Katedra Geomechaniki, Budownictwa i Geotechniki
Próba statyczna ścinania technologicznego.
Agata Młodawska Magdalena Michałowska		Wydział GiG Kierunek Budownictwo
Data: 11.04.05.2006	Czwartek godz. 10:00	Ocena:

1. Cel ćwiczenia:

Próba statyczna ścinania technologicznego wykonałyśmy w celu wyznaczenia wytrzymałości na ścinanie próbek pilśni. W przekrojach ścinanych elementów konstrukcyjnych z reguły występują równocześnie naprężenia styczne od sił tnących i normalne od momentów zginających.

Wytrzymałość na ścinanie (R) wyznacza się według wzoru :

gdzie : P - największa siła podczas próby ścinania,

S- pole powierzchni ścinanej, obliczonej wzorem

gdzie: d- średnica sworznia,

g - grubość próbki

wzór ten opiera się na założeniu równomiernego rozkładu naprężeń tnących.

2. Opracowanie wyników:

Lp.	Grubość próbki	Średnica sworznia	Powierzchnia ścinania	Największa siła	Wytrzymałość na ścinanie
	g [mm]	d [mm]	S [mm^2]	P [N]	R [MPa]
1	6,0	26,20	493,86	5650,0	11,441
2	6,0	26,20	493,86	6200,0	12,554
3	6,1	31,40	601,74	7200,0	11,965
4	6,0	31,40	591,88	8400,0	14,192
5	6,4	11,15	224,18	4800,0	21,411
6	6,0	11,15	210,17	5000,0	23,790
7	6,1	21,10	404,35	12900,0	31,903
8	6,0	21,10	397,73	12600,0	31,680

Dla uzyskania większej dokładności obliczeń stosujemy zależność:

W ten sposób wyliczona średnia wytrzymałość wynosi 19,875 [N]

3. Wnioski:

• Określoną przez nas wytrzymałość należy traktować jako wielkość umowną, dającą orientacyjną ocenę badanego materiału a nie jego rzeczywistą wytrzymałość na ścinanie czyste. Jeśli miałaby być traktowana w celu porównawczym, doświadczenie musiało by być przeprowadzone w warunkach normowych.

• Na podstawie przeprowadzonego doświadczenia możemy stwierdzić, że większą siłę należy przyłożyć do próbki której powierzchnia ścinania jest większa .

• Wyniki pomiarowe dość znacznie odbiegają od siebie, a ich aproksymacja wykazuje duże odstępstwa. Wynika to między innymi z występowania jednocześnie ze ścinaniem momentu gnącego nie uwzględnianego w pomiarach.

• Błędy pomiarowe wynikają też ze skończonej podziałki suwmiarki, którą mierzyłyśmy wymiary otworu i niedokładności obserwatora. Są one jednak znacznie mniejsze od błędu wynikającego ze wspomnianego wcześniej momentu gnącego, więc wyznaczanie niepewności pomiarowych nie jest uzasadnione.

• Pomimo znacznego rozsiania wyroków pomiarowych nie możemy żadnego z nich odrzucić. Uzasadniamy to nie uwzględnieniem momentu gnącego mającego znaczący wpływ na granicę wytrzymałości na ścinanie. Z tego też powodu kreślenie błędów grubych staje się nie możliwe.

• Wytrzymałość na ścinanie w sposób wprost proporcjonalny zależy od przyłożonej siły i odwrotnie proporcjonalnie od powierzchni ścinanej (promienia sworznia i jego kształtu). Dlatego też w przypadkach (na przykład fundamentach budowli), gdzie zachodzi możliwość wystąpienia ścinania najłatwiej jest zwiększyć grubość przekroju, lub jego „obwód” a tym samym zastąpić proces ścinania zginaniem.

• Przy obliczaniu wytrzymałości na ścinanie należy uwzględnić współczynnik bezpieczeństwa wynikający z obciążeń dynamicznych (np. przy nitach i spawach występujących głównie w konstrukcjach ruchomych lub obciążonych w sposób zmienny).

• Podczas ścinania próbek z materiałów sprężysto - plastycznych ulegają one charakterystycznemu zgięciu oraz zgniotowi wskutek dużych nacisków co uwidacznia się w nich poprzez spłaszczenie (np. nity).

• Wytrzymałość materiału próbki zależy jednocześnie od kształtu i wielkości przekroju oraz wymiarów przyrządu i doskonałości przylegania próbki do jego otworów.

• Wytrzymałość badanej próbki wynosi około 19,9 [MPa] zaś przykładowo drewno sosnowe (poprzecznie do biegu włókien) wykazuje wytrzymałość około 7 [MPa], zaś płyty z wełny mineralnej używane w budownictwie około 20 [MPa]. Na podstawie porównania do innych materiałów możemy wnioskować, że wytrzymałość na ścinanie badanego materiału (sklejki) jest znaczna.

Dane tablicowe zaczerpnięto z „Mechanika konstrukcji: przykłady obliczeń” autorstwa S. Pyrak,

K. Szulbowski

4

---