1334

Лабораторная работа №3 РАСЧЕТ И ЛАБОРАТОРНЫЕ ИСПЫТАНИЯ НАГЕЛЬНЫХ И

КЛЕЕВЫХ СОЕДИНЕНИЙ ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Цель работы

Исследовать напряженно-деформированное состояние гвоздевого соединения и определить надежность его при кратковременном и

с записью на людений в ра очую тетрадь;

6.Построить графики деформирования образца под нагрузкой, определить предел упругой ра оты;

7.Произвести оценку надежности данного гвоздевого соединения на действие длительной расчетной нагрузки.А

Техническоеобеспечение

1.Опытный образец гвоздевого соединения;

2.Средства измерений деформаций ‒ индикатор перемещений полосчатого типа.

3.Пресс.

4.Штангенциркуль.

5.Комплект учебных плакатов. ИД

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Гвоздевые соединения – разновидность нагельных соединений. Нагелями называются гибкие стержни, пластинки или иные

вкладыши, препятствующие взаимному сдвигу соединяемых элементов и работающие в основном на изгиб.

Нагельные соединения являются безраспорными, что обеспечивается защемлением нагеля в нагельном гнезде.

21

Нагели могут быть: пластинчатые и цилиндрические.

К цилиндрическим нагелям относятся: болты, штыри, гвозди, шурупы, глухари (винты большого диаметра).

Наибольшее применение в строительной практике получили цилиндрические нагели, которые могут быть выполнены из: стали, алю-

Снии узловых стыковых сопряжений элементов.

миния, стеклопластика, прочных пород дерева (дуба, бука, березы).

Ц л ндр ческ е нагели чаще всего используют при выполне-

По аналог с соединениями на заклепках в металлических конструкц ях каждое пересечение нагеля с рабочим швом называется «срезом».

чается от работы заклепки в металлических конструкциях. Заклепка

Рис.10. Работа нагеля в деревянных соединениях

22

Срезывающие напряжения в данном случае имеют второстепенное значение и могут не учитываться в расчете. Срезать деревянным элементом нагель, даже деревянный, не говоря уже о стальном, нельзя.

Из вышесказанного, следует, что рассматриваемое гвоздевое со-

единение испытывает следующие предельные состояния 1 группы: 1) смятие древесины в нагельном гнезде в крайних элементах; 2) смят е древес ны в нагельном гнезде в среднем элементе;

СибАДИБолтовые соединения могут быть симметричными, когда продольные силы действуют вдоль одной оси, относительно которой

симметрично расположены элементы, несимметричными, когда оси элементов не совпадают и симметрия соединения отсутствует. Соединяемые элементы могут располагаться по одной оси вдоль волокон или под углом друг к другу.

В данной лабораторной работе ознакомимся с оценкой длительной прочности по результатам кратковременных испытаний по методике ЦНИИСК им. Кучеренко.

23

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. Конструкция и размеры опытного образца

2. Определение расчетной несущей способности гвоздя на один условный срез

Расчётную несущую способность нагелей на один шов сплачивания (условный срез) определяют в соответствии с табл. 17 [1].

Расчетная несущая способность нагеля на один шов сплачивания (условный срез), определенная из условия смятия древесины в нагельном гнезде крайнего элемента:

Та = 80а·dгв = 80·3,8·0,4 = 121,6 кгс.

Расчетная несущая способность нагеля на один шов сплачивания (условный срез), определенная из условия смятия древесины в нагельном гнезде среднего элемента:

24

Тс = 50с· dгв =50·4,5·0,4 = 90 кгс.

Расчетная несущая способность нагеля на один шов сплачивания (условный срез), определенная из условия изгиба нагеля:

25

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.Какие деформации испытывают элементы гвоздевого соединения под нагрузкой?

2.Как влияет реологическое свойство древесины на несущую способность гвоздевого соединения?

3.От чего зависит и как определяется расчетная несущая способность гвоздевого соединения?

4.Какие параметры определяют из опыта для оценки надежности гвоздевого соединения?

5.Как влияет продолжительность нагружения на несущую способность

26

гвоздевого соединения?

