Предельный прогиб

Л а б о р а т о р н а я р а б о т а № 4

ИСПЫТАНИЕ КЛЕЕНОЙ ДЕРЕВЯННОЙ БАЛКИ

Цель – изучить работу клеедощатой балки прямоугольного сечения на поперечный изгиб.

Задачи – определить: прогнозируемую несущую способность и предельный прогиб балки; опытную несущую способность и прогиб балки, модуль упругости клееной древесины, 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 образца: l = мм; b ´ h = ´ мм; d = мм; d₁ = мм;

Положение тензорезисторов по высоте сечения: y_2/11 = мм; y_3/12 = мм;

y_4/13 = мм; y_5/14 = мм; y_6/15 = мм; y_7/16 = мм; y_8/17 = мм.

Порода –, сорт –.

Расчетная несущая способность образца.

Предельный прогиб

Расчетная несущая способность балки как элемента покрытия (при долговременной нагрузке – постоянной и снеговой), определяемая из условий:

а) обеспечения прочности от действия нормальных напряжений

= кН,

где МПа – расчетное сопротивление древесины изгибу (табл. 6.4);

, k_d – 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 d_ср = мм k_d = (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 f _u от полной нормативной нагрузки

F _u.d = 0, 507 · E ₀ · k _mod · I _sup / { l ² · [1 + 15, 65 · (h / l)²]}=

= кН,

где E ₀ = 8500 МПа – модуль упругости древесины вдоль волокон при расчете по предельным состояниям второй группы (п.6.1.5.1);

I _sup = b · h ³ / 12= = – момент инерции сечения;

fu = u = u ₀ · [1 + k _v · (h / l)². u ₀ = 1 / 56, 35 · F _k · l ³ / (E ₀ · k _mod · I _sup) – прогиб низкой балки (при l / h > 20) постоянной высоты сечения без учета деформаций сдвига. F _k = F _d / g_f.ср – нормативная нагрузка на балку. g_f.ср – коэффициент надежности по нагрузке, среднее значение которого можно принять g_f.ср = 1, 35. k _v = [45 – 24 · a · (1 – b) + 3 · b] · 1 / (3 – 4 · a²) = 15, 65 – коэффициент, учитывающий деформации сдвига (ползучесть во времени) от поперечной силы. a = 1 / 3. b = 1 (табл. 8.2);

f _u = l /150 – предельный прогиб от полной нормативной нагрузки (п. 10.6 – СНиП 2.01.07-85*).

Расчетная несущая способность балки (при долговременной нагрузке)

= кН.

Прогнозируемая несущая способность образца при кратковременной нагрузке в лабораторных условиях

= кН,

где k_дл – коэффициент, учитывающий снижение прочности при длительном действии нагрузки.

Принимают k_дл = 0, 67 (усредненное значение).

Принимаем для испытаний F _d.исп = кН.

Предельный прогиб балки:

- при длительном действии нагрузки (постоянной и временной) –

u_max= l /150 = = мм (СНиП 2.01.07-85*).