Устройство для определения прочности сцепления в кирпичной кладке Советский патент 1982 года по МПК G01N33/38 

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, силоизмеритеяь манометрического типа и шарнирный захват, эключающий вертикальные пластинчатые тяги, шарнирно взаимодействующие с двумя парами серег, в свою очередь шарнирно связанных с двумя взаимно пapahлeльными рифленными планками, при этом на концах серег образованы резьбы и на кгикдой из них помещено по две упорные гайки для возможности установки рифленых плано| по размеру испытуе.мого образца Щ

Захват известного устройства представляет собой двойной шарнирный параллелограмм (двойной пантотраф, 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 нап10ряжениями, что может привести как к местному разрушению кирпича, так и к ненадежному зажиму кирпича. Таким образом, недостатком данного известного устройства является недо15статочная надежность захвата.

Наиболее близким из известных является устройство для определения прочности сцепления в кирпичной кладке, содержащее корпус, силовоз20будитель, захват с двумя тягами и закрепленными на них рифлеными губками, и измерительные приспособления 2. .

Недостатком известного устройст25ва является значительное изменение передаточного отношения рычажношарнирного механизма, образующего захватную систему устройства, что приводит к изменению соотношения

30 между усилием отрыва кирпича от раствора Р и усилием его зажима в губках захвата N. Указанное соотношение должно выдерживаться в определенных границах, определяемых, с одной стороны, надежностью захвата, а с другой стороны - прочностью кирпича на сжатие. Вследствие деформации кирпича, тяг, шпилек под действием испытательной нагрузки Р происходит изменение угла давления сферических шарниров траверсы на гнезда тяг (рычагов), что при водит к Изменению пер даточного отношения рычажно-шарнирной системы захвата, т.е. к изменению соотношения мпжду усилиями Р и N, и, как следствие,к нарушению надежности захватной системы. Таким образом, недостатком, этого известного устрой ства также является недостаточная надежность захвата. Цель изобретения - повышение на дежности захвата. Достигается цель тем, что устрой ство для определения прочности сцеп ления в кирпичной кладке, содержаще 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, образуя тупой угол, обращенный вершиной к кирпичной кладке. На фиг, 1 изображено устройство общий вид; на фиг. 2 - расчетные схемы. Устройство содержит корпус 1, устанавливаемый на кладке на трех сто ках 2 с регулируемыми опорами 3. На корпусе 1 смонтирован силовозбудитель 4, с ходовым винтом которого шарнирно соединено измерительное. приспособление 5, при помощи шарнирной обоймы б,.взаимодействующей с кулисами- 7 и 8, объединенными общим шарниром 9. Противоположные кон цы кулис 7 и 8 при помощи шарниров и 11 взаимодействуют с плечами тяг 12 и 13, шарнирныеопоры которых 14 и 15 смонтированы в жестком, брусе 1 В плечах тяг 12 и 13 образованы резьбовые отверстия, в которые ввернуты сферические упоры 17, закрепляемые 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 клaд в месте испытания таким образом, чт бы ось изме1)ительного приспособлени 5 и ось шарнира 10 совпадали с осью симметрии испытуемого объекта 20, после чего вращением маховика силовозбудителя 4 измерительному приспособлению 5 и захватной системе сообща рт 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 16, 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 Р 2cosoi где S - усилия, распирающие кулисы; Р - испытательное усилие; об - угол наклона, оси кулисы к тяге. . Нормальное к оси тяги усилие на приемном плече равно Р S S i n oi, 2 где Q - нормальное к оси тяги усилие на приемном плече. Нормальное к оси тяги усилие на плече зажима равно где N - усилие на плече зажима; а и b - размеры плеч тяги. Из выражения (3) получаем передаточное отношение рычажной системы 1 -.-... . tdnf (k) Р Р b где ip- передаточное отношение рычажной системы. Усилия N создают на торцах образца две силы трения тр Nf, где сила трения на торце кирпича;f - коэффициент трения кирпича по стали, равный 0,2. При этом должно быть обеспечено условие Р 2Nf, откуда получаем первое ограничение , передаточного отношения, наложенного условием надежного захвата N. 1 ip 2,5 Второе ограничение накладывается условием, что при нагрузках йплоть до разрушения растворной подушки кирпич не должен разрушаться от действия сжимающей нагрузки N (т.е. от условия зажима). Известно соотношение между прочностью сцепления в кирпичной кладке и прочностью раствора на сжатие «.-1 . p.c., где . - прочность сцепления кирпи ной кладки; R,, - прочность раствора на ежа Наиболее тяжелые .условия работы захватной системы действуют при Rpc. р. 200 кгс/см , тогда RCU,. 2,88 кгс/см, при этом обычно выдерживается соотношение °5%.с.; где R - прочность кирпича на сжа тие. Для указанных- условий Кц. гЮО кгс/см. . Силовые факторы N и Р могут быт определены по выражениям .Rk. Р RCU..- L-B, где L, В и Н - соответственно длина ширина и высота кирпича. Из выражений (9) получаем i N.b р Р - R, Чц Vu, здесь принято L tS. После подстановки значений, вхо дящих в выражение (10), получаем второе ограничение передаточного о ношения рычажной системы по услови прочности кирпича ipi8,6B. Таким образом, условие ограниче ния реального передаточного отноше ния захватной системы Имеет вид 2,5 ip I tgc,,68« Значение выражения (11) заключа ется в следующем. Фактическое перэдаточное отноше ние захватной системы, рассчитывае мое по выражению (4), в процессе и пытания не остается постоянным вследствие деформации от изгиба тяг 12 и 13 усилиями Q и N, 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 угла об. Захватная система обеспечивает надежную работу устройства, если в процессе испытания изменения углаоб под действием указанных силовых факторов не приводит к нарушен Ь 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, что и является положительным эффектом -.от его применения. Формула изобретения 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 иЧающееся 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,- обращенный вершиной к кирпичной клгщке. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 233274, кл. G 01 N 33/38, 1957. 2. Авторское свидетельство СССР № 389420, кл. G 01 N 33/38, 1971 . (прототип).