Л.р по Д. Л.р по Д.К-22 — копия. Лабораторная работа 1 Определение плотности и естественной влажности древесины

• Название: Лабораторная работа 1 Определение плотности и естественной влажности древесины
• Анкор: Л.р по Д.К-22
• Дата: 15.10.2022
• Размер: 213 Kb.
• Имя файла: Л.р по Д.К-22 — копия.docx
• Тип: Лабораторная работа; #735564
• страница: 1 из 3

Содержание

ВВЕДЕНИЕ 2

1 Цель и задачи выполнения лабораторных работ 3

2 Порядок работы в лаборатории «Деревянных и пластмассовых конструкций» 4

3 Требования к выполнению и оформлению лабораторных работ

4 Техника безопасности
Лабораторная работа № 1
Определение плотности и естественной влажности древесины ....................... 6
Лабораторная работа № 2
Определение предела прочности древесины при сжатии вдоль волокон 11

Лабораторная работа № 3
Определение предела прочности древесины при сжатии поперек волокон................................................................................................................ 15
Лабораторная работа № 4

Испытание соединения на гвоздях 20

Библиографический список............................................................................. 20

1 Цель и задачи выполнения лабораторных работ
Выполнение лабораторных работ по конструкциям из дерева и пластмасс способствует более глубокому изучению практического курса, ознакомлению с работой деревянных и пластмассовых конструкций, закреплению теоретических знаний, дальнейшему изучению современной справочной литературы. Их последовательность соответствует изложе­нию важнейших вопросов дисциплины.

В лабораторных работах используются размерности действующих норма­тивных документов.

Основной целью лабораторных работ является ознакомление студентов с методами определения физико‒механических характеристик и свойств древесины, необходимых для проектирования несущих и ограждающих конструкций зданий.

Перед началом выполнения каждой работы студенты должны ознакомить­ся с ее основными положениями, подготовкой образцов к испытанию, порядком выполнения работы. После выполнения лабораторной работы необходимо про­извести обработку результатов испытаний и сделать необходимые выводы.

2 Порядок работы в лаборатории «Деревянных и пластмассовых конструкций»

1. 
   Занятия в лаборатории проводятся одновременно со всей группой. Группа делится на звеня по 4‒5 студентов. Каждое звено выполняет соответствующую лабораторную работу под руководством преподавателя или лаборанта. Староста группы на каждое занятие назначает 2‒х дежурных, которые следят за порядком и производят уборку в конце занятия.
   
2. 
   К занятиям допускаются студенты, прошедшие инструктаж по технике безопасности, оформившие отчет по предыдущему занятию и ознакомившиеся с содержаниями предстоящих работ (по рекомендованной литературе)
   
3. 
   В начале занятия преподаватель проверяет готовность группы к выполнению очередных работ и затем указывает рабочее место каждой бригады. Студенты, получившие при проверке готовности к лабораторным работам неудовлетворительную оценку, к занятиям не допускаются.
   
4. 
   Во время выполнения работы каждый студент обязан вести записи всех измерений и показаний приборов в своем журнале(карандашом). В рабочую тетрадь заносятся и результаты расчетов, которые вместе с результатами расчетов, которые вместе с результатами опытов предъявляются по окончании лабораторной работы. Окончательное оформление работы производится самостоятельно.
   
5. 
   В лаборатории студенты обязаны соблюдать трудовую дисциплину, бережно относится к государственному имуществу‒ установкам, приборам и другому оборудованию. Студент, нарушивший правила техники безопасности или дисциплину в лаборатории, удаляется с занятия с занятия и к очередному занятию может быть допущен только с разрешения заведующего лабораторией.
   

3 Требования к выполнению и оформлению лабораторных работ

1. 
   Студент допускается к работе после ознакомления с теоретическим материалом, методикой выполнения данной лабораторной работы.
   
2. 
   Перед началом цикла лабораторных работ студент проходит инструктаж по охране труда и технике безопасности и расписывается в журнале охраны труда.
   
3. 
   Лабораторные работы выполняются согласно общему расписанию в соответствии с графиком, а пропущенные студентом работы ‒ в конце семестра, в сроки, устанавливаемые кафедрой.
   
4. 
   Оформление лабораторных работ должно производится в основном во время лабораторных занятий каждым студентом.
   
5. 
   Зачет по лабораторным работам в целом принимается после выполнения и оформления всех работ. На зачете студент должен представить оформленный тетрадь лабораторных работ и дать пояснения по содержанию, методике и практическому использованию результатов выполненных работ.
   

4 Техника безопасности

Проведение цикла работ разрешается только после проведения со студентами инструктажа по технике безопасности. При выполнении лабораторных работ по испытанию материала в соединении следует иметь в виду, что работы производятся на мощном гидравлическом прессе, и в процессе работы образцы разрушаются.

