1334

Рис.6. Размеры образца, используемого при испытании на изгиб.

СибАДИДля определения модуля упругости Е при изгибе используют приборы контроля деформаций часового типа ценой деления с = 0,01 мм.

Рис.7. Схема испытания образца на изгиб.

Рис.8. Расчетная схема при испытании образца на изгиб

11

12

13

9.Почему испытания на растяжение вдоль волокон и при статическом изгибе проводят циклической нагрузкой, а на сжатие и скалывание вдоль волокон - непрерывной? От чего зависит размах интервалов цикла?

10.Почему найденные из опыта значения временного сопротивления

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ НАПРЯЖЕННОработы-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ МОДЕЛЕЙ ДОЩ ТЫХ КЛЕЕНЫХ БАЛОК

1.Исходя из конструкцииАи статической схемы нагружения конкретной балки произвести анализДнапряженно - деформированного состояния и выявить возможные формы ее разрушения.

2.Определить длительную и кратковременную расчетную несущую

способность балки по СНиП II-25-80, обосновать наиболее вероятную форму разрушения. И

3.Вычислить прогиб балки посередине от заданной нагрузки и сравнить его с экспериментальным при той же нагрузке.

4.Ознакомиться с методикой испытания деревянных конструкций, учетом временного фактора для оценки длительной прочности.

5.Представить данные эксперимента в табличной и графической формах, произвести их анализ, выделить контрольные параметры (время, нагрузка, прогиб).

6.По результатам кратковременных (лабораторных) испытаний оценить

надежность данной конструкции при длительном действии нагрузки и дать окончательное заключение.Цель

14

Древес на о ладает реологическими свойствами, ее прочность и дефор-мат вность зав сят от скорости и продолжительности нагру-

. Кратковременнаябпрочность примерно в полтора раза превы-

нагрузка действует кратковременно, поэтому результаты расчета и испытания непосредственно сравнивать нельзя.

шает дл тельную. Расчетную несущую способность деревянных элементов, согласно [1], вычисляют с использованием так называемых базисных расчетных сопротивлений R, характеризующих длительную прочность древесиныА. Испытания же проводят относительно быстро,

тодика испытания деревянных конструкций и способ учета фактора времени при оценке длительной прочности по результатам кратко-

временных испытаний [2].

ПОРЯДОК ПРОВЕ ЕНИЯ РАБОТЫ В данной лабораторной работеДна примере балки изучается ме-

1. Определение несущей способностиИдощатой клееной балки

1.1. Конструкция образца и схемы испытаний

Конструкция балки и схема ее нагружения показаны на рисунке 9, там же приведены эпюры поперечных сил Q и изгибающих моментов М.

Поперечное сечение балки двутавровое, стенка с полками соединена эпоксидным клеем. Предполагается, что прочность соединения не ниже прочности соединяемых элементов.

Размеры поперечного сечения измеряют штангенциркулем и записывают в рабочую тетрадь.

15

Как видно из эпюр, в средней трети пролета балка испытывает чистый изгиб, причем М = Ммах , следовательно, нормальные напряжения также будут максимальными. В крайних третях пролета имеет место поперечный изгиб, а вблизи опор - чистый сдвиг поперечной силой Q = Qmax , здесь возникнут наибольшие касательные напряже-

ния.

СибАДИРис. 9. Конструкция балки схема ее нагружения: а) испытательная схема; ) расчетная схема.

1.2. Определение расчетной несущей способности балки

Расчетную несущую способность балки определяют из условий прочности по каждому из возможных предельных состояний.

a) Из условия прочности по нормальным напряжениям от изгиба

Максимальные нормальные напряжения определяются по фор-

муле [1, ф.(17)]

16

СибАгде Rск ‒ базисное расчетное сопротивлениеДскалываниюИвдоль волокон древесины стенки, принимаемое по [1, табл.3], Rск=16 кгс/см2; Sxотс ‒ статический момент отсеченной части поперечного сечения от-

где Ru ‒ баз сное расчетное сопротивление на изгиб древесины полок, прин маемое по [1, табл.3]; Jx ‒ момент инерции сечения относительно оси x, который определяют по формуле

носительно оси х, равный

Sxотс BH 2 B b h2 .

8

Из двух значений нагрузки P1 Р2 в качестве расчетной следует принять наименьшую Рmin, оно же указывает на предельное состояние, наиболее вероятное для данной балки.

1.3. Определение прогиба балки

Для данной статической схемы теоретический прогиб балки посередине пролета относительно опор вычисляют по формуле

17

f 23 Pl3 ,

1296 EJx

где Р ‒ нагрузка, принимаемая произвольно, но не более 0,9 Рmin;

‒ коэффициент, учитывающий влияние сдвига на прогиб балки, определяемый по [1, п. 4.33]:

Сгде k ‒ коэфф ц ент, принимаемый равным единице при высоте H = Приconst; ‒ коэфф ц ент, принимаемый по [1, приложение 4, табл.3]; Е ‒ нормат вный модуль упругости древесины, принимаемый по [1] равным 100000 кгс/см2.

Теорет ческ й прогиб характеризует длительную деформацию. кратковременномбнагружении прогиб может быть принят рав-

ным 70 % от дл тельного

fкр = 0,7f.

А2. Методика испытания

Перед началом испытания пробным нагружением проверяют стабильность ра оты измерительных приборов. альнейшее нагружение производят ступенчатой возрастающей нагрузкой. Ступени назначают одинаковыми по величинеД, составляющими прибли-

зительно 20 % от расчетной нагрузки.

Продолжительность нагружения должна быть одинаковой на всех ступенях. Сюда входит время подъема нагрузки, выдержки, снятия отсчетов по приборам. Ориентировочно это время может быть

принято равным одной минуте на ступень. И Для соблюдения временного графика нагружения выделяется

наблюдатель-хронометрист, который является режиссером испытания, по его командам производится приложение нагрузки, снятие отсчетов по приборам и т.д.

В таблице показана форма ведомости для записи отсчетов по прогибомерам и вычисления прогиба посередине балки.

18

Когда испытательная нагрузка превысит расчетную на 20...30 процентов, прогибомеры для сохранности рекомендуется снять. Дальнейшее нагружение продолжают с прежней скоростью до разрушения балки.

Разрушение ‒ это реализовавшееся предельное состояние. Место расположения, форма и причина разрушения должны быть тщательно обследованы. В отчете следует дать эскизное изображение балки после разрушения.

По данным таблицы строят график зависимости «Р – f», на котором отмечаются все контрольные параметры нагрузки и прогиба.

19

3. Оценка надежности балки по результатам испытания

Длительная надежность деревянных конструкций по результатам кратковременных испытаний оценивается по методике ЦНИИСК

[2].

20