новая папка 1 / 293577

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Оренбургский государственный университет» Кафедра строительных конструкций

В.И. Жаданов, Г.А. Столповский

ИСПЫТАНИЕ СОСТАВНОЙ ДЕРЕВЯННОЙ БАЛКИ

НА ПЛАСТИНЧАТЫХ НАГЕЛЯХ

Рекомендовано к изданию Редакционно-издательским советом федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Оренбургский государственный университет» в качестве методических указаний для студентов, обучающихся по программам высшего профессионального образования по направлению

подготовки 08.03.01 Строительство

Оренбург

2014

1

УДК 624.072.2.011.1 (076.5) ББК 38.55-0797

Ж 15

Рецензент - кандидат технических наук, доцент В.О. Штерн

Жаданов, В. И.

Ж 15 Испытание составной деревянной балки на пластинчатых нагелях: методические указания к выполнению лабораторной работы №2 для студентов направления 08.03.01 Строительство/ В.И. Жаданов; Г.А. Столповский; Оренбургский гос.университет – Оренбург: ОГУ, 2014. – 19 с.

Методические указания содержат методику выполнения лабораторной работы по дисциплине «Конструкции из дерева и пластмасс» для студентов, обучающихся по направлению подготовки 08.03.01 Строительство.

УДК 624.072.2.011.1 (076.5) ББК 38.55-0797

© Жаданов В.И., Столповский Г.А.,2014

© ОГУ, 2014

2

Содержание

3

1 Лабораторная работа №2. Испытание составной балки на

пластинчатых нагелях

1.1Цель работы

Определение напряжений по среднему поперечному сечению балки, прогиба балки и сдвигов по шву отдельных брусьев относительно друг друга.

Для выполнения работы используется образец балки составного сечения из основных брусков, связных между собой пластинчатыми нагелями Деревягина.

1.2Подготовительные работы

1 Обмеры образца балки и ее элементов с точностью до 1 мм.

2 Внешнее обследование образца балки в целях выявления дефектов древесины в элементах (наличие ослаблений, пороков древесины, трещин, сколов,

правильность установки нагелей и др.).

3 Вычисление расчетных геометрических характеристик сечения испытываемой балки (рисунок 1).

Рисунок 1 – Расчетная схема составной балки

Согласно [1] расчетные значения моментов сопротивления и инерции изгибаемых элементов составного сечения на податливых сваях определяются как для цельного монолитного сечения нетто с умножением на поправочные коэффициенты [1].

4

Расчетный статический момент сдвигаемой части сечения относительно нейтральной оси определяется без введения поправочного коэффициента, так как сдвигаются по швам относительно друг друга бруски цельного сечения.

Следовательно, расчетные геометрические характеристики будут равны:

где kw и kж - поправочные коэффициенты, принимаемые по [1];

h - полная высота сечения балки, м(см);

hcl высота сечения одного бруска балки м (см);

y – расстояние от нейтральной оси балки до центра сечения сдвигаемого бруска, м(см);

b – ширина сечения образца балки, м(см).

4 Определение несущей способности балки.

Балка при испытании загружается сосредоточенной силой P в середине пролета (рисунок 1).

В этом случае расчетное значение величины сосредоточенной силы

определяется по формуле:

где L – расчетный пролет балки, см.

Прогиб образца от расчетной нагрузки определяется по формуле:

5

где E=10000 МПа (100000 кг/см ) – модуль упругости для древесины (сосна).

2 Испытание балки

Перед установкой испытываемой балки под пресс на ней расставляются приборы:

а) для замера прогибов - прогибомер в середине пролета под балкой;

б) для замер нормальных напряжений - 2 тензометра в середине пролета на волокнах, наиболее удаленных от нейтральной оси каждого бруска;

в) для замера напряжений сдвига - сдвигомер на опорном сечении.

Загружение балки производится обычным методом: сначала прикладывается пробная нагрузка величиной, равной 10 % от расчетной нагрузки, для создания начального обмятия древесины. Пробная нагрузка снимется после трех-

пятиминутной выдержки без замера деформаций, а затем образец испытывается ступенчатой нагрузкой, равной от 20 % до 25 % от расчетной, со снятием показаний всех приборов после пятиминутной задержки под нагрузкой каждой ступени.

Скорость загружения испытательной нагрузкой рекомендуется принимать в пределах 700 кг ± 25 % в минуту.

При испытании образец доводится до разрушения с определением разрушающей нагрузки Pрасч по шкале силоизмерителя пресса с точностью ± 5 кг.

Характер разрушения образца заносится в журнал в виде рисунка с кратким описанием.

6

3 Обработка результатов испытания

По результатам испытаний определяются величины фактических напряжений:

а) нормальных – в середине пролета балки:

где ∆с – разность отсчетов по шкале тензометра до и после приложения нагрузки;

l – база тензометра, равная 20 мм;

m – цена одного деления шкалы тензометра = 0,001 мм;

E – 10000 МПа – модуль упругости древесины.

В случае невозможности установки тензометра на крайних волокнах его устанавливают в каком-либо другом сечении по высоте балки, а действительные нормальные напряжения, подсчитанные по последней формуле (3.2), приводят к напряжениям в крайних волокнах

где lc – тангенс относительного сдвига, определяемый отношением разности

7

K эксп

К6 ж .

Кж

По результатам испытания необходимо построить на миллиметровой бумаге графики зависимости прогиба от нагрузки (в системе координат ∆f от Р),

напряжения скалывания от нагрузки (∆ от Р) и нормальных напряжений от нагрузки (∆Ϭ от Р). По этим графикам, соответственно, определить величины прогиба, напряжения, скалывания и нормальное напряжение при расчетной нагрузке.

10