Устройство для определения прочности сцепления в кирпичной кладке

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Реслублик

< .951137 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 30. 12. 80 (21) 3260880/23-33 с присоединением заявки Но (23) Приоритет

Опубликовано 15.08.82.Бюллетень Мо 30

Р )М g> з

0 01 и 33/38

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (И) УДК 193. 22: 620. .172,002.56 (088.8) Дата опубликования описания 15 ° 08-82

Л.Е. Савина, Г.И. Усов и H.Ï. Шакиров ь .р:, .:- ", (72) Авторы изобретения п j@Юf 1 "(TF.Х11Ио ё".1:Д

Центральная научно-исследовательская лабо aioð . по строительству "МособлстройЦНИЛ (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОЧНОСТИ

СЦЕПЛЕНИЯ В КИРПИЧНОЙ КЛАДКЕ

Изобретение относится к исследованию механических свойств строительных материалов и может быть использовано при определении прочности нормального сцепления в кладке стен зданий, строящихся в сейсмических районах, и выполняемой из кирпича, природных и искусственных камней, а также при обследовании возведенных объектов.

Известно устройство для определения прочности сцепления кирпича с раствором, содержащее основание в форме опорной балки с регулировочными винтами и уровнем, силовозбудитель в виде домкрата, силоизмеритель манометрического типа и шарнирный захват, включающий вертикальные пластинчатые тяги, шарнирно взаимодействующие с двумя парами серег, в свою очередь шарнирно связанных с двумя взаимно параллельными рифленными планками, при этом на концах серег образованы резьбы и на каждой из них помещено по две упорные гайки для возможности установки рифленых планок по размеру испытуе.мого образца 11 .

Эахват известного устройства представляет собой двойной шарнирный параллелограмм (двойной пантограф), рифленые щечки которого совершают плоско-параллельные перемещения. Однако под действием испытательной нагрузки и усилия зажима кирпича они деформируются и их взаимная параллельность нарушается, вследствие чего усилие зажима нагружает кирпич неравномерными напряжениями, что может привести как к местному разрушению кирпича, так и к ненадежному зажиму кирпича. Таким образом, недостатком данного известного устройства является недостаточная надежность захвата.

Наиболее близким из известных является устройство для определения прочности сцепления в кирпичной кладке, содержащее корпус, силовозбудитель, захват с двумя тягами и закрепленными на них рифлеными губками, и измерительные приспособления g2).

Недостатком известного устройст25 ва является значительное изменение передаточного отношения рычажношарнирного механизма, образующего захватную систему устройства, что приводит к изменению соотношения

3О между усилием отрыва кирпича от

951137 раствора P и усилием его зажима в губках захвата N Укаэанное соотношение должно выдерживаться в определенных границах, определяемых, с одной стороны, надежностью захвата, А а с другой стороны — прочностью кирпича на сжатие. Вследствие деформации кирпича, тяг, шпилек под действием испытательной нагрузки

P происходит изменение угла давления сферических шарниров травер- 10 сы на гнезда тяг (рычагов), что приводит к изменению передаточного отношения рычажно-шарнирной системы захвата, т.е. к изменению соотношения между усилиями P и N, и, как 15 следствие,к нарушению надежности захватной системы. Таким образом, недостатком. этого известного устрой ства также является недостаточная надежность захвата. 20

Цель изобретения — повышение надежности захвата.

Достигается цель тем, что устройство для определения прочности сцепления в кирпичной кладке, содержащее корпус, силовозбудитель, захват с двумя тягами и закрепленными на них рифлеными губками и измерительные приспособления, снабжено двумя кулисами, а опора тяг захвата выполнена в виде жесткого бруса, шарнирно связанного с ними, при этом каждая из кулис одним концом соединена с измерительным приспособлением, а другим — с тягами захвата, обра- зуя тупой угол, обращенный вершиной к кирпичной кладке.

На фиг. 1 изображено устройство, общий вид; на фиг. 2 — расчетные схемы.

Устройство содержит корпус 1, 40 устанавливаемый на кладке на трех стойках 2 с регулируемыми опорами 3. На корпусе 1 смонтирован силовозбудитель 4, с ходовым винтом которого шарнирно соединено измерительное 45 приспособление 5, при помощи шарнирной обоймы 6, взаимодействующей с кулисами. 7 и 8, объединенными общим шарниром 9. Противоположные концы кулис 7 и 8 при помощи шарниров 10 0 и 11 взаимодействуют с плечами тяг

12 и 13, шарнирные опоры которых 14 и 15 смонтированы в жестком. брусе 16.

В плечах тяг 12 и 13 образованы резьбовые отверстия, B которые ввернуты сферические упоры 17, закреп- . ляемые в заданном положении контргайками 18. Сферические упоры 17 взаимодействуют с рифлеными губками

19, осуществляющими захват (зажим) испытуемого объекта 20.

