Деревянные конструкции. Лабораторные работы. Задачи. / ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 6
.doc
Санкт-Петербургский государственный технический
университет
Псковский политехнический институт
Кафедра строительных конструкций
Лабораторная работа № 6.
Испытание клееной фанерной балки коробчатого сечения.
Факультет: ИС
Группа:45-54
Студент: Крюков А.В.
Преподаватель: Попков С.В.
Цель работы: Определение расчётной несущей способности клееной фанерной балки коробчатого сечения с параллельными поясами на статический изгиб; измерение прогибов балки; сравнение экспериментальных данных с расчётно-теоретическими.
ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ:
Клеефанерные балки с плоской стенкой могут быть двутаврового поперечного сечения ( с одной или двумя стенками) и коробчатого сечения. Для стенок используется водостойкая фанера марки ФСФ или бакелизированная марки ФБС и ФБВ толщиной не менее 8÷10 мм. Пояса балок выполняются из вертикально поставленных досок толщиной не более 33 мм (после острожки), верхний пояс может быть криволинейного очертания. При высоте поясов более 100 мм в наружных досках делаются прорези шириной не менее 5 мм, это необходимо для уменьшения внутренних напряжений от усушечных деформаций по плоскости контакта разномодульных материалов (древесины и фанеры).
Высота балок в середине пролета назначается равной . Волокна рубашек фанеры располагают, как правило, в продольном направлении, стыкуя листы фанеры на “ус”. В этом случае стенки работают на восприятие нормальных напряжений. При значительных поперечных нагрузках волокна рубашек направляют перпендикулярно поясам ( для восприятия касательных напряжений), при этом стыки фанерных листов выполняются впритык с боковыми накладками на клею.
h – полная высота сечения;
h1- расстояние между центрами поясов;
ho – рабочая высота стенки балки;
bп и hп – ширина и высота поясов;
- толщина фанерной стенки.
Обработка результатов испытаний:
Балки, составленные из двух разномодульных материалов, рассчитывают по геометрическим характеристикам, приведённым к тому материалу, проверка которого выполняется.
Определяем приведённые статические моменты брутто относительно нейтральной оси половины сечения S и площади сечения пояса Sп ;
Приведённый момент инерции и момент сопротивления:
Расчётная нагрузка определяется по расчётной несущей способности из всех проверок прочности и жёсткости клеефанерной балки.
-
Проверка нижнего пояса:
где
Rp – расчетное сопротивление древесины пояса растяжению.
-
Проверка верхнего сжатого пояса:
, где
φ – коэффициент продольного изгиба пояса относительно оси Υ-Υ
при λ > 70
,
lo- расстояние между закреплёнными точками из плоскости балки (в лабораторной работе равно расстоянию между опорами балки).
3.Проверка фанерной стенки на растяжение:
, где
mф=0.8 – коэффициент, учитывающий снижение расчётного сопротивления фанеры в стыке ( в лабораторной работе в испытываемой балке стыков нет - ).
Rp.ф – расчётное сопротивление фанеры растяжению в плоскости листа вдоль волокон рубашек в зависимости от вида и толщины фанеры, по табл. 10 СНиП II-25-80.
Wnp.ф – приведённый момент сопротивления к фанере поперечного сечения балки (составить формулу и подсчитать самостоятельно).
- расстояние от ц. т. приведённого сечения до внешней границы.
- момент инерции при приведении к фанере.
4. Проверка фанерной стенки на срез ( обычно делается в опорном сечении для максимальной поперечной силы):
=1.4 см, суммарная толщина фанерных стенок в сечении;
Rф.cp – расчётное сопротивление фанеры срезу (ФБС) вдоль волокон рубашек – 110 кгс/см2
5. Проверка клеевого шва между поясами и стенкой:
= 6 см, общая длина клеевых швов;
Rф.ск – расчётное сопротивление фанеры скалыванию, 18 кгс/см².
Sn – приведённый к фанере статический момент пояса относительно нейтральной оси
6. Расчёт фанерной стенки по главным растягивающим напряжениям в опасном сечении в растянутой зоне, п.4.30 СНиП:
Rф.рα – расчётное сопротивление фанеры растяжению под углом α, определяемое по графику рис.17 прил.5 СНиП.
– угол определяемый по зависимости , физически это угол между главными растягивающими напряжениями и волокнами рубашек фанеры.
σст – нормальные напряжения в стенке от изгиба на уровне внутренней кромки пояса:
τст – касательные напряжения в стенке на уровне внутренней кромки растянутого пояса:
7. Расчёт фанерной стенки на устойчивость:
(*)
hрасч=a при а<hст, а – расстояние между поперечными ребрами в балке.
ku = 200 кгс/см2, kτ = 48 кгс/см2 – коэффициенты, характеризующие критические напряжения при потере устойчивости стенки заданных геометрических размеров, определяемые по графикам рис.18, 19 прил.5 СНиП.
Устойчивость стенки с продольным расположением наружных шпонов к оси балки следует проверять по формуле (*) при .
8. Проверка прогиба в середине пролета балки.
EJnp – жёсткость балки приведённая к древесине.
k, c – коэффициенты по табл.3 прил.4, п.4.33. СНиП.
по СНиП
Вывод: Расчётную несущую способность выбираем из условия проверки по прочности верхнего сжатого пояса