AT301220B - Verfahren, Prüfkörper und Vorrichtung zur Schubfestigkeitsprüfung - Google Patents

Verfahren, Prüfkörper und Vorrichtung zur Schubfestigkeitsprüfung

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AT301220B
AT301220B AT548568A AT548568A AT301220B AT 301220 B AT301220 B AT 301220B AT 548568 A AT548568 A AT 548568A AT 548568 A AT548568 A AT 548568A AT 301220 B AT301220 B AT 301220B
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stress
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AT548568A
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Nicolaie Dipl Ing Iosipescu
Radu Dipl Ing Matak
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Inst Cercetari Constructi
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/24Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady shearing forces

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Description


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   Die Erfindung bezieht sich auf ein   Schubfestigkeitsprüfverfahren   für einen Prüfkörper aus Gestein, Mörtel und   andem   natürlichen vorgefertigten oder ortsgegossenen Baustoffen, auf einen Prüfkörper zur Durchführung dieses Verfahrens, welcher derart ausgebildet ist, dass eine gleichmässige Verteilung der Schubspannungen auf den ganzen Querschnitt ohne Auftreten von Normalspannungen erfolgt, so dass der Bruch des   Prüfkörpers   stets in einem voraus festgelegten Querschnitt lediglich unter der Wirkung der Schubspannungen entsteht, und auf eine   Schubprüfvorrichtung zur Durchführung   des Verfahrens, mit welcher an einer Stelle gegenüber einem Momentennullpunkt eine einfache Querkraft aufgebracht werden kann,

   so dass in dem entsprechenden Querschnitt gegen- über dieser Stelle eines Prüfkörpers eine reine Schubkraft erzeugt wird. Die Erfindung hat sich hiebei zur Aufgabe gestellt, die Schubfestigkeit des Materials auf einfache und exakte Weise durch Teilung der maximalen Scherkraft durch die Querschnittsfläche des Prüfkörpers zu bestimmen. 



   Die Bestimmung der Schubfestigkeit von natürlichen oder künstlichen Steinen, welche als geologische Bildungen auftreten oder als Baustoffe verwendet werden, ist notwendig für die Kenntnis der wichtigsten mechanischen Eigenschaften dieser Materialien, insbesondere auch für die Berechnung der Gebirgsmassive sowie der tragenden Säulen und freien Hohlräume, welche im Grubenbetrieb auftreten. Bei Verwendung der natürlichen oder künstlichen Steine als Baustoffe ist die Bestimmung der Schubfestigkeit ebenfalls nützlich, insbesondere dann, wenn die durch seismische Wirkung auf ein Bauwerk einwirkenden Beanspruchungen eingestellt werden sollen. 



   Es sind bereits verschiedene Prüfverfahren für die Bestimmung der Scherfestigkeit von Gesteinen und Baustoffen bekannt, nicht jedoch für die Bestimmung ihrer Schubfestigkeit. Unter dem Begriff der "Scherung" versteht man das Phänomen des Bruches durch technologisches Schneiden mittels zweier schneidender scharfkantiger Backen, welche in der Ebene desselben Querschnittes eines Prüfkörpers in entgegengesetztem Sinne wirken, so dass dieser lediglich unter der Wirkung der Normalspannungserhöhung und nicht unter der Wirkung der Schubspannungen, die in diesem Querschnitt gar nicht auftreten, bricht.

   Unter dem Ausdruck "Schub" hingegen versteht man das Phänomen des Bruches unter der Wirkung der Schubspannungen in einem gewissen Querschnitt des Prüfkörperpers, ohne dass hiebei Normalspannungen irgendwelcher Art auftreten, so dass das Material des   Prüfkörpers   lediglich durch Gleiten bricht. 



   Bei einem bekannten Versuch zur Durchführung einer Scherbeanspruchung eines Prüfkörpers bis zum Bruch wirken zwei aus Stahl bestehende, mit scharfkantigen Schneiden versehene Backen auf zwei gegenüberliegende parallele Aussenflächen eines Prüfkörpers rechteckiger Form und rechteckigen Querschnittes in einem einzigen Scherquerschnitt ein. Bei einem ändern bekannten Scherversuch für die Durchführung von bis zum Bruch geführten gleichzeitigen Scherbeanspruchungen sind auf beiden Seiten der Breite eines metallischen scharfkantigen Beanspruchungsteiles zwei parallel gerichtete Scherquerschnitte vorgesehen, wobei der Beanspruchungsteil auf die Oberfläche eines Prüfkörpers von rechteckiger Form und rechteckigem Querschnitt ungefähr in der Mitte der Länge desselben einwirkt.

