РАЗДЕЛ 2
РАЗРАБОТКА МЕТОДА ОЦЕНКИ ПРОЧНОСТНЫХ СВОЙСТВ КИРПИЧНОЙ КЛАДКИ ПРИ ПОМОЩИ
СВЕРЛЕНИЯ
2.1. Сущность предлагаемого метода оценки прочности
старой кирпичной кладки
2.1.1. Описание предложенного метода
Прототипом для создания нового метода стала работа А. А. Петракова и Р.А.
Тарана [145, 146] по диагностике технического состояния несущих конструкций
кирпичных зданий. Суть данного метода заключается в образовании малогабаритного
образца цилиндрической формы с испытанием его на изгиб по консольной схеме и
последующим испытанием на сжатие цилиндрического образца на прессе.
Отличительной особенностью этого способа является то, что прочность на изгиб
материала конструкции определяется непосредственно в самой конструкции.
Испытание стенового материала конструкции в полевых условиях переводит
предлагаемый способ в категорию экспресс – методов диагностирования. При
испытании материала в конструкции не нарушается его естественная структура,
учитываются естественные условия эксплуатации, что в комплексе позволяет
значительно приблизить определенное таким образом значение прочности на
растяжение к истинному значению прочности материала в конструкции.
Недостатки этого способа [145, 146] заключаются в следующем:
- низкая точность определения прочности на сжатие, обусловленная переходом от
прочности цилиндрического образца к стандартному образцу согласно [47] и
высверливанием образца из массива;
- вместо стандартного испытания кирпича на изгиб, проводится испытание образца
цилиндрической формы, вырезанного сверлом из кладки; при этом нарушается форма
и однородность образца;
- для повышения точности следует отказаться от высверливания образца, а
измерять энергию, затрачиваемую на сверление кирпича и раствора связав ее с
прочностью;
- метод не предназначен для определения прочности раствора в швах кладки;
- высокая трудоемкость высверливания цилиндрического образца из кирпичной
кладки.
Требования, которые предъявляются к методам и приборам неразрушающего контроля,
заключается в том, чтобы после проведения исследовательских работ испытываемая
конструкция не теряла эксплуатационную пригодность и не снижалась ее
надежность. Поэтому предлагаемый метод должен быть технологичным и иметь
минимально возможную погрешность измерений исследуемой характеристики.
Предложенный метод [145, 146] для определения прочности кирпичной кладки по
принципу действия может быть отнесен к методам механического принципа действия.
По характеру воздействия на кирпичную кладку может быть отнесен к комплексному
методу определения прочности материала, т.е. к третьей группе методов по п.
1.3.2 диссертации. Метод предназначен для определения прочностных свойств
кирпичной кладки.
Автором диссертации [91] разработан новый экспресс-метод (рис. 2.1 и рис. 2.2)
для определения прочности материалов кирпичной кладки непосредственно на
объекте. При этом учитывались натурные условия эксплуатации, что в комплексе
способствует увеличению точности измерения.
Способ включает:
- сверление кладки на заданную глубину сверлом одного диаметра, вновь
заточенного для каждого испытания;
- определение энергии, затраченной на сверление путем измерения мощности
электрического тока и времени сверления;
- поддержания постоянных параметров:
- глубины сверления;
- скорости вращения;
- силы воздействия на сверло;
- освобождение скважины от продуктов сверления.
2.1.2. Описание прибора
На рис. 2.1 представлена схема предлагаемого прибора для определения прочности
кирпича и раствора. С помощью квадратных пластин (позиции 1 и 2) между ними
зажимается пружина (4). Во время сверления пружина (4) выполняет, роль
постоянной силы, давящей на сверло. В процессе сжатия пружины (4) для
прямолинейного перемещения направляющими служат стержни (3). На одном из
стержней (3) крепится шпилька (6). На пластине (2) крепится микроустройство
(5). Микроустройство (5) позволяет, как включить, так и выключить прибор в
электрическую цепь.
Рис. 2.1 Схема предлагаемого прибора для определения прочности кирпича и
раствора в кирпичной кладке:
- опорная пластина; 2 - две пластины, служат в роли зажима для пружины; 3 -
направляющие стержни; 4 - пружина; 5 - микроустройство; 6 - шпилька.
Характеристика пружины
Пружина изготовлена навивкой холодным способом с последующей отделкой торцов.
Основным материалом для пружины (рис. 2.1) является пружинная проволока III
класса диаметром 0,2 – 5 мм.
Технические данные пружины:
длина пружины Н0 – 185 мм;
шаг витка – 27 мм;
количество витков n – 7;
наружный диаметр D – 74,2 мм;
диаметр проволоки d – 4 мм.
Тарировка пружины проводилась перед началом основных испытаний. Для тарировки
пружины использовался пружинный динамометр с индикатором часового типа и ценой
деления 0,01 мм. Пружина устанавливалась вертикальное положение между двумя
пластинами динамометра. Сила, с которой нагружалась пружина и соответствующие
при этой нагрузке сжатие представлено в таблице 2.1. По полученным результатам
тарировки пружины построен график зависимости перемещения пружины от силы
нагружения, показан на рис. 2.2. Из графика видно, что зависимость, полученная
при испытании пружины линейная. Что свидетельствует о прямой зависимости между
силой сжатия пружины и ее перемещением.
Таблица 2.1
Таблица зависимости длины пружины S от нагрузки N
Нагрузка N, кг
Длина пружины S, мм
185
2,5
163
141
7,5
120,5
10
100
12,5
82,5
15
65
17,5
52
20
39
Рис. 2.2 График зависимости длины пружины S от нагрузки N
В основу нового метода положены следующие преимущества:
- простота конструкции;
- удобство эксплуатации;
- выполнение испытаний за коротки
- Київ+380960830922