2.3.3 Деякі теоретичні відомості

Нагель у деревині працює як пружно-пластичний стержень у пружно-пластичному середовищі з різними схемами навантаження та защемлення. Несиметрична й симетрична схеми навантаження приведені на мал. 2.3.

Мал. 2.3. Розрахункові схеми з'єднань

а) однозрізна несиметрична; б) двозрізна симетрична.

Гранично припустиме навантаження з умови повного використання опору нагеля й деревини для круглих нагелів (відповідають 4-ій формулі для симетричного з'єднання).

T_наг,зг=

тут R_зг. та R_зм. – розрахункові характеристики нагеля на вигин та на зминання деревини .

З'єднання на цвяхах та шурупах мають нелінійну залежність “зусилля - деформація”. Цвяхи, виготовлені з холоднотягнутого дроту, мають границю текучості 600-800 Мпа, що значно перевищує границю текучості сталевих болтів.Сколювання та розколювання елементів у розрахунках з'єднань не враховують, для цього дотримуються відповідних правил розміщення нагелів. Тривалий опір деревини зминанню нагелями _{зм.трив.} = 0,28R_зм.

Експериментально доведено, що при навантаженні з'єднань на цвяхах залишкова деформація за цикл лінійно пов'язана з пружною деформацією до досягнення зусиль N_деф. Після цього відбувається руйнування трубок та волокон ранніх трахеїд, різко зростають деформації, з'являється текучість у сталевому нагелі.

Контрольні запитання

1. Правила розміщення цвяхів.

2. Чому дорівнює величина ступені навантаження?

3. До якої групи з'єднань відносяться з'єднання на цвяхах?

–15-

4. Визначення несучої здатності одного зрізу цвяха та з'єднання на цвяхах за будівельними нормами.

5. Визначення величини несучої здатності N_II (чим обумовлений граничний стан?).Визначення зусиль N_руйн., N_деф.

6. Характер руйнування з'єднань на нагелях.

7. Пояснити побудову графіка “_пружн.- _зал.” за цикл.

8. Пояснити роботу деревини та нагеля в з'єднанні.

-16-

2.4. Робота №5. Випробування балки Дерев'ягіна

2.4.1. Прилади, інструменти, матеріали

1. Бруски довжиною 1300-1900 мм, шириною b45 мм та висотою h45 мм. Порода – ялина, сосна, ялиця, модрина, вологістю w=12-15%.

2. Пластинки для з'єднання брусків товщиною 2-3 мм, шириною b_пл= b, довжиною l_пл=0,2h+2 мм.

Матеріал – деревина твердих порід, наприклад дуб, акація, береза;

Металева лінійка довжиною 300 мм із ціною розподілу 1 мм.

3. Штангенциркуль з погрішністю виміру не більш 0,1 мм. за ДСТУ 166.

4. Індикатори годинникового типу ІЧ-2 з ціною розподілу 0,01 мм чи 0,001 мм.

5. Металеві деталі для закріплення індикаторів до брусків.

6. Наколка та викрутка для загвинчування шурупів.

7. Прогиномір з ціною розподілу 0,01 мм.

8. Тензометри для виміру фібрових деформацій (не менше ніж 4 шт.)

2.4.2. Методика виконання роботи

Перелік робіт та методика їх виконання викладена в додатку 5.

Перед початком роботи виконують обмірювання зразків, перевіряють правильність розміщення нагелів (крок пластинок  9t_пл) та обмеження глибини їх урізання (не більш 1/5h_бр)

Встановлюють матеріал брусків нагеля, відносну вологість елементів балки.

Несучу здатність нагелів обчислюють з умов зминання та вигину.

Руйнівне навантаження на балку F_min обчислюють як меншу з трьох умов:

• міцності матеріалу брусків при вигині за нормальними напруженнями;

• міцності матеріалу брусків при сколюванні деревини між пластинками;

• міцності нагелів.

Експериментальне навантаження при неруйнівному методі дослідження приймають у два рази меншою від F_min.

Встановлюють прогиноміри, індикатори, тензометри, їх кріплять якомога ближче до кромок брусків.

Відліки з приладів знімають при нульовому навантаженні та дії сил F₁ і F₂, причому F₂  0,5F_min. Результати заносять у таблиці.

Обчислюють приріст деформацій величини зрушень , теоретичні напруження _т, експериментальні f_э та теоретичні f_т прогини.

За результатами випробувань обчислюють експериментальні напруження _э, коефіцієнти, що враховують піддатливість шва К_w і К_ж.

Будують епюру зрушень у шві за довжиною балки та епюри напруг _Э и _Т в місцях закріплення тензометрів.

Експериментльні та розрахункові дані заносять у журнал додатка 5.

У висновках:

• зробити висновок про величини, отриманих експериментально і

-17-

порівняти їх зі значеннями, приведеними в будівельних нормах.

• зробити висновок про правильність розміщення пластинчастих нагелів за довжиною балки та глибиною урізання;

• звернути увагу на розрахункову умову мінімальної несучої здатності балки;

• зробити висновок про величину зрушень у шві і максимального експериментального навантаження та необхідних обмеженнях за нормами і т.і.