В связи с этим при испытаниях следует быть особенно осторожным и внимательным. К работе на прессе студенты допускаются только по

назначению, под ответственность и под наблюдением преподавателя, ведущего занятие, или учебного мастера. Ступени приложения нагрузки задаются и контролируются преподавателем. Индикаторы устанавливаются только снизу для избежание их повреждения при резком разрушении и таким образом, чтобы снимать показания c них можно было с безопасного расстояния. Обозначения в данном учебно-методическом пособии приняты в соответствии с действующими нормативными документами (ГОСТами, СНиПами). Ниже приведены основные из них. Редко употребляемые обозначения приведены в расшифровках формул. Часть символов используется для обозначения двух и более величин.

При работе пресса в рабочей зоне находится только необходимое число студентов и обязательно учебный мастер или преподаватель, ведущий занятие, который следит за поведением образца и предупреждает работающих о возможном характере разрушения и его характерных признаках (потрескивание, образование площадки смятия, изгиб, чрезмерные деформации). При нетипичном характере разрушения (перекос, растрескивание, ползучие деформации) испытания прекращаются, и образец заменяется.

Подготовку образцов проводит учебный мастер или лаборант.

Подготовкой соединений занимаются сами студенты во время

занятий в специально отведенном месте, под руководством преподавателя с соблюдением мер безопасности при пользовании ацетоном, клеем, молотком, дрелью. Образцы и инструменты выдаются преподавателем, разрушенные образцы сдаются в конце занятия преподавателю.

Лабораторная работа №1
Определение естественной влажности грунта

1. Цель работы: определить физические характеристики и

влажностное состояние древесины

____________________________________________________________________________________

2. Оборудование: весы с разновесами, сосуд с водой, линейка,

сушильный шкаф.

3 Образцы: в качестве образцов могут быть использованы образцы,

приготовленные для испытаний (см. работы № 3, 5).

4 Порядок выполнения работы: До начала выполнения работы определить по внешним признакам породу, наличие пороков, сорт древесины.

1.1. Определение плотности древесины различными методами

1.1.1. Метод погружения в воду

Метод определения плотности древесины погружением в воду основан на

выталкивающем свойстве жидкостей и из-за простоты своей может быть применен в «полевых» условиях. Плотность плавающего на поверхности образца можно определить по формуле:



где р_ж – плотности жидкости, г/см³;

V_обр – объем образца, см³;

V_погр – объем погрузившейся в жидкость части образца, см³

Для образца правильной призматической или цилиндрической формы,

погружаемого в воду (р_ж = 1 г/см³ ), эта формула имеет вид:


где р_обр – объем образца, см³;

Н_погр – объем погрузившейся в жидкость части образца, см³.

Для образца неправильной формы Н_погр определяется как среднее

арифметическое значение Н_погр двух противоположных концов:


Ход работы: образец призматической формы измеряется и вертикально погружается в воду. По формуле (1.2) определяется плотность древесины.

1.1.2. Определение плотности взвешиванием и обмером

Ход работы. образец правильной призматической формы взвешивается с

точностью до 0,1 г и измеряется по всем его граням с точностью до 0,1 см.

Плотность определяется отношением веса образца к его объему.
1.2. Определение влажности древесины

1.2.1. Определение влажности при помощи органической жидкости

Ход работы: На свежеструганную поверхность с помощью пипетки наносят несколько капель подкрашенного органическим красителем ацетона или этилового спирта на поперечный срез древесины (торцевое сечение).

После растекания капель определяют средний диаметр пятен с точностью до 1 мм. Влажность определяется по табл. 1.1.

Таблица 1.1‒Зависимость влажности древесины по среднему диаметру пятна жидкости


1.2.2. Определение влажности методом высушивания
Ход работы. Взвешенный образец помещается в сушильный шкаф. После

полного высушивания при t = 100-105 °C образец взвешивается еще раз.

Влажность определяется по формуле:



где Рвл – вес образца до высушивания, г;

Р сух – вес высушенного образца, г.

Влажность древесины можно определить по известной плотности по

графику, представленному на рис. 1.1.



Рис.1.1‒График зависимости влажности от плотности
Приближенно влажностное состояние можно определить с помощью

химического карандаша. Если карандаш оставляет четкий чернильный след, то древесина находится в сыром состоянии.

По результатам опытов составляют паспорт материала, в котором

указывается порода, сорт, плотность, влажное состояние, средняя ширина годовых колец, процент поздней древесины. Считается, что древесина находится в воздушно-сухом состоянии, если W = 12-20 %, полусухом при W = 20 -30 %, сыром при W ≥ 30 %, мокром при W ≥ 100 %.

Плотность древесины при стандартной влажности (12 %) определяется по формуле : р₁₂ = р_w + 2,5 · (12 – W), (1.5)

где р₁₂ – средняя плотность древесины при влажности W, кг/см³;

либо по более точной эмпирической формуле:



К₁₂‒ эмпирический коэффициент, определяемый по ГОСТ 16483.1-73.