Устройство работает следующим образом.

Устройство выставляется на кладКе в месте испытания таким образом, чтобы ось и-.,÷oðèòåëüíoão приспособления 65

5 и ось шарнира 10 совпадали с осью симметрии испытуемого объекта 20, после чего вращением маховика сило— возбудителя 4 измерительному приспособлению 5 и захватной системе сообщают перемещение, при этом движении (фиг. 2) шарнир 9 перемещает общую точку кулис 7 и 8 и расклинивает их между тягами 12 и 13, которые, поворачиваясь относительно шарнирных опор 14 и 15, помещенных в жестком брусе 1б, через упоры 17 и губки 19 зажимают испытуемый объект 20.

При этом в захватной системе действуют следующие соотношения силовых факторов. Усилия, сжимающие (распирающие) кулисы равны

2соsw (1) где S — усилия, распирающие кулисы;

P — испытательное усилие; са — угол наклона.оси кулисы к тяге ..

Нормальное к оси тяги усилие на приемном плече равно

=. S sing, =

P t о

2 (2) где Q — нормальное к оси тяги усилие на приемном плече.

Нормальное к оси тяги усилие на плече зажима равно

l где N — усилие на плече зажима; а и b — размеры плеч тяги.

Из выражения (3) получаем передаточное отношение рычажной системы

1,= = ° tgg,, (4) где i — передаточное отношение рыP чажной системы.

Усилия N создают на торцах образца две силы трения т (5) где F — сила трения на торце киртр пича; коэффициент трения кирпича по стали, равный 0,2.

При этом должно быть обеспечено условие

P 2Е. = 2Nf, (6) откуда получаем первое ограничение, передаточного отношения, наложенного условием надежногр захвата

N 1 (7)

Второе ограничение накладывается условием, что при нагрузках вплоть до разрушения растворной подушки кирпич не должен разрушаться от действия сжимающей нагрузки N (т.е. от условия зажима).

951137

Известно соотношение между прочностью сцепления.в кирпичной кладке и прочностью раствора на сжатие к,сж. - р сис.

О 58 где R — прочность кирпича на сжак.сж. тие.

Для указанных условий R

=100 кгс/см .

Силовые факторы и и P могут быть определены по выражениям. (9а) (9б) NкВ.

P>R L В где L, В и Н - соответственно длина, ширина и высота кир-, пича.

Из выражений (9) получаем

Й Й„, В Н В, (1 о

P Вс ° L Qi 4йсц здесь принято L = 4В.

После подстановки значений, входящих в выражение (10), получаем второе ограничение передаточного отношения рычажной системы по условию прочности кирпича

i 8,68.

Таким образом, условие ограничения реального передаточного отношения захватной системы Имеет вид

5 < р Ь сыск, (8,68 ° (11)

Значение выражения (11) заключается в следующем.

Фактическое передаточное отношение захватной системы, рассчитываемое по выражению (4), в процессе ис3,6 (8) сц 1 D

+ Яр.су., где R — прочность сцепления кирпичGU, ной кладки;

R — прочность раствора на сжа-, р,с.к, тие.

Наиболее тяжелые условия работы захватной системы действуют при

R .= max, т.е. Ррс = 200 кгс/см

2 тогда R ; — 2,88 кгс/сгл, при этом обычно выдерживается соотношение пытания не остается постоянным вследствие деформации от изгиба тяг 12 и

13 усилиями Я и М, кирпича 20 (сжатие усилием N), а также (в меньшей степени) от деформации кулис 7 и 8 и бруса 16, что приводит к изменению в процессе испытания углаоС . Захватная система обеспечивает надежную работу устройства, если в процессе .испытания изменения угла а под действием укаэанных силовых факторов не приводит к нарушенМо условия (11).

В предлагаемом устройстве вследствие значительной длины кулис, а также вследствие жесткой конструкции опорного бруса (по сравнению с резьбовой шпилькой) изменения в процессе испытания угла о не нарушает условия (11). Это обеспечивает высокую надежность захватной системы, 20 что и является положительным эффектом .от его применения.

Формула и з о брет ени я

Устройство для определения прочности сцепления в кирпичной кладке, содержащее корпус, силовозбудитель, захват с двумя тягами и закрепленными на них рифлеными губками, и измерительные приспособления, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности захвата, устройство снабжено двумя кулисами, а опора тяг захвата выполнена в виде жесткого бруса, шарнирно связанного с ними, при этом каждая из кулис одним концом соединена с измерительным приспособлением, а другим — с тягами захвата, образуя тупой угол, об40 ращенный вершиной к кирпичной кладке.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

4g 9 233274, . G 01 N 33/38, 1967.

° 2. Авторское свидетельство СССР

Ф 389420, кл. С 01 N 33/38, 1971 (прототип).