1.5. Контрольные вопросы

1. Какие характерные особенности работы соединения установлены при проведении испытания.

2. Каковы значения К₁, К₂, К₃, что характеризуют эти коэффициенты.

3. Каковы величины деформаций соединения, соответствующие его расчетной несущей способности и разрушающей нагрузке.

Лабораторная работа №2

ИСПЫТАНИЕ ДВУСКАТНОЙ ДОЩАТОКЛЕЕНОЙ

БАЛКИ НА ПОПЕРЕЧНЫЙ ИЗГИБ

2.1. Цель лабораторной работы

Испытание проводится с целью ознакомления с характерными особенностями работы двускатной деревянной балки при поперечном изгибе.

По результатам испытаний определяют:

– нормальные краевые напряжения в растянутой зоне в середине пролета и в "опасном" сечении;

– характер зависимости прогибов балки от нагрузки.

2. Особенности работы двускатных деревянных балок и основные положения их расчета

В двускатных балках сечение с максимальными нормальными напряжениями – "опасное" сечение, не совпадает с положением максимального изгибающего момента. Для равномерно распределенной нагрузки координата опасного сечения в привязке к опоре определяется по формуле:

где, l=120 см – пролет балки; h_oп =7 см – высота сечения на опоре; h =10 см– высота сечения в середине пролета.

Проверку опасного сечения по нормальным напряжениям выполняют по формуле:

( 2.2 )

где, М_х – изгибающий момент,

( 2.3 )

W_х – момент сопротивления опасного сечения,

( 2.4 )

b=3см – ширина сечения балки, h_x=9,1см – высота опасного сечения, R_u =13 МПа – расчетное сопротивление изгибу, определяемое по СНиП II-25-80.

Проверку на скалывание в опорном сечении в уровне нейтральной оси выполняют по формуле:

( 3.5 )

где – поперечная сила, R_ск – расчетное сопротивление скалыванию вдоль волокон, S^OTC – статический момент сдвигаемой части сечения, определяется из выражения

( 2.6 )

J_on – момент инерции опорного сечения

( 2.7 )

Расчет на устойчивость из плоскости, обязательный для изгибаемых элементов, в данной работе не проводится, поскольку испытуемая балка надежно раскреплена в установке.

Прогиб в середине пролета двускатных дощатоклееных балок определяют с учетом переменной жесткости балки и влияния деформаций сдвига из выражения

( 2.8 )

где, f_о – прогиб балки постоянного сечения, для равномерно распределенной нагрузки без учета деформаций сдвига

( 2.9 )

k – коэффициент, учитывающий переменность сечения,

( 2.10 )

с – коэффициент, учитывающий влияние деформаций сдвига от поперечной силы. При равномерно распределенной нагрузке

( 2.11 )

Е – модуль упругости древесины, J – момент инерции сечения,

( 2.12 )

2.3. Методика проведения испытания

Конструкция балки, основные размеры, схемы нагружения и размещение приборов показано на рис. 2.1. Нагружение балки осуществляется через систему распределенных траверс в восьми точках. Нагрузка передаваемая на верхнюю траверсу в виде сосредоточенного усилия (Р) контролируется динамометром сжатия, установленным между нагрузочным винтом и верхней траверсой. Для обеспечения устойчивости плоской формы деформирования сжатая кромка балки закрепляется от смещения из плоскости изгиба в середине пролета и на опорах.

Расчетная несущая способность балки определяется из условий прочности по нормальным и касательным напряжениям.

Из условия прочности по нормальным напряжениям:

( 2.13 )

Из условия прочности по касательным напряжениям:

( 2.14 )

где R_и и R_ск расчетные сопротивления изгибу и скалыванию для древесины сосны 2-го сорта.

Общая расчетная нагрузка на балку определяется из выражения:

( 2.15 )

Нагружение балки осуществляется ступенями, составляющими 0,2 от расчетной несущей способности.

Деформации волокон нижней кромки в опасном сечении и в середине пролета определяют электромеханическими тензометрами Аистова. Прогиб балки определяют двумя индикаторами часового типа ИЧ-10 с ценой деления 0,01 мм. Размещение индикаторов на уголках штангах, закрепленных на нейтральной оси, позволяет замерить чистый прогиб балки, поскольку исключает из показаний прогибов осадочные деформации на опорах.

Показания тензометров при испытании снимают два раза - при нулевой и расчетной нагрузке. Показания индикаторов фиксируют на всех ступенях нагружения.

Результаты измерений заносят в табл. 2.1, 2.2.