R Rн mдл
m
где m ‒ коэффициент надежности по материалу, учитывает возможные отклонения в сторону меньших значений прочности мате- Сриала (т.к. m 1, то R – с более высокой обеспеченностью по отно-
шению к нормативному сопротивлению); mдл ‒ коэффициент, учитывающ й вл ян е дл тельности загружения в связи с переходом от прочности древес ны при кратковременных, стандартных испытаниях к ее прочности в условиях длительно действующих постоянных и временных нагрузок за весь срок службы конструкции.
приПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТЫ
1. Определенбе прочностных и деформативных характеристик
древес ны центральном растяжении вдоль волокон
1.1. Конструкция о разца и схема испытания
Для испытаний используют малоразмерные образцы из чистой |
|
древесины, т.е. из таких участков, где нет сучков, косослоя, биологи- |
|
ческих повреждений. О разцы изготавливают из досок и реек, выпол- |
|
|
Д |
ненных из кряжа радиальными и тангенциальными плоскостями (см. |
|
рис. 2). |
А |
|
И |
|
Рис.2. Схема распиловки древесины для образцов. |
Форма и размеры образцов установлены стандартами для каждого конкретного вида испытаний. Для испытаний на растяжение используют образец «восьмерка» из чистой древесины с
6
размерами, соответствующими требованиям ГОСТ 16483.23‒73 (рис. 3). Подготовленный образец устанавливается на испытательный стенд и производится расстановка приборов (рис. 4).
Си
б А Д
F a b , см2
Рис. 4. СхемаИиспытания
Рис.3. Размеры образца для испытаний на растяжение.
7
1.2. Определение модуля упругости при растяжении
Для определения модуля упругости Е используют приборы контроля деформаций – рычажные тензометры системы Гугенбергера с ценой деления с = 0,001 мм и базой Б = 20мм.
Определение модуля упругости Е производится на основе экс- |
|
периментальной зависимости между напряжением и относительной |
|
деформацией |
по закону Гука (рис. 5, а). |
При этом |
сходят из того, что при кратковременном нагружении |
(скорость лабораторных испытаний) и при малых напряжениях (не |
|
превышающ х 0,5 σвр ) реологические свойства древесины проявля- |
|
Сются слабо зав с мость подчиняется линейному закону. |
|
|
Поэтому вел ч на интервала нагрузки, прикладываемой к об- |
разцу, устанавл вается в пределах от 50 до 150 кгс, что соответствует |
|
напряжен ям равным примерно 40% ожидаемого предела прочности |
|
( |
. 5, б). |
рис |
|
а) |
) |
|
б |
|
А |
|
Рис.5. Испытательные предпосылки: а – диаграмма « »; |
|
б – схема нагружения образца |
|
Д |
|
Измерение удлинений образца Б производят при помощи тен- |
зометров Т1 и Т2 с одинаковыми базами Б = 20Имм и одинаковой ценой деления С = 0,001мм.
По закону Гука нормальное напряжение определяется по форму-
ле:
Е,
где Е – модуль упругости материала; ‒ относительное удлинение образца.
8
ББ .