   Dieser Prüfkörper liegt im Bereich seiner Enden auf zwei metallischen, ebenfalls mit scharfen Kanten versehenen Teilen auf. Es ist weiters bekannt, zylindrische oder prismatische   Prüfkörper bis   zu ihrem Bruch der Wirkung eines Drehmomentes zu unterwerfen, wobei die Berechnung des Bruchschubfestigkeitswertes auf Grund der theoretischen Formeln der Festigkeitslehre für den elastischen Beanspruchungsbereich festgestellt wird. 



   Bei einem   andem   bekannten Verfahren für die Schubprüfung von Mörtel und seiner Haftung an Ziegeln 
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 chen mit Mörtel zusammengebunden sind, in der Weise hergestellt, dass die beiden äusseren Ziegelsteine des Prüfkörpers in der Längsrichtung gegenüber dem mittleren Ziegelstein etwas versetzt sind. Der auf diese Weise zusammengesetzte Prüfkörper wird der Wirkung einer oberhalb angeordneten Druckplatte einer Prüfmaschine ausgesetzt, welche auf das freie Ende des mittleren Ziegelsteines drückt, wogegen die freien Enden der beiden äusseren Ziegelsteine auf der unteren Druckplatte der Prüfmaschine aufruhen. 



   Die beiden zuerst genannten Prüfverfahren weisen die Nachteile auf, dass in den Scherquerschnitten keine Schubspannungen entstehen, welche zum Bruch des Probekörpers führen, sondern dass dieser Bruch tatsächlich nur unter der Wirkung der normalen Spannungserhöhung im Bereich der mit Schneiden versehen scharfkantigen Backen entsteht und praktisch   auf spannungsoptischem   Wege festgestellt wird. Denselben Nachteil weist auch das Verfahren unter Verwendung des aus drei Ziegeln bestehenden Prüfkörpers zur Ermittlung der Mörtelscherspannung auf. Dazu kommt noch die Tatsache, dass der Prüfkörper durch Überwinden des Verbandes zwischen Mörtel und Ziegelsteinen infolge der Wirkung der aus der Biegung entstehenden Zugspannungen und nicht infolge des Einwirkens von Schubspannungen zerstört wird. 



   Die Nachteile des bekannten Verfahrens, bei welchem die Bruchschubfestigkeit durch Drehbeanspruchung des Probekörpers unter Zuhilfenahme theoretischer Berechnungsformeln erfolgt, bestehen darin, dass diese Berechnungsformeln nur im elastischen, nicht aber im plastischen Bereich und beim Bruch gültig sind. Ausserdem werden, da die Gesteine und die Bauwerkstoffe einen spröden Charakter aufweisen, die einer Verdrehung unterworfenen Prüfkörper immer unter der Wirkung der Hauptnormalzugspannungen in einer um 450 gegenüber dem Normalquerschnitt geneigten Richtung und nicht unter der Wirkung der entsprechenden maximalen Schubspannungen, die in diesen Querschnitt eintreten, brechen.

   Bei Verwendung prismatischer, einer Verdrehung unterworfenen Prüfkörper, können überhaupt keine genauen Formeln für die Berechnung der Bruchschubfestigkeit an- 

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 gewendet werden. 



   Die Erfindung beseitigt die Nachteile der bekannten Verfahren dadurch, dass ein Prüfkörper in Form eines
Quaders, der in der Mitte seiner Länge in zwei einander gegenüberliegenden Seitenflächen je eine Winkel- kerbe mit aufeinander normalen Flanken und in den beiden andern Seitenflächen je einen Schwächungseinschnitt aufweist,   so dass er durch die Kerben und die Schwächungseinschnitte in zwei zueinander symmetrischen   Hälften unterteilt wird, mittels zweier hufeisenförmiger, den Prüfkörper umgreifender Widerstandsstücke einer Schub-   prüfvorrichtung beansprucht   wird, die durchDruck oder Zug betätigt wird,

   wobei die Widerstandsstücke zentrisch symmetrisch in bezug auf den Mittelpunkt des Quaders angeordnet sind und jedes Widerstandsstück auf je eine dieser Hälften unmittelbar über zwei Druckteile normal und in entgegengesetztem Sinne auf beide gekerbte
Seitenflächen des Prüfkörpers in zwei verschieden weit von der   Flächenmitte   entfernten Stellen wirkt, und so eine Biegebeanspruchung des Prüfkörpers hervorgerufen wird, die eine lineare Variation des Biegemomentes in der Prüfkörperlängsachse mit dem Momentennullpunkt in der Mitte des Prüfkörpers aufweist, so dass dort die reine und maximale Schubspannung auftritt, und dass die Druck-oder Zugkraft auf den   Prüfkörper   fortschrei- tend und ununterbrochen ansteigend bis zum Bruch des Prüfkörpers in dieser Längsmitte einwirkt.

