Статический момент сечения сдвигаемой части деревянных поясов относительно нейтральной оси сечения всей балки X-X:

.

Статический момент сечения сдвигаемой части фанерной стенки относительно нейтральной оси сечения всей балки X-X определяется как для элемента прямоугольного сечения:

.

Приведенный к древесине статический момент сечения брутто сдвигаемой части, расположенной выше оси 2-2, проходящей через нижнюю грань верхних поясов балки:

	,	(4)
где	Sдр2-2 – статический момент сечения сдвигаемой части деревянных верхних поясов относительно оси 2-2, проходящей через нижнюю грань верхних поясов балки, см3; Sф2-2 – статический момент сечения сдвигаемой части фанерной стенки, расположенной выше оси 2-2, проходящей через нижнюю грань верхних поясов балки, см3.

Статический момент сечения сдвигаемой части, расположенной выше оси 2-2, проходящей через нижнюю грань верхних поясов балки:

.

Статический момент сечения сдвигаемой части фанерной стенки, расположенной выше оси 2-2, проходящей через нижнюю грань верхних поясов балки, определяется как для элемента прямоугольного сечения:

.

3. Определить расчетную нагрузку на балку. Расчетная схема испытываемой балки представлена на рисунке 2. С точки зрения расчетной схемы испытываемая балка представляет собой однопролетную шарнирно опертую балку, загруженную двумя сосредоточенными силами в третях пролета. Каждая из этих сил равна половине нагрузки, определенной исходя из трех основных условий работы изгибаемых элементов.

Рисунок 3 – Расчетная схема клеефанерной балки,

Эпюры изгибающих моментов и поперечных сил

2.3.1. Условие обеспечения прочности на изгиб поперечного сечения балки от действия нормальных напряжений:

	,	(5)
где	Mmax=P*L/3– максимальный изгибающий момент, возникающий в поперечных сечениях балки, расположенных в третях ее пролета, кгс*см; Rр – расчетное сопротивление растяжению вдоль волокон древесины, принимаемое по табл. 3 [1]; P – сосредоточенная сила, приложенная в третях пролета балки, кгс; L – расчетный пролет балки, определяемый с учетом того, что реальные опоры балки смещены от ее крайних сечений внутрь на 3 см, см.

Таким образом, расчетная нагрузка по условию (5) равна:

.

(6)

2.3.2. Условие обеспечения прочности на скалывание по клеевому шву в местах склеивания деревянных поясов с фанерной стенкой от действия касательных напряжений:

	,	(7)
где	Qmax=P – максимальная поперечная сила, возникающая в поперечных сечения балки, расположенных на ее опорах, равная приложенной сосредоточенной силе, кгс; hп – суммарная высота клеевых швов в местах склеивания деревянных поясов с фанерной стенкой, см; Rф.ск – расчетное сопротивление фанеры скалыванию в плоскости листа, принимаемое по табл. 10 [1].

Таким образом, расчетная нагрузка по условию (7) равна:

.

(8)

2.3.3. Условие обеспечения прочности на срез фанерной стенки от действия касательных напряжений:

	,	(9)
где	Qmax=P – максимальная поперечная сила, возникающая в поперечных сечения балки, расположенных на ее опорах, равная приложенной сосредоточенной силе, кгс; п – толщина фанерной стенки, см; Rф.ср – расчетное сопротивление фанеры срезу перпендикулярно плоскости листа, принимаемое по табл. 10 [1].

Таким образом, расчетная нагрузка по условию (9) равна:

.

(10)

2.3.4. Условие обеспечения жесткости балки от действия нормативной нагрузки:

	,	(11)
где	P/f=Pн – нормативное значение приложенной сосредоточенной силы, кгс; f=1,15 – коэффициент надежности по нагрузке, принимается усредненным для перехода от известного значения расчетной нагрузки к неизвестному значению нормативной; k – коэффициент, учитывающий влияние переменности высоты сечения, принимаемый по табл. 3 прил. 4 [1]; c – коэффициент, учитывающий влияние деформаций сдвига от поперечной силы, принимаемый по табл. 3 прил. 4 [1]; [f/L] – предельное значение допустимого относительного прогиба данной конструкции, принимаемое по табл. 16 [1].

Таким образом, расчетная нагрузка по условию (11) равна:

.

(12)

1. За расчетную нагрузку принимается минимальное из четырех значений, полученных по формулам (6), (8), (10) и (12). Эти формулы предназначены для расчета клеефанерной балки на длительно действующую нагрузку. Поскольку испытания клеефанерной балки проводятся в лабораторных условиях кратковременной нагрузкой, теоретическую расчетную нагрузку следует определять с учетом коэффициента длительного сопротивления древесины:

   	,	(13)
   где	Kдл=0,5 – рекомендуемое усредненное значение коэффициента длительного сопротивления древесины, учитывающего снижение прочности и жесткости при длительном действии нагрузки.

1. порядок проведения испытаний

   1. Испытание клеефанерной балки производится двумя сосредоточенными силами, которые передаются винтовым домкратом через траверсу, имеющую две опоры в пролете балки. Усилие, подаваемое на домкрат, представляет собой сумму двух сосредоточенных сил. Схема испытания клеефанерной балки с приборами и оборудованием приведена на рисунке 4.

   2. Загружение балки осуществляется ступенями, составляющими 0,2 величины P_min. На каждой ступени загружения снимаются отсчеты по индикатору 9 и заносятся в журнал испытаний, представленный в виде таблицы 1.

   3. По окончании загружения и достижении величины P_min начинается разгружение балки. Разгружение осуществляется теми же ступенями, что и загружение. На каждой ступени разгружения снимаются отсчеты по индикатору 9 и заносятся в журнал испытаний, представленный в виде таблицы 1.

   4. По результатам испытаний определяется среднее значение экспериментального прогиба клеефанерной балки на каждой ступени загружения и его полная величина.

1 – шарнирно-неподвижная опора;

2 – шарнирно-подвижная опора;

3 – испытываемая клеефанерная балка;

4 – распределительная стальная траверса;

5 – динамометр грузоподъемностью 3 тс;

6 – винтовой домкрат;

7 – ручка винтового домкрата;

8 – опора винтового домкрата;

9 – индикатор часового типа с ценой деления 0,01 мм;

10 – держатель индикатора.

Рисунок 4 – Схема испытания клеефанерной балки

с приборами и оборудованием

Таблица 1 – Журнал испытаний клеефанерной балки

№ ступени загружения (разгружения)	Нагрузка, кгс	Отсчеты по индикатору И-1		Среднее значение прогиба, мм	Полная величина прогиба, мм
		C1	C1
1	2	3	4	7	8

4. обработка результатов испытаний

   1. По формуле проверки жесткости балки определить теоретическое значение прогиба от действия экспериментальной нагрузки:

      .

      (14)

   2. Теоретическое значение прогиба от действия экспериментальной нагрузки сравнить с полной величиной экспериментального прогиба и сделать вывод.

   3. По результатам испытаний построить график зависимости между нагрузкой и прогибом клеефанерной балки. Примерный вид графика представлен на рисунке 5.

   4. Сделать вывод о деформативности клеефанерной балки.

Рисунок 5 – График зависимости прогиба от нагрузки