Вычисленный р₁₂ определяется с точностью до 5 кг/м³

Вывод:_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Работу выполнили __________________


Проверил ___________ Дата

Лабораторная работа № 2

Определение предела прочности древесины при сжатии вдоль волокон

(ГОСТ 16483.10-73 Древесина. Методы определения предела прочности)

Цель работы: определение прочности древесины при сжатии вдоль волокон

Описание работы: При использовании древесины в качестве конструкционного материала необходимо учитывать ее механические свойства. Древесина — материал анизотропный. Это означает, что ее свойства не одинаковы в различных направлениях. Даже из одного и того же дерева можно выпилить одинаковые по форме, но разные по качеству образцы. Здесь играет роль и часть ствола, из которой выбран материал, и направление волокон, и наличие сучков. Поэтому определение показателей прочности при сжатии проводят по разным структурным направлениям вдоль) и поперек волокон.

Прочностью древесины называется способность сопротивляться разрушению под действием механических нагрузок. Прочность древесины зависит от направления действующих нагрузок, породы. Она характеризуется пределом прочности – напряжением, при котором разрушается образец.

Существенное влияние на прочность древесины оказывает только связанная влага, содержащаяся в клеточных оболочках. При увеличении связанной влаги прочность древесины уменьшается (особенно при влажности 20…25%).
Аппаратура:
Машина испытательная по ГОСТ 28840-90 с погрешностью измерения нагрузки не более 1%.
Штангенциркуль по ГОСТ 166-89 с погрешностью измерения не более 0,1 мм.

Электровлагомер ЭВ.
Подготовка к испытанию:

Образцы изготовляют в форме прямоугольной призмы основанием 20х20 мм и длиной вдоль волокон 30 мм.
Точность изготовления, влажность и количество образцов должны соответствовать требованиям ГОСТ 16483.0.

Проведение испытания
1. Размеры и поперечного сечения образца измеряют на середине длины с погрешностью не более 0,1 мм.
2. Образец помещают в приспособление для испытания на сжатие. Нагрузку на образец передают через пуансон. Образец нагружают равномерно с постоянной скоростью нагружения или постоянной скоростью перемещения нагружающей головки машины. Скорость должна быть такой, чтобы образец разрушился через (1,0±0,5) мин после начала нагружения. При использовании машины с электромеханическим приводом допускается проводить нагружение образца равномерно со скоростью (25000±5000) Н/мин или проводить испытание при скорости перемещения нагружающей головки испытательной машины 4 мм/мин при условии достижения предела прочности при сжатии вдоль волокон в указанный интервал времени. Максимальную нагрузку Р измеряют с погрешностью не более 1%.
3. После испытаний определяют влажность образцов в соответствии с требованиями ГОСТ 16483.7-71. Пробой для определения влажности является весь образец.
Минимальное количество испытываемых на влажность образцов должно соответствовать ГОСТ 16483.0-89.

Обработка результатов

Предел прочности древесины образцов в МПа вычисляют по формуле
,

где Р _max - максимальная нагрузка, кг;

a, b - размеры поперечного сечения образца, см.
Вычисление производят с округлением до 0,5 МПа.
Предел прочности в МПа пересчитывают на влажность 12% по формулам:

для образцов с влажностью меньше предела гигроскопичности
,

где α - поправочный коэффициент, равный 0,04;

σ_w - предел прочности образца с влажностью W в момент испытания, МПа;

W - влажность образца в момент испытания, %;

для образцов с влажностью, равной или больше предела гигроскопичности
,

где σ_w - предел прочности образца с влажностью W в момент испытания, МПа;

К₁₂³⁰- коэффициент пересчета при влажности 30%, равный:

0,475 - для клена; 0,535 - для вяза шершавого эллиптического и ясеня; 0,550 - для акации, вяза гладкого, листоватого и среднего, дуба, липы и ольхи; 0,450 - для бука, сосны кедровой и обыкновенной; 0,445 - для граба, груши, ели, ивы, ореха, осины, пихты и тополя; 0,400 - для березы и лиственницы.
Вычисление производят с округлением до 0,5 МПа.
ПРОТОКОЛ

определения предела прочности при сжатии вдоль волокон

Порода ____________________ Температура воздуха, °С _________________

Скорость нагружения, Н/мин ____________________________

Степень насыщенности воздуха, % _____________________
Таблица 1-Расчетные характеристики образцов

№№ образ-цов

Размеры Образцов, см

Масса образ-ца, г

Плот- ность кг/м3

Максимальная нагрузка Р, кг

Влажность W, %

Предел прочности кг/см2

Прим.

a

b

h

σw

σ12

По результатам эксперимента строятся истинные диаграммы сжатия образцов. При сжатии образца вдоль волокон на начальном участке древесина работает почти упруго и рост деформаций практически происходит пропорционально увеличению нагрузки. При дальнейшем увеличении нагрузки деформации начинают расти быстрее, чем усилия. Это указывает на упругопластическую область работы материала. Разрушение образца происходит при нагрузке пластично в результате потери местной устойчивости стенок ряда волокон древесины, проявляющейся в образовании

характерной складки. Оно может также сопровождаться обмятием торцов образца и появлением продольных трещин.
Р, кг

0 f, мм

Лабораторная работа № 3

Определение предела прочности древесины при сжатии поперек волокон