6.По каким контрольным параметрам оценивают надежность гвоздевых соединений?

7.Как определяют предел упругой работы и разрушающее усилие гвоздевого соединения?

8.Назовите три условия, по которым оценивается надежность гвоздевых

СибАДИсоединений?

9. Как определяют реальную расчетную несущую способность гвоздевого соед нен я, если условия надежности не выполняются?

10. Дайте счерпывающий анализ надежности гвоздевого соединения по результатам спытания образца.

Ла ораторная работа №4

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ МОДЕЛЕЙ ПАНЕЛЕЙ ИЗ ДЕРЕВЯННОГО КАРКАСА И ФАНЕРНЫХ ОБШИВОК

Цель работы

Исследовать на модели напряженно - деформированное состояние трехслойной плиты со сплошным средним слоем и обшивками, оценить результаты расчета и опыта.

Задачи работы

1. Построить эпюры усилий М и Q от испытательной нагрузки, на основании которых сделать прогноз о видах напряженно – деформированного состояния плиты в целом и каждого ее элемента.

2. Вычислить расчетную несущую способность плиты по предельным состояниям 1-й группы.

3. Вычислить теоретически величины нормальных касательных напряжений в элементах плиты, а также прогиб посередине от испытательной нагрузки.

4.Определить экспериментально все параметры по п.3 от той же нагрузки, данные расчета и опыта сравнить.

5.Построить графики экспериментальных и теоретических зависимостей исследуемых параметров от нагрузки.

27

6.Сформулировать выводы по результатам проведенных исследований трехслойной плиты.

между собой соединены с помощью водостойкого клея.

Д И

28

Рис. 1. Испытательная схема плиты: а – схема нагружения и геометрия плиты; б – статическая схема и эпюры усилий; в – эпюры деформаций и напряжений в поперечном сечении.

При поперечном изгибе плит такого типа нормальные напряжения σ воспринимаются в основном обшивками, а касательные τ – средним слоем. Эпюры распределения этих напряжений по высоте

Споперечного сечения в расчетах принимаются такими, как показано на рис.12,в, т.е. упрощенными. Допустимость вышесказанного можно оцен ть путем сравнения результатов расчета и опыта.

тат ческая схема приложения испытательной нагрузки показана на р с.12,б, там же приведены соответствующие эпюры поперечных с л Q зг бающих моментов М. Следует обратить внимание на то, что аналог чные статические схемы неоднократно применялись лабораторных спытаниях других моделей, таких, например, как

сдвиг. В результатеизгибпоявляется возможность исследовать и оценить напряженно – деформированноеАсостояние для каждого из этих видов деформаций.

железобетонная, дощатая клееная деревянная балка и др. Это объяс-

2. Определение расчетной несущей способность плиты

из возможных предельных состоянийДв отдельности, вычислить соответствующие им расчетные нагрузки Рсоотв и из всех полученных значений принять наименьшее.

Расчетная несущая способность плиты – это та минимальная нагрузка, при которой реализуется одно из возможных предельных состояний. Следовательно, для того, чтобы определить расчетную несущую способность, надо рассмотреть условия прочности по каждому

Предварительно проверяют соотношение между упругими характеристиками материалов плиты [1, (VI.6)].

И

(1)

где Еф и µф – соответственно модуль упругости и коэффициент Пуассона материала обшивок; G – модуль сдвига среднего слоя из полистирольного пенопласта (табл.5).

Если условие (1) соблюдено, то расчет можно продолжить.

29

Геометрические характеристики поперечного сечения плиты, строго говоря, должны вычисляться, как для комплексной конструкции. Однако, как видно из табл. 5, упругие свойства материала среднего слоя на несколько порядков меньше, чем обшивок, поэтому при вычислении приведенных геометрических характеристик влиянием среднего слоя можно пренебречь. Учитывая только жесткость обшивок, получим следующие выражения для момента инерции Iz и мо-

2. Под действием поперечной силы Qmax возможно скалывание фанерных обшивок в плоскости листа по собственному клеевому шву между шпонами, условие прочности при этом

30