Лабораторная работа № 7 определение предела прочности при изгибе

Цель работы: изучить метод определения предела прочности древесины при статическом изгибе по ГОСТу 16483.3-84 (Ст. СЭВ 390-76).

Основные понятия: древесина характеризуется весьма высокой прочности при растяжении вдоль волокон и в то же время низким сопротивлением растягивающим усилиям в поперечном направлении. Предел прочности древесины при статическом изгибе для разных пород в среднем равен приблизительно 70,0-90,0 МПа.

Техника и методика эксперимента

Определение производится на образцах 20х20х300 мм. Длина должна совпадать с направлением волокон. Две параллельные стороны торца должны иметь тангентальное направление.

Отклонение от размеров поперечного сечения не должно превышать 0,5 мм, а длина - ±1 мм.

Порядок выполнения работы

1. Образец для испытания устанавливают таким образом, чтобы изгибающее усилие было направлено по касательной к годовым слоям (тангентальный изгиб).

2. Неподвижные опоры и ножи установки для испытания должны иметь закругления радиусом 15 мм. Расстояние между опорами должно быть 240 мм, а между центрами ножей – 80 мм (при нагружении в двух точках).

3. Нагружение производят равномерно со скоростью 5000±1000 Н/мин на весь образец до полного его излома.

4. После испытания определяют влажность образца.

Вычисляют предел прочности при статическом изгибе при влажности образца в момент испытания w с округлением до 1 МПа по формулам.

при нагружении в двух точках

при нагружении в одной точке

где Р – разрушающая нагрузка, Н;

- расстояние между центрами опор, мм;

в – ширина образца, мм;

h – высота образца, мм.

Предел прочности образцов с влажностью от 11 до 13% пересчитывают на влажность 12% по формуле: [1+α(w-12)].

где α – поправочный коэффициент на влажность, равный 0,04 для всех пород;

w – влажность образца в момент испытания, %.

Предел прочности образцов с влажностью равной или большей предела гигроскопичности, пересчитывают на влажность 12% по формуле.

где – коэффициент пересчета, определенный по табл. 1 при известной плотности древесины. Если определение плотности не проводилось, допускается принимать коэффициент пересчета равный средней величине исследуемой породы по таблице 1 См. приложения.

Вычисление производят с округлением до 1 МПа.

Вопросы для самопроверки

1. Какова схема нагрузки усилия на образец?

2. Почему древесина обладает высоким пределом прочности на изгиб?

3. Чем объяснить пересчет прочности на 12% влажности?

Литература:

1. ГОСТ 16483.3-73 (Ст. СЭВ 390-76). Метод определения прочности при статическом изгибе.

2. Строительные материалы./Под ред. А.Г.Горчакова. М.: Высшая школа, 1982

Пороки древесины

Древесина как материал неоднородна. Она может иметь отклонения от нормального строения и повреждения. Различные отклонения от нормального строения древесины (неправильности строения, повреждения и заболевания), влияющие на ее технические свойства, называются пороками древесины.

Сортность древесины в отличие от других строительных материалов, устанавливают с учетом имеющихся в ней пороков. Пороки оказывают различное влияние на технические качества древесины. Одни из них могут сделать древесину непригодной для строительных целей, другие снижают ее сорт.

Повышение качества деревянных конструкций связано с необходимостью уметь распознавать пороки, тщательно учитывать их влияние на сортность и качество древесины и принимать меры по ее нейтрализации.

1. Сучки

Сучки – части ветвей, заключенные в древесине. Они нарушают однородность строения древесины, ухудшают внешний вид. Вызывают искривление волокон годичных слоев и затрудняют механическую обработку.

По состоянию древесины сучки различают здоровые, светлые, темные, здоровые с трещинами, загнившие, гнилые, табачные.

По степени срастания: сросшиеся, частично сросшиеся, несросшиеся, выпадающие.

По взаимному расположению: разбросанные, групповые, разветвленные.

По форме разреза на поверхности сортимента: круглый, овальный, продолговатый. По положению в сортименте: пластевый, кромочный, ребровый, торцовый, сшивной. По выходу на поверхность односторонний и сквозной.

На качестве лесоматериалов сказываются отрицательно размеры сучков, их формы, положение в сортименте, взаимное расположение, степень срастания с окружающей древесиной и т.д. При поперечном сжатии и продольном скалывании сучки повышают прочность древесины. Табачные сучки указывают на наличие в древесине ядровой гнили.