Испытание клееной деревянной балки прямоугольного сечения на поперечный изгиб.
Цель работы изучение работы клеедощатой балки.
Задачи определить расчетную нагрузку на балку и сравнить ее с расчетной, определить модуль упругости клееной древесины, определить величины и характер распределения нормальных напряжений по высоте поперечного сечения балки, построить теоретический и экспериментальный графики прогибов балки. 1. УСТАНОВЛЕНИЕ ФАКТИЧЕСКИХ РАЗМЕРОВ ОБРАЗЦА Рис. 15. Клеедощатая балка прямоугольного поперечного сечения.
Исходные данные l 1950 мм h 158 мм b 50 мм. 2. СХЕМА ЗАГРУЖЕНИЯ ОБРАЗЦА И РАССТАНОВКИ ПРИБОРОВ Рис. 16. Схема загружения балки и расстановки приборов 1- клеедощатая балка 2- неподвижная опора 3- подвижная опора 4-распределительная траверса 5- стальной валик 6- металлическая накладка 7- нагруженная траверса. 3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНОЙ НАГРУЗКИ НА БАЛКУ Расчетная нагрузка Р определяется исходя из расчетной несущей способности балки или достижения ею предельного прогиба. а из условия обеспечения прочности от действия нормальных напряжений где kHм - расчетный изгибающий момент, Нм кгссм - момент сопротивления поперечного сечения - расчетное сопротивление древесины изгибу, МПа 13 МПа б из условия обеспечения прочности клеевого шва от действия касательных напряжений где Q P 2 13.27 2 6.64, Н кгс Sбр bh2 8 0.050.1582 8 156.03 см3 Jбр bh3 12 515,83 12 1643,46 см4 bрасч bK - при расчете на скалывание по клеевому шву, где К 0.6 - коэффициент непроклея, принимаемый по действующим нормам.
После подстановки получим bрасч bK 0.65 3 см Rck 2.1 MПА в из условия достижения предельного прогиба где Pn Р n n 1.2 - усредненный коэф. надежности Е 104 МПа- модуль упругости древесины После преобразования получаем, где 4. ИСПЫТАНИЕ БАЛКИ Прибор АИД - 2М с компенсирующим устройством с выходом шкалы С 10-5 5. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИСПЫТАНИЯ т 13Mпа экс 14,4Мпа т 13 экс 12,49 Рис. 17. Эпюра напряжений по высоте сечения балки 6. СРАВНЕНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ И ЭКСПЕРЕМЕНТАЛЬНЫХ ВЕЛИЧИН И АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ИСПЫТАНИЙ Рис.18 График прогибов балки ВЫВОД Экспериментальная величина прогиба значительно меньше расчетной величины в следствие в рассматриваемых конструкциях создается запас прочности Кзапаса 0,9 . Контрольные вопросы 1. Какие требования предъявляют к древесине и клею при склеивании ? Влажность древесины 9-12 . Не должно быть мелких пороков как сучки, косослой, гниль.
Не должно быть дефектов обработки как корабление и трещины, склеиваемые поверхности должны быть свеже отфрезерованными, очищенными и плотно прилегать одна к другой.
Клеи должны быть прочными, водостойкими, долговечными, технологичными.
К основным технологическим показателям клея относятся вязкость и жизнеспособность. 2. Какой метод принят для расчета деревянных конструкций, его сущность ? Расчет по предельным состояниям.
Предельным называется такое состояние конструкций за пределами которого дальнейшая эксплуотация не возможна. Два вида предельных состояний 1 по несущей способности прочности, устойчивости , 2 по деформациям прогибам, перемещениям. Расчет по первому предельному состоянию производится на расчетные нагрузки, а по второму- на нормативные. 3. Как определить модуль упругости клееной древесины при изгиде где f- прогиб образца p- степень загружения 4. Как экспериментально определяются нормальные напряжения в балке при изгибе разность отсчетов - база прибора М- цена деления прибора 5. Какие формы разрушения могут быть в клеедощатой балке? а разрушение по клеевому шву от действия косательных напряжений. б разрушение балки от действия локальных напряжений. 6. Почему экспериментальные данные отличаются от теоретических? Т.к. древесина анизотропная и имеет пороки, а теоретические данные получены для идеализированного материала.
Лабораторная работа 5