Определение расчетной несущей способности одного среза гвоздя

Из условия смятия крайнего элемента с учетом их различной расчетной толщины:

а) для шва со стороны забивки гвоздя расчетная толщина равна толщине доски

а_р = а

Т'а = 0,8·a·d = 0,8·4,4·0,5 = 1,76 кН

б) для шва со стороны острия гвоздя расчетная толщина уменьшает­ся на 1,5d, так как гвоздь пробивает крайнюю доску насквозь и возможен отщеп в доске, при забивке

а_р = а - 1,5d = 4,4 – 1,5·0,5 = 3,65 см

Т''а = 0,8·a_р·d = 0,8·3,65·0,5 = 1,46 кН

Из условия смятия среднего элемента:

Тс = 0,5·с·d = 0,5·4,4·0,5 = 1,1 кН

Из условия изгиба гвоздя:

- для шва со стороны забивки гвоздя

- для шва со стороны острия гвоздя

Наибольшая несущая способность

Определение расчётной несущей способности соединения

Минимальная несущая способность одного "среза" гвоздя:

а) для шва со стороны забивки гвоздя -

б) для шва со стороны острия гвоздя -

Минимальная расчетная несущая способность соединения

Теоретическая величина нагрузки, при которой резко возрастают остаточные деформации, с учетом кратковременности ее действия при испытании

где m_дл = 0,66 – коэффициент, учитывающий снижение прочности древесины при длительном действии нагрузки.

Указания по выполнению работы

Во время испытания образца определяется разрушающая нагрузка, а также деформации соединения. Испытание производится на машине УМ-5. Нагрузка измеряется по шкале с делениями до 20 кН. В ходе испытания измеряются и записываются таблицу 2 деформации соединения по данным двух индикаторов. Установка индикаторов показана на рис. 6.

Рис. 6. Установка индикаторов на образце

Таблица 2. Определение деформаций соединения на гвоздях

Нагрузка, кН	Индикатор №1	Индикатор №2	Средние деформации за цикл, мм	Остаточная деформация образца Dост
Отсчёт по прибору, мм	Полная деформация за цикл Dпол, мм	Упругая деформация Dупр, мм	Полная деформация образца Dост, мм	Отсчёт по прибору, мм	Полная деформация за цикл Dпол, мм	Упругая деформация Dупр, мм	Полная деформация образца Dост, мм	Полная за циклDпол	Упругая Dупр	Остаточная Dост	Полная деформация образца Dпол. ост
	5,21				5,49
1(100)	5,27				5,61
3(300)	5,54	0,27			5,99	0.38			0,325			0.325
1(100)	5,44		0,1	0,17	5,72		0,27	0,11		0.185	0.14		0.22
5(500)	5,78	0,31			6,26	0.5			0,405			0.545
1(100)	5,56		0.22	0.09	5,76		0.37	0.13		0.295	0.11		0.275
7(700)	5,98	0,42			6,48	0.72			0,57			0.82
1(100)	5,58		0.4	0.02	5,77		0.71	0.01		0.555	0.015		0.19
9(900)	6,13	0.6			6,66	0.89			0.745			0.9
1(100)	5,60		0.53	0.07	5,79		0.87	0.02		0.7	0.045		0.12
11(1100)	6,25	0,65			6,78	0.99			0.82			1,13
1(100)	5,62		0.63	0.02	5,80		0.98	0.01		0.805	0.015		0.115
13(1300)	6,36	0,74			6,90	1,1			0,92			1.245
1(100)	5,61		0.75	0.01	5,81		1.09	0.01		0.92	0.01		0.09
15(1500)	6,45	0,84			6.99	1,18			1.01			1.345
1(100)	5,61		0.84		5,75		1,24	0.06		1,
å				0.38				0.35			0,335		1.01
Р'разр
Р''разр

 

Для ликвидации рыхлых деформаций образец предварительно загружают нагрузкой в 1 кН, которая принимается в дальнейшем за условный нуль.

Испытание ведется непрерывно с постоянной скоростью натяжения или разгрузки, равной примерно 0,3 кН/с. Нагрузка увеличи­вается ступенями в 2 кН с разгрузкой после каждого цикла до условного нуля (рис. 7).

 

 

Рис. 7. График зависимости между нагрузкой Р и деформациями:

D_полн - полная деформация от начала испытаний; D_ост - остаточная деформация за цикл; D_упр - упругая деформация; D_{полн.цикл} - полная деформация за цикл.

Отсчеты по индикаторам фиксируются в тот момент, когда нагруз­ка достигает соответствующей ступени, либо условного нудя. Величину разрушающей нагрузки определяют по силоизмерителю машины, когда при непрерывном росте деформаций нагрузка не увеличивается.Величина нагрузки, при которой резко возрастают остаточные деформации (Р_деф), определяется следующим образом.

1. По таблице 2 вычисляются средние (по двум индикаторам) величины полных упругих и остаточных деформаций за цикл. Предвари­тельно определятся полные и упругие деформации за цикл отдельно по каждому индикатору.

Для определения полной деформации за данный цикл следует из отсчета при нагрузке вычесть предыдущий отсчет при условном нуле.

Для определения упругой деформации нужно из отсчета при нагрузке вычесть последующий отсчет при условном нуле (рис. 7).

2. Строится график зависимости между упругими D_упр и остаточными D_ост деформациями, (см. рис. 8). Каждая точка этого графика соответствует определенной нагрузке.

3. По графику находиться нагрузка, при которой резко возрастают остаточные деформации. Ей соответствует точка перелома двух прямых (рис. 8).

По данным испытания определяется полная деформация соединения при расчетной нагрузке, считая от начала испытания, т.е. от нагрузки, равной нулю. Полная деформация равна разности между отсчетами при расчетной нагрузке и до испытания.

Заключительным этапом работы является сравнение фактических величин: нагрузки, при которой резко возрастают остаточные деформа­ции, и деформации сдвига при расчетной нагрузке, полученной в результате испытаний, с их теоретическими значениями, определенными по выше приведенным формулам или по нормам.

 

 

Рис. 8. График зависимости между упругой и остаточной деформациями:

D_ост - остаточная деформация; D_упр - упругая деформация;I – зона упругой работы; II – зона упруго-пластичной работы; III – зона пластической работы.