способ испытания образца несимметричного соединения деревянных элементов

Формула изобретения

СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ ОБРАЗЦА НЕСИММЕТРИЧНОГО СОЕДИНЕНИЯ ДЕРЕВЯННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ, заключающийся в том, что деревянные детали соединяют в испытуемый образец, образец размещают между опорной поверхностью и поверхностью, обеспечивающей передачу фиксированного воздействующего усилия, отличающийся тем, что, с целью упрощения методики испытания и повышения достоверности результатов, не менее двух элементов соединяют посредством связей в одиночный образец, образец устанавливают так, что плоскость сплачивания располагается наклонно относительно плоскости приложения усилия и опорной плоскости, при этом опорную поверхность для приложения воздействующего усилия на образец, выполненную в виде уголкового упора или в виде плоского среза образца, располагают параллельно опорной плоскости, воздействующие на образец усилия прикладывают соосно и навстречу друг другу, а величину сдвигающего усилия определяют как геометрическую проекцию общего воздействующего усилия на плоскость сплачивания соединяемых элементов.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области исследования строительных конструкций и предназначено для использования при испытании несимметричных соединений элементов деревянных конструкций.

Известны устройства (Конструкции из дерева и пластмасс./Под ред. д.т.н. проф. Карлсена Г.Г. и к.т.н. проф. Слицкоухова Ю.В. - М.: Стройиздат, 1986, с.137), в которых вследствие ограниченности размеров дерева создание из него строительных конструкций больших пролетов или высоты невозможно без соединения отдельных элементов. Для сплачивания деревянных элементов по высоте, сращивания по длине и выполнения узловых сопряжений применяются соединения на связях различных видов.

Наиболее широко для этих целей используются нагели.

Несущую способность новых типов нагельных соединений оценивают путем испытаний на образцах.

Соединения деревянных элементов по схеме работы делятся на симметричные и несимметричные, а также характеризуются числом срезов соединительных элементов, определяемых количеством плоскостей сплачивания. Исследования соединений деревянных элементов проводят на образцах, работа которых должна отражать работу соединений в реальных конструкциях.

Известны образцы, применяемые при испытании симметричных двухсрезных соединений деревянных элементов, работающие на действие сжимающего или растягивающего усилия, направленного вдоль или под углом к волокнам соединяемых элементов [1].

При испытании несимметричных односрезных соединений применяют спаренные образцы, в которых для обеспечения центрированного приложения усилия и общей устойчивости образца два одиночных односрезных образца 1 объединены в единый жесткий блок с помощью планок 2 и прокладок 3 (фиг. 1).

Недостатком такого решения является то, что в работе спаренного образца сдвигающее усилие оказывает действие на два самостоятельных односрезных образца, из которых предела прочности достигает только один образец, материалы которого имеют скрытые дефекты или пониженные прочностные характеристики по сравнению с второй частью спаренного образца. Это приводит к получению заниженных характеристик исследуемого соединения и к удвоенному расходу материала как соединительных, так и соединяемых элементов, поскольку более прочная часть спаренного образца либо разрушается в результате перегрузки после потери несущей способности более слабой частью, либо остается непригодной для других испытаний, как подвергавшаяся силовому воздействию.

Одиночные образцы несимметричных односрезных соединений испытывают с использованием приспособления 4, которое обеспечивает совпадение плоскости действия усилия с плоскостью сплачивания и удерживает образец от опрокидывания.

Недостатком такого решения является необходимость использования указанного приспособления, размеры которого должны соответствовать размерам испытываемого образца, которые зависят от условий и целей эксперимента.

Целью изобретения является снижение материалоемкости и трудоемкости изготовления образцов несимметричных соединений деревянных элементов, упрощение методики проведения испытаний и обработки экспериментальных данных.

Цель достигается тем, что испытанию подвергается одиночный несимметричный образец, устойчивость которого обеспечивается соосностью прикладываемых усилий, что достигается наклонным положением плоскости сплачивания соединяемых элементов образца по отношению к опорной плоскости и плоскости действия усилия. При этом усилие, вызывающее взаимный сдвиг соединяемых элементов, определяется как геометрическая проекция на плоскость сплачивания от общего усилия, действующего на образец.

Данный вид образца позволяет проводить испытания не только односрезных, но двух- и более срезных несимметричных соединений деревянных элементов.

На фиг. 1-3 изображены схемы несимметричных односрезных соединений; на фиг. 4, 5 - то же, варианты; на фиг. 6 - схема двухсрезного образца; на фиг. 7 - схема разложения усилий в предлагаемом образце.

Образец для испытания несимметричных соединений деревянных элементов состоит из соединяемых элементов 5, соединительных элементов 6. Плоскость 7 сплачивания располагается наклонно под углом по отношению к оси действия усилия и под углом 90^о - по отношению к опорной плоскости 8. Опирание образца может быть выполнено как с помощью подрезки деревянных элементов (фиг. 4), так и уголкового упора 9 (фиг. 5). Усилие Р, действующее на образец, раскладывается на две составляющих: прижим Q=Psin и усилие, вызывающее взаимный сдвиг соединяемых элементов T=Pcos. При этом усилие, воспринимаемое одним условным срезом одной связи, определяется по формуле [T] = T/(nn_ср), где n - число соединительных элементов; n_ср - число условных срезов соединительных элементов.