Тогда закон Гука можно записать:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Б |
Е |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Б |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Используя определение напряжения можно записать: |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Р |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Так м образом |
меем: |
|
|
|
|
A |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
показаний |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
С |
|
Р |
|
Б |
Е |
Е |
|
Р |
|
Б |
. |
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
Б |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
А |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
А |
Б |
|
|
|
|
|
|||||
|
Но |
зменен е |
|
|
|
|
|
|
двух тензометров можно записать как |
||||||||||||||||||
|
Тср С. |
база |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
Б Т1 |
Т2 |
Тср; |
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
Вел ч на пр ложенной нагрузки определяется как Р = (Р1 ‒ Р2). |
||||||||||||||||||||||||||
|
Б = 20 мм – |
тензометра. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
А |
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
При расчетах нео ходимо учесть цену деления прибора С, т. е. |
||||||||||||||||||||||||||
|
Учитывая вышеизложенное, получим значение модуля упруго- |
||||||||||||||||||||||||||
|
сти: |
|
|
|
|
|
|
|
|
(Р1 |
|
Р2) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Е |
|
|
|
20мм |
; |
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Тср С |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 1 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
И |
||||||
|
|
|
|
|
|
Журнал испытаний №1 |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
Д |
|
||||||||||||||||||||
|
N |
Р, |
|
|
Отсчеты по индикаторам |
Тср,i |
|||||||||||||||||||||
|
цикла |
кгс |
|
|
Т1 |
|
|
|
Т1 |
|
|
Т2 |
|
|
|
Т2 |
|
|
|
||||||||
|
1 |
50 |
|
|
10 |
|
|
|
18 |
|
|
|
|
|
|
10 |
|
|
|
19 |
|
18.5 |
|
||||
|
150 |
|
|
28 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
29 |
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
2 |
50 |
|
|
10 |
|
|
|
17 |
|
|
|
|
|
|
10 |
|
|
|
19 |
|
18 |
|
||||
|
150 |
|
|
27 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
29 |
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
3 |
50 |
|
|
10 |
|
|
|
16 |
|
|
|
|
|
|
10 |
|
|
|
19 |
|
17.5 |
|
||||
|
150 |
|
|
26 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
29 |
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
4 |
50 |
|
|
10 |
|
|
|
18 |
|
|
|
|
|
|
10 |
|
|
|
19 |
|
18.5 |
|
||||
|
150 |
|
|
28 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
29 |
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
5 |
50 |
|
|
10 |
|
|
|
16 |
|
|
|
|
|
|
10 |
|
|
|
19 |
|
17.5 |
|
||||
|
150 |
|
|
26 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
29 |
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
9
|
6 |
|
|
|
|
|
|
50 |
|
|
|
|
|
|
|
10 |
|
|
17 |
|
|
|
10 |
|
19 |
|
|
18 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
150 |
|
|
|
|
27 |
|
|
|
|
|
29 |
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
Рразр = 975 кг |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Тср =18 |
|||||||||
|
Е |
|
(Р1 Р2) |
|
|
20мм |
|
|
100кгс |
|
|
|
20мм |
|
138888кгс/ см |
2 |
; |
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
А |
|
|
|
|
Тср |
С |
0,8см2 |
18 |
|
0,001мм |
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
вр |
|
|
Рразр |
|
|
|
|
975 |
|
|
1026кгс/ см |
2 |
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
А |
|
|
1,9 0,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1.3. Выводы по результатам испытания |
|
|
|
|||||||||||||||||
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
Полученные в результате испытаний значения сравниваются с |
|||||||||||||||||||||||||||||
|
данными СП 64.13330.2016 деревянные конструкции. |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
Е |
|
|
|
100000 кгс |
|
; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
СНиП |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
см |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
кгс |
|
|
|
|
|
||||
|
Е 138888 кгс |
Е |
|
|
|
100000 |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
см |
2 > |
|
СНиП |
|
|
|
|
|
см |
2 . |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
ч |
|
1000 |
бкгс |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
Rвр |
|
см |
2 |
; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
вр |
1026 |
|
кгс2 Rврч |
|
1000 кгс2 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
см |
|
|
|
|
|
|
|
см |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
Прочностные |
Аи деформационные характеристики |
образца из |
|||||||||||||||||||||||||||
чистой древесины на растяжениеДвдоль волокон соответствуют показателям кондиционной древесины.
2. Определение прочностных и деформационныхИхаракте-
ристик древесины при изгибе
2.1. Конструкция образца и схема испытаний
Форма и размер образцов для определения модуля упругости
при изгибе в соответствии с ГОСТ (рис. 6). Размеры образца: а = 2 см; b = 2 см; F = 4 см2.
Подготовленный образец устанавливается на испытательный стенд и производится расстановка приборов (рис. 7).
10