4

Министерство образования РФ

Санкт-Петербургский государственный технический

университет

Псковский политехнический институт

Кафедра строительных конструкций

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3.

Испытание на статический изгиб клеедощатой и цельной

деревянных балок прямоугольного сечения.

Факультет : ИС

Группа :45-54

Студент: Геталов Ю.В.

Преподаватель:

Попков С. В.

Псков, 2001 год.

Цель работы : определить расчётную несущую способность балок; установить величины и характер распределения нормальных напряжений по высоте сечения балок; определить прогиб балки и сравнить его с расчётным; вычислить модуль упругости древесины двумя способами.

Основные сведения:

Испытанию подвергается клееная из четырёх брусков балка прямоугольного сечения из стандартной древесины (сосна или ель влажности 810%), бруски без пороков, готовые слои брусков должны иметь согласованное расположение. Цельная деревянная балка прямоугольного сечения с размерами идентичными клееной балке.

В изгибаемых балках от нагрузок, действующих поперёк продольной оси, возникают изгибающий момент и поперечная сила. Эксперименты показали, что при эксплуатационных нагрузках древесина балки работает как линейно-упруго-деформируемый материал (справедлива гипотеза плоских сечений и линейный закон распределения нормальных напряжений по высоте сечения балки). В стадии работы балки, предшествующей разрушению, напряжения сжатия и растяжения достигают предельных значений, появляются складки смятия в крайних волокнах сжатой зоны, затем происходит разрыв крайних (или фибровых) волокон в растянутой зоне. Несущая способность теряется – происходит разрушение.

Балки испытываются как однопролётные свободно опертые на сосредоточенную силу приложенную в середине расчетного пролета.

Нагрузка снимается по показаниям силоизмерителя пресса. Прогиб балки измеряется индикатором часового типа (мессурой) с ценой деления 0.01 мм в расчётном сечении балки. Деформации удлинения и удорожания соответственно крайних растянутого и сжатого волокон определяются тензометрами Гугенбергера. Расчётная схема балки, приложение нагрузки, размещение измерительных приборов показаны на рисунке.

Обработка результатов испытаний:

Данные экспериментальных испытаний и расчётные величины на их основе записываются в следующую таблицу 1.

Табл.1.

Р				1	2
кгс	ед.	ед.	мм	10-4		кгс/см2
100	9	12	300	4.5	6	17.58	23.44	45	60
200	17	21	580	8.5	10.5	35.15	46.87	85	105
300	25	30	870	12.5	15	52.73	70.31	125	150
400	39	48	1500	19.5	24	70.31	93.74	195	240

В таблице 1:

Р - нагрузка прикладываемая ступенчато;

– показания тензометров Гугенбергера в единицах деления шкалы, установленных на крайних сжатом и растянутом волокнах балки.

– относительные деформации соответствующих крайних волокон, где – S=20 мм – база тензометра; 1000 – коэффициент тензочувствительности тензометра (или увеличения).

М_1,2 – изгибающие моменты определяемые по общей эпюре изгибающих моментов для соответствующих мест установки тензометров по длине балки.

_1,2 - теоретические и экспериментальные нормальные напряжения по высоте сечения балки, определяемые по приведённым в таблице формулам.

- модуль упругости древесины по СНиП.

, - по т.3 СНиП II-25-80

;;

Определили несущая способность балок из условий прочности по нормальным касательным напряжениям и из условия предельно допустимого прогиба. Из трёх найденных значений выбирается нагрузка соответствующая несущей способности балки, т.е.

Первый способ определения модуля упругости древесины в работы основывается на подстановку в формулу для определения теоретического прогиба f₀ экспериментальных измеренных индикатором часового типа значений прогиба f^экс.

Для сравнения строится зависимость “Р-f^экс”, которая аппроксимируется прямой линией. На этом рисунке пунктирной линией показывается теоретическая прямая прогиба.

Второй способ определения модуля упругости древесины основывается на линейной зависимости (законе Гука) между напряжениями и деформациями “- , по которым, после их аппроксимации прямыми линиями , находятся модули упругости , соответственно для крайних сжатых и растянутых волокон.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:

1. Как рассчитать изгибаемый элемент по прочности на действие нормальных и касательных напряжений?

2. Как рассчитать изгибаемый элемент по прогибам?

3. Объяснить два способа определения модуля упругости, которыми пользовались в работе.

4. Как подобрать сечение балки по прочности при заданных нагрузках и длине пролета?

5. Как определить наибольшую нагрузку, выдерживаемую балкой по прочности, если размеры её сечения и длина пролёта известны?

6. Проверка изгибаемых элементов на устойчивость плоской формы деформирования.