Министерство образования РФ

Санкт-Петербургский Государственный Технический Университет

Псковский политехнический институт

Кафедра строительных конструкций

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2.

Испытание соединений деревянных элементов

на стальных нагелях и гвоздях.

Факультет : ИС

Группа :45-54

Студент: Геталов Ю. В.

Преподаватель: Попков С. В.

Псков, 2001 год.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: определить прочность и деформативность нагельных соединений; установить разрушающую нагрузку и сравнить ее с расчетной несущей способностью соединения; построить зависимость деформаций сдвига в соединении от нагрузки и определить деформацию соединения, отвечающую расчетной несущей способности; установить нагрузку, соответствующую величине предельно допустимого сдвига соединения.

ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ:

Испытывают два образца: соединение на стальных цилиндрических нагелях или болтах и соединение на гвоздях. Образцы изготавливают одинаковых размеров из стандартной древесины без пороков в зоне размещения нагелей и представляют собой симметричные двухсрезные нагельные соединения.

Размещение нагелей и гвоздей в образцах должно осуществляться с соблюдением требований СНиП II-25-80, определяющих наименьшие допустимые расстояния S₁; S₂; S₃ для предотвращения преждевременного скалывания и раскалывания древесины нагельных гнезд.

Образец.	СНиП II-25-80.	Вывод (уд./неуд.)
На гвоздях.
S1=38 мм S2=28 мм S3=13 мм Аmin=32 мм с=33 мм dг=4 мм		неуд. уд. неуд.
На нагелях.
S1=61 мм S2=33 мм S3=27 мм Amin=37 мм с=39 мм dн=8 мм		уд. уд. уд.

• для соединений на болтах и штырях:

кН, - из условия смятия в крайних досках;

кН, - из условия смятия средней доски;

кН, - из условия изгиба нагеля;

• для соединений на гвоздях:

кН, - из условия смятия в крайних досках;

кН, - из условия смятия средней доски;

кН, - из условия изгиба гвоздя;

где а - толщина крайних элементов, см;

с - толщина средних элементов, см;

d - диаметр нагеля в см.

Т_а, Т_с, Т_и - в кН; в формулу (1) подставляется наименьшее значение из этих трёх расчётных условиях.

При определении расчётной несущей способности нагельных соединений по приведенным выше формулам необходимо учесть то, что они применимы для длительного действия нагрузки (срок эксплуатации) и нормальной влажности древесины (порядка 12-15%). Поэтому для сопоставления с опытными данными кратковременных испытаний расчётная несущая способность образца по формуле (1) должна быть скорректирована:

; ; ;

где m_дл = 0.66 – базисное значение коэффициента, учитывающего длительность нагружения при совместном действии постоянной и кратковременной нагрузок, приводящее к снижению разрушающих усилий при длительном воздействии нагрузки;

k_w =1 – коэффициент, учитывающий влажность;

Для нагелей: кН.

Для гвоздей: кН.

В соединении нагели работают на изгиб, и древесина - на смятие, что и учитывается при определении расчетной несущей способности “Т” каждого образца по формуле:

, (1), где

Т _min - наименьшая расчётная несущая способность нагеля на один шов (срез);

n _ш - число расчётных швов одного нагеля;

n _н - количество нагелей в соединении.

Для нагелей кН

Для гвоздей кН

Швами или срезами в нагельных соединениях называются пересечения нагелей плоскостями сдвига между элементами.

Расчётная несущая способность цилиндрического нагеля на один срез определяется по следующим формулам (СНиП II-25-80, табл. 17):

ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИСПЫТАНИЙ:

По записанным в журнале отсчётам подсчитываются деформации и строится график зависимости полной деформации сдвига от нагрузки. По графику определяют деформацию соединения от нагрузки равной кратковременной расчетной несущей способности образца.

Для гвоздей:

Р, Н	0	1500	2350	2900	3300	3650	3900	4100	4250	4350	4400	4550
, мм	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	16

Для нагелей:

Р, Н	0	2200	3000	3500	4500	5000	6000	7000	8500	8750	8800	8850
,мм	0	0.1	0.22	0.26	0.35	0.39	0.83	1.57	3	3.96	7.5	7.5

8900	8500
9.5	12

Для гвоздей:

Для нагелей:

Для каждого образца вычисляется в процентах:

• отношение измеренной деформации от кратковременной расчётной несущей способности, к расчётной предельно допустимой деформации, равной мм;

• отношение разрушающей нагрузки к кратковременной расчётной несущей способности соединения;

• отношение нагрузки, соответствующей расчетной деформации к кратковременной расчётной несущей способности.

; ; .

Определяется коэффициент податливости соединения, в кН/см: .

Для нагелей: Для гвоздей:

кН/см кН/см

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ.

1. Виды соединений деревянных элементов, какие из них являются податливыми, а какие - жёсткими?

2. Как расставляются цилиндрические нагели в соединении и почему?

3. Как работает нагель (болт, штырь) и древесина в соединении?

4. Как определить требуемое количество нагелей в соединении?

5. Как расставляются гвозди в соединении?

6. Как определить требуемое количество гвоздей в соединении?

7. Как работают гвозди и болты в соединениях под углом и со стальными накладками?

8. Почему нельзя учитывать в расчете одновременно разные виды связей?