   Der Bruch er- folgt somit durch unmittelbare Wirkung einer einfachen Querkraft, die zu einer praktisch gleichförmigen Ver- teilung der Schubspannungen im entsprechenden Querschnitt führt. Es treten daher im elastischen Bereich bis zum Bruch keine Spannungserhöhungen oder Spannungsspitzen auf, durch die die festgestellten Werte verfälscht werden. Dies entspricht den Bedingungen eines reellen Spannungszustandes im Inneren eines flachen Modells, welches mit seiner Form und im Hinblick auf den Beanspruchungszustand dem Prüfkörper ähnlich ist, was auf spannungsoptischem Wege entsprechend dem erfindungsgemässen Verfahren festgestellt wurde. 



   Der   erfindungsgemässe Prüfkörper zur Durchführung des Verfahrens   ist im wesentlichen dadurch gekennzeich- net, dass der Prüfkörper auf zwei einander gegenüberliegenden Seitenflächen mit zwei die Flächen halbierenden
Winkelkerben versehen ist, deren Flanken aufeinander   normal stehen und um 450 gegenüber den Seitenflächen   geneigt sind und deren Tiefe einem Viertel der   PrUfkörperstärke   entspricht.

   Hiebei ist es von Vorteil, wenn in   der Prüfkörpermitte   in den beiden andern Seitenflächen zwei seitliche Schwächungseinschnitte vorgesehen sind, deren Tiefe einem Drittel der Prüfkörperbreite entspricht und deren Seiten bei Prüfkörpern aus Gesteinen oder andern Baustoffen, welche mechanisch verarbeitet werden, parallel verlaufen und bei in Schalungen gegossenen Prüfkörpern aus Mörtel od. dgl. leicht divergieren. Ein solcher Prüfkörper kann auf einfache Weise durch me- chanischeBearbeitung seiner Aussenform aus dem zu prüfenden Probestück erzeugt werden, wobei durch die besondere Formgebung des Prüfkörpers bei einer Beanspruchung im Sinne des erfindungsgemässen Verfahrens die Verteilung der Schubspannungen praktisch gleichförmig über die ganze Höhe des Querschnittes erfolgt.

   Durch die beiden seitlichen Schwächungseinschnitte, deren Tiefe einem Drittel der   Prüfkörperbreite   entspricht, wird ein exakter Bruch im   selben Querschnitt erzielt. Die Schub festigkeit kann   durch Dividieren der von der gesamten Druckkraft der Prüfvorrichtung im Augenblick des Prüfkörperdruckes erzeugten Maximalkraft durch die Bruchmindestquerschnittsfläche erhalten werden. 



   Die erfindungsgemässe Schubprüfvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens bei Druckbeanspruchung besteht im wesentlichen darin, dass zwei metallische hufeisenförmige identische Widerstandsstücke vorgesehen sind, welche um den Prüfkörper in zentrisch symmetrischer Stellung gegenüber dessen Mitte angebracht sind und welche mit je zwei abnehmbaren U-förmigen Druckteilen ausgestattet sind, die gelenkartig mit je einem durch Löcher gesteckten Bolzen mit Spiel an   den metallischen Widerstandsstücken angeschlossen sind und sich unmittel-   bar auf diese Widerstandsstücke in je einem Kontaktpunkt abstützen, welcher sich in der Mitte der Breite und einem Drittel der Länge des einen Druckteils, sowie in der Mitte der Breite und der Länge des andern Druckteiles befindet,

   wobei die Vorrichtung einer Druckbeanspruchung zwischen den Druckplatten einer Prüfmaschine unterworfen ist. Für die Durchführung des Verfahrens bei Zugbeanspruchung ist es zweckmässig, wenn Laschen und in Löcher eingesetzte Bolzen vorgesehen sind, wobei die Druckteile durch in weitere Löcher der Widerstandsstücke   eingesetzte Bolzen umgesetztwerden.

   In   diesem Falle werden für die Montage der Druckteile somit andere Löcher der Widerstandsstücke benutzt, die Druck- oder Zugkraft der Prüfvorrichtung wird kontinuierlich bis zum Bruch des Prüfkörpers in seinem kleinsten Querschnitt, welcher von den Winkelspitzen der Winkelkerben und den seitlichen Einschnitten des Prüfkörpers begrenzt ist, ansteigen gelassen, wobei der Bruch lediglich unter der Wirkung der Maximalwerte der gleichartig verteilten Schubspannungen in dem entsprechenden Querschnitt erfolgt und durch eine einfache, der vorgesehenen Beanspruchungsart entsprechende, in diesem Querschnitt mittelbar wirkende Querkraft erzeugt wird, in welchem Falle das Biegemoment in diesem Querschnitt gleich Null wird. 



   In den Zeichnungen ist die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen schematisch erläutert.   Fig. l   zeigt ein Querkraftdiagramm und Fig. la ein Biegemomentendiagramm, welches dem erfindungsgemässen Verfahren zugrunde liegt. Fig. 2 zeigt die grundsätzliche Verwirklichungsart der entsprechenden Beanspruchung nach Fig. l   (T 7 0,   M = 0). Fig. 3 stellt eine praktische Verwirklichung einer solchen Beanspruchung eines Prüfkörpers mit- 
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 sicht, einen durch Giessen des zu prüfenden Materials (Mörtel), erzeugten Prüfkörpers. 



   Das erfindungsgemässe Prüfverfahren besteht in der Erzeugung einer Beanspruchung, die von einer einfachen Querkraft   (T : f. 0)   im Bereich des Momentennullpunktes (M = 0) eines geraden Prüfkörpers, zu Biegung mit geradliniger Variation des Biegemomentes hervorgerufen wird, d. h. durch eine Querkraft, welche einen gleichförmigen Wert über den ganzen mittleren Teil des Prüfkörpers aufweist, sowie mit einem Momentennullpunkt gegenüber der Mitte dieser Länge (Fig. l und la), wo eine einfache Querkraft entsteht. Es erfolgt somit eine reine Schubbeanspruchung des Prüfkörpers, ohne dass Normalspannungen in dem entsprechenden Querschnitt (Fig. 2) auftreten, so dass das Verfahren durch Anwendung einer erfindungsgemässen Schubprüfvorrichtung verwirklicht werden kann. 
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 ganzen Fläche des Schubquerschnittes (Fig. 5) verwirklicht.

   Wird der Prüfkörper mit Seiteneinschnitten versehen, deren Tiefe ein Drittel der Prüfkörperbreite beträgt (Fig. 6), wird der Bruch immer im Schubquerschnitt oder in seiner unmittelbaren Nähe erfolgen. 



   Die in Fig. 7 dargestellte erfindungsgemässe   Schubprüfvorrichtung-D-- gewährleistet   den Erhalt einer geradlinigen Veränderung des Biegemomentes-M-mit einem Momentennullpunkt an der Stelle der   Längs -   mitte des Prüfkörpers -E1- sowie mit einer Querkraft von konstantem Wert längs dem mittleren Teil des Prüfkörpers. Die Schubprüfvorrichtung -D- besteht aus zwei metallischen identischen hufeisenförmigen Widerstandsstücken, welche in Versuchsstellung zentrisch symmetrisch in bezug auf den Mittelpunkt des Quaders wirken.

   Jedes dieser Widerstandsstücke ist an entsprechenden Stellen mit zwei auf dem Prüfkörper wirkenden Druckteilen --2 und 3-- versehen, die in Querrichtung U-förmig ausgebildet und mit ausreichendem Spiel mit Hilfe vonBolzen--4 und 5-- die in   Löcher-6   und 7-eingeführt werden, an den Widerstandsstücken befestigt sind. Die Druckteile sind so ausgebildet, dass sie den Prüfkörper in einem einzigen Punkt, welcher in einem 
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 standsstücke der Schubprüfvorrichtung sind ferner mit Schrauben-H-für die Längspositionseinstellung des   Prüfkörpers --E- in   der Schubprüfvorrichtung, sowie mit Schrauben --12-- versehen, welche zur Einstellung der Prüfkörperlagerung in senkrechter Richtung zwecks Erhalt eines exakten Beanspruchungszustandes dienen.

   Im Falle der Prüfungen durch Zugbeanspruchung werden   die gestrichelt aufgeführten Laschen   durch einen Bolzen gelenkartig in dem   Loch --8-- angebracht ; die   gleitende Verbindung der Widerstandsstücke während der Prüfung 
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 stein gemäss Fig. 8 und -E2-- für die Proben aus Mörtel gemäss Fig.

