526 (641989), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Лабораторная работа №3

Испытание треугольной брусчатой фермы на лобовых врубках.

Цель работы: изучение работы опорного узла фермы.

Задачи: определить расчетную нагрузку на образец и сопоставить ее с разрушающей, построить график зависимости деформации смятия врубки при расчетной нагрузке, вычислить значения нормальных напряжений в ослабленном и неослабленном сечениях нижнего пояса фермы при действии расчетной нагрузки.

1. Установление фактических размеров образца

Рис. 10. Конструкция треугольной фермы на лобовых врубках:

1 – горизонтальный брус нижнего пояса; 2 – наклонный брус верхнего пояса; 3 – клиновидный брус; 4 – временные монтажные деревянные планки.

Исходные данные: H=235мм; =692мм; h_в =67 мм.

_ск=183мм; L_н=928мм;

h_вр=22мм; b=44мм;

L_в=65мм; h_в=16мм;

1. Схема загружения образца и расстановки приборов

Ферма– образец устанавливается на траверсу испытательной машины или пресса и производится прижатие клиновидного бруса. 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.

Рис. 11. Схема загружения образца и расстановки приборов:

1 – индикаторы; 2 – уголок; 3 – шурупы; 4 – неподвижная опора; 5 – подвижная (катковая) опора.

1. Определение расчетной несущей способности образца

E=10000 МПа E₉₀=400Мпа

R_см = 13 МПа – расчетное сопротивление смятию вдоль волокон (СниП II-25-80 табл.3 п.1а гр.1);

R_см⁹⁰ = 3 МПа – расчетное сопротивление смятию поперек волокон (СниП II-25-80 табл.3 п.4а гр.2);

^R_см = 8.21 МПа – расчетное сопротивление смятию под углом =34⁰;

R_ск = 2.1 МПа – максимальное расчетное сопротивление скалыванию вдоль волокон(СниП II-25-80 табл.3 п.1а гр.1);

R_ск^ср = среднее расчетное сопротивление скалыванию вдоль волокон.

—среднее расчетное сопротивление смятию вдоль волокон

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

l_ск—длина площадки скалывания;

l—плечо пары скалывающих сил .

Усилия, действующее в лобовой врубке, и эпюры скалывающих напряжений по длине площадки скалывания

Рис. 12. Усилия, действующие в лобовой врубке, и эпюра скалывающих напряжений по длине площадки скалывания.

Материал – сосна 2 сорт.

Расчетную нагрузку на образец Р определяют по расчетной несущей способности элементов и соединений фермы:

а) из условия скалывания врубки

б) из условия смятия врубки

в) из условия разрыва нижнего элемента в ослабленном сечении

При разрыве в ослабленном сечении Р определяется из формулы внецентренного растяжения:

R_p=7 МПа —расчетное сопротивление растяжению вдоль волокон

— момент сопротивления поперечного сечения нижнего пояса фермы. г) из условия потери устойчивости наклонного сечения:

СниПII-25-80

K_однор- коэффициент однородности материала (при скалывании 0.7 и 0.27 при растяжении)

Табл. 3

5. Обработка результатов испытания

Рис. 13. График зависимости смятия врубки от нагрузки.

По показателям индикаторов вычисляем нормальные напряжения в сечениях нижнего пояса при расчетной нагрузке.

Рис. 14. Эпюры нормальных напряжений в ослабленном и неослабленных сечениях нижнего пояса.

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

_{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

1. 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.

1. Чему равняется предельная деформация смятия в лобовой врубке?

мм

1. 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;

=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

Р
ис. 15. Клеедощатая балка прямоугольного поперечного сечения.

Исходные данные: l = 1950 мм;

h = 158 мм;

b = 50 мм.

1. 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.

1. 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

1. ИСПЫТАНИЕ БАЛКИ

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

1. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИСПЫТАНИЯ

_т=13Mпа _экс=14,4Мпа

_т=13 _экс=12,49

Рис. 17. Эпюра напряжений по высоте сечения балки:

1. 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.

1. Какой метод принят для расчета деревянных конструкций, его сущность ?

Расчет по предельным состояниям. Предельным называется такое состояние конструкций за пределами которого 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, а по второму– на нормативные.

1. Как определить модуль упругости клееной древесины при изгиде?

, где f– прогиб образца

Характеристики

Список файлов реферата