, косослой, гниль. Не должно бытьдефектов обработки как корабление и трещины, склеиваемые поверхности должныбыть свеже отфрезерованными, очищенными и плотно прилегать одна к другой.
Клеидолжны быть прочными, водостойкими, долговечными, технологичными. К основнымтехнологическим показателям клея относятся вязкость и жизнеспособность.
2.<span Times New Roman"">
Расчет попредельным состояниям. Предельным называется такое состояние конструкций за пределамикоторого дальнейшая эксплуотация не возможна. Два вида предельных состояний:1)по несущей способности (прочности, устойчивости), 2) по деформациям (прогибам, перемещениям).Расчет по первому предельному состоянию производится на расчетные нагрузки, апо второму– на нормативные.
3.<span Times New Roman"">
<img src="/cache/referats/4947/image230.gif" v:shapes="_x0000_i1113">
p– степеньзагружения
4.<span Times New Roman"">
<img src="/cache/referats/4947/image232.gif" v:shapes="_x0000_i1114">
<img src="/cache/referats/4947/image234.gif" v:shapes="_x0000_i1115"><img src="/cache/referats/4947/image236.gif" v:shapes="_x0000_i1116">
5.<span Times New Roman"">
а)разрушение по клеевому шву от действия косательных напряжений.
б)разрушение балки от действия локальных напряжений.
6.<span Times New Roman"">
Т.к. древесина анизотропная и имеет пороки, а теоретическиеданные получены для идеализированного материала.
<span Times New Roman",«serif»; mso-fareast-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language: RU;mso-bidi-language:AR-SA">Лабораторная работа № 5
Испытаниеметаллодеревянной фермы.
Цель работы:определить усилия в стержнях и прогибы узлов фермы под действиемрасчетной нагрузки.
7.<span Times New Roman"">
характеристика образца фермыВерхний пояс и решетка фермы изготовлена из брусков,а нижний пояс – из металлических уголков. Бруски верхнего пояса в узлах 2, 4, 6сопрягаются через металлические вкладыши с эксцентриситетами, позволяющимиприкладывать внеузловую нагрузку.</sp