МОРДОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им. Н. П. ОГАРЁВА»

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ

УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ

МОРДОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им. Н. П. ОГАРЁВА»

Архитектурно-строительный факультет

Кафедра строительных конструкция

Лабораторная работа №3

«Изучение особенностей работы гвоздевого соединения деревянных элементов»

Выполнил: студент 501 гр. з/о _________ Бурова Д.О.

Направление подготовки 08.03.01 «Строительство»

Проверил: к.т.н., доцент ___________ И.П. Терешкин.

Саранск 2020

Лабораторная работа № 3

ИЗУЧЕНИЕ ОСОБЕННОСТЕЙ РАБОТЫГВОЗДЕВОГО СОЕДИНЕНИЯ
ДЕРЕВЯННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

1.1. Цель лабораторной работы
Работа проводится с целью определения деформативно - прочностных характеристик гвоздевого соединения и ознакомления с характериыми особенностями его работы.
По результатам испытаний определяют следующие показатели, характеризующие несущую способность и деформативность соединения:
-разрушающую нагрузку Рвр;
-нагрузку соответствующую резкому возрастанию пластических
деформаций Рпл;
-коэффициенты К1- Рвр/Рпл, К2 =Рвр/Т, К3=Рил/Т;
-деформации, соответствующие расчетной несущей способности соединения (∆ расч).

1. 2.Особенности работы гвоздевых соединений и основные
положения их расчета

Гвоздевые соединения элементов деревянных конструкций принадлежат к общей группе нагельных соединений. Характерной особенностью их работы является изгиб нагеля (гвоздя) под нагрузкой, сопровождающийся обмятиес древесины в нагельном гнезде. Распор в соединении не возникает. Разрушение происходит либо от изгиба гвоздя, либо от смятия древесины в нагельном гнезде. Возможное разрушение от раскалывания или скалывания древесины исключается соответствующей расстановкой нагелей (гвоздей), для чего в нормах оговорены минимально возможные расстояния между ними.
Расчетная несущая способность гвоздевого соединения в расчете на один срез определяется как меньшее из трех возможных значений:
-из условия смятия крайних элементов
х= 0,8ad= 0,8*4,5*0,5=1,8 кН (1.1)

-из условия смятия среднего элемента
Tс=0,5cd= 0,5*4,5*0,5=1,125 кН (1.2)

-из условия изгиба гвоздя
Tи= 2,5d²+0.01a²=2.5*0.5²+0.01*4.5²=0.8275 кН (1.3)

но не более 4d²= 4*05²=1кН

В формулах 1. 1, 1.2, 1. 3. Т - расчетная несущая способность в (кН), а и с - толщина крайнего и среднего элементов (см); d - диаметр гвоздя (см). Расчетную толщину крайнего элемента определяют с учетом его ослабления острием гвоздя на выходе из массива древесины, т.с. уменьшают на величину 1,5 d.

1. 1. Методика проведения испытания
Общий вид образца, схема его нагружения, размещение измерительных приборов и оснастки показаны на рис. 1. 1.
Нагрузка на образец передается через треугольные центрирующие призмы. Ступень натружения назначается из расчета 0,08…0,1 от разрушающей нагрузки. Ее обычно определяют пробным испытанием отдельного образца, побо, ориентировочно, по формуле:
Pвр= 3T…4T =2,485*4,97=12,35кН
где Т – расчетная несущая способность, равная:

T = Tmin nш nr=0.8275*2*3=4.97кН

Tmin - минимальная несущая способность соединения в расчете на один срез, определяется по формулам 1.1, 1.2, 1.3,
nш- число плоскостей среза;
nr- число нагелей (гвоздей).

При изготовлении образца между соединяемыми элементами устраивается зазор 0.4…0.8 мм. Во избежание перекоса при проведении испытаний, крайние элементы соединяются парными планками на шурупах. Верхние планки специально не ставят, их роль выполняют упоры для ножек индикаторов. Сами индикаторы крепятся на на кронштейнах к средним элементам. При загружении образцов индикаторы, фиксирующие взаимный сдвиг элементов, работают на выход, что делает возможным проведение испытаний до полного разрушения и исключает повреждение приборов.
Перед испытанием образец предварительно нагружать до 1.1.5 кН для ликвидации "рыхлых" деформаций. Испытание ведут непрерывно возрастающей нагрузкой до разрушения. Показания по индикаторам снимают синхронно по команде, в момент достижения определенной ступени нагружения. Результаты измерений заносят в журнал испытаний (табл. 1.1). Величину разрушающей нагрузки (Рвр) фиксируют по силоизмерительной шкале. В случае отсутствия явных признаков разрушения в качестве Рабочего принимают нагрузку, при которой происходит резкое падение усилия либо непрерывный рост деформаций без изменения величины прилагаемого усилия.
После испытания и осмотра образца в журнале отмечают характер разрушения соединения.

1.1. Обработка результатов испытаний
В журнале испытаний подсчитывают величины деформаций по индикаторам, определяют средние значения полной деформации сдвига и разности полных деформаций на каждой ступени. Обработанные результаты представляют в виде графиков (рис. 1.2 и 1.3).

По графику рис. 1.3 определяют нагрузку, соответствующую ускоренному росту пластических деформаций Рпл графику рис 1.2 определяют деформацию, соответствующую расчетной несущей способности соединения (∆расч).
По полученным результатам определяют коэффициенты К1, Кг, Кз.

Таблица 1.1