   9 haben die äussere Form eines Quaders   --14-.   Die Prüfkörper weisen zwei Winkelkerben-15-auf, deren Seiten einen Winkel von 900 einschliessen und deren Tiefe a = 1/4 h beträgt, so dass zwischen der Spitze dieser Kerben der Schubquerschnitt eine Höhe von    hl   = 1/2 h, in welcher der Bruch des   Prüfkörpers   nur unter der Wirkung von gleichförmig verteilten Schubspannungen in Höhenrichtung des Querschnittes bei Prüfung mittels der Schubprüfvorrichtung --D-- entsteht, aufweist.

   Um den Bruch des Prüfkörpers im reinen Schubquerschnitt mit gleichförmig verteilten Schubspannungen in Höhenrichtung des Prüfkörpers zu sichern, wird dieser zusätzlich mit seitlichen Schwächungseinschnitten   - 16   oder 17-versehen, deren Seiten im Falle des    Prüfkörpers--E,-parallel   verlaufen (Fig. 8), im Falle des   Prüfkörpers-E-- (Fig. 9)   leicht divergieren. Die Tiefe der Einschnitte --16,17-- beträgt ein Drittel der Prüf- 
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   Die Herstellung der Prüfkörper aus den   Probestücken   aus Gestein und natürlichen oder künstlichen Baustoffen, wie Ziegelsteine, Zellenbeton usw., wird durch Gestaltung ihrer   Aussenform --14-- mit   einer Steinschneidmaschine, sowie ihrer Kerben-15 und 16-- mit einer Metallsäge oder einer Kreisfräse durchgeführt. 



   Für die an Ort und Stelle vorbereiteten Materialien, wie Mörtel, werden die Prüfkörper durch Giessen in eine Schalung erzeugt, wobei gleichzeitig auch die   90 -Winkelkerben-15-,   sowie die seitlichen Einschnitte mit trapezoidalem Profil--17--, nach Fig. 9 hergestellt werden. 
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 zusammengefügt ;vorrichtung --D-- eingesetzt, so dass diese Stücke durch die Druckteile --2 und 3-- auf den Prüfkörper wirken.

   Die Längeneinstellung der Prüfkörper wird dabei mit Hilfe der   Einstellungsschrauben --11-- durchgeführt.   Die Schubprüfvorrichtung samt Prüfkörper wird nun zwischen Druckplatten einer Prüfungsmaschine gebracht und mit fortschreitender reiner Schubbeanspruchung bis zum Bruch des Prüfkörpers im Minimalquerschnitt, der durch die Spitzen der Winkelkerben und der seitlichen Einschnitte definiert ist, belastet. Die reine Schubfestigkeit des geprüften Materials wird durch die Dividierung der   Maximal- oder Bruchquerkraft   (Tr   = F), erzeugt unter   Wirkung des Höchstwertes des Druckes der Prüfmaschine, durch die Querschnittsfläche des Prüfkörpers an der Bruchstelle erhalten.

   Diese ist praktisch identisch mit dem Mindestquerschnitt zwischen den Spitzen der Kerben (Sf =   h.. b.),   so dass die reine Bruchfestigkeit erhalten wird zu 
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 Prüfkörpern, aus folgenden Materialien durchgeführt wurde : riolithische Breccie (von Rosia Montana), graues und dunkelblaues Steinsalz (von Tg. Ocna), Ziegelstein, Zellenbeton und Zementmörtel. Die   Prüfkörper   wiesen die bereits angegebenen Formen sowie die Winkelkerben und die seitlichen Einschnitte mit den entsprechenden Formen auf und wurden in einer erfindungsgemässen Schubprüfvorrichtung getestet.

   Die   Prüfkörper   wurden, entweder durch mechanische Bearbeitung mit der   Steinschneide- und   Verarbeitungsmaschine (beispielsweise bei dem Prüfkörper aus Breccie), oder durch kombinierte mechanische und manuelle Verarbeitung (wie beiden Prüfkörpern aus Steinsalz, Ziegelstein und Zellenbeton), oder auch durch Giessen in einer Schalung (wie bei dem Prüfkörper aus Mörtel) hergestellt. 



   Die zur Prüfung benutzten Prüfkörper   hatten folgende Abmessungen : 1=80 mm, h =40 0, 05 mm und   b = 30 mm, der reine Schubquerschnitt, welcher sich durch die mechanische oder zusammengesetzte Bearbeitung, sowie durch Giessen in der Schalung ergab, war    h1.      b1 = 2 X 1   = 2 cm . