Л а б о р а т о р н а я р а б о т а № 4
Л а б о р а т о р н а я р а б о т а № 4
ИСПЫТАНИЕ КЛЕЕНОЙ ДЕРЕВЯННОЙ БАЛКИ
ПРЯМОУГОЛЬНОГО СЕЧЕНИЯ НА ПОПЕРЕЧНЫЙ ИЗГИБ
Цель и задачи работы
Цель – изучить работу клеедощатой балки на поперечный изгиб.
Задачи – определить: прогнозируемые несущую способность и предельный прогиб балки, опытные несущую способность и прогиб балки, нормальные напряжения в зоне чистого изгиба; сравнить экспериментальные и теоретические величины и проанализировать результаты испытаний.
Фактические размеры образца.
Схема нагружения образца и расстановки приборов
Рис.4.1. Схема загружения балки и расстановки приборов (а): 1 – клеедощатая балка,
2 – неподвижная опора, 3 - подвижная опора, 4 – распределительная траверса,
5 – стальной валик, 6 – металлическая подкладка, 7 – нагружающая траверса,
Т – тензорезисторы, И – индикаторы; эпюры M и V (б).
Размеры: l = мм; b ´ h = ´ мм; d = мм; d1 = мм;
Положение тензорезисторов по высоте сечения: y2/11 = мм; y3/12 = мм;
y4/13 = мм; y5/14 = мм; y6/15 = мм; y7/16 = мм; y8/17 = мм.
Порода – , сорт – .
Расчетная несущая способность образца при кратковременной нагрузке.
Предельный прогиб.
Расчетная несущая способность балки (при долговременной нагрузке), определяемая из условий:
а) обеспечения прочности от действия нормальных напряжений
= кН,
где МПа – расчетное сопротивление древесины изгибу (табл. 6.4);
, kd – коэффициенты условий работы. Для помещений с влажностью воздуха до 75% и при сочетании постоянной и кратковременной (снеговой) нагрузок
= 1,05 (табл. 6.3); при толщине слоев клееной балки dср = мм kd = (табл. 6.9).
б) обеспечения прочности от действия скалывающих напряжений
= кН,
где МПа – расчетное сопротивление древесины скалыванию вдоль волокон при изгибе клееных элементов (табл.6.4).
в) достижения предельного прогиба
= кН,
где МПа – модуль упругости древесины вдоль волокон при расчете по предельным состояниям второй группы (п.6.1.5.1);
Id = bh3/12= = – момент инерции сечения.
Расчетная несущая способность балки (при долговременной нагрузке)
= кН.
Прогнозируемая несущая способность образца при кратковременной нагрузке в лабораторных условиях
= кН,
где kдл – коэффициент, учитывающий снижение прочности при длительном действии нагрузки.
Принимают kдл = 0,67 (усредненное значение).
Принимаем для испытаний Fd.вр = кН.
Предельный прогиб балки:
- при длительном действии нагрузки - umax= l/150 = = мм (СНиП 2.01.07-85*);
- прогнозируемый при кратковременной нагрузке в лабораторных условиях - umax.вр = umax ´ kдл = ´0,67= мм, где kдл = 0,67 – коэффициент, учитывающий увеличение прогиба при длительном действии нагрузки.
Испытание балки
Таблица 4.1 Журнал определения прогиба балки
№ этапа нагружен. | Нагрузка F, кН | Отсчеты по индикаторам «с» | Приращение отсчетов «Dс» | Прогиб Uоп, мм | Примечание | |||||
И1 | И2 | И3 | Dсср=(Dс1+Dс2)/2 | Dс3 | ||||||
![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() | ||||||||||
U, мм
Рис. 4.1. График прогибов балки (экспериментальный и теоретический)
Б) По показаниям тензорезисторов
Нормальные напряжения
где ε = Δl0/l0 – относительная деформация. При измерении: – с помощью тензометрической станции АИД-4 ε = 10-5·ΣΔс; – приращение отсчета;
– с помощью цифровой тензометрической станции TS32L1 напряжения s вычисляются и выводятся на компьютер (при E0.nom = 6500 МПа);
E0.nom = 6500 МПа –модуль упругости древесины ( при расчете по предельным состояниям первой группы).
s = МПа; s = МПа; s = МПа; s = МПа; s = МПа; s = МПа; МПа; s = МПа; s = МПа; s = МПа.
Рис 4.2. Экспериментальная и теоретическая эпюры напряжений s по высоте
сечения балки при Fd.вр= кН.
Л а б о р а т о р н а я р а б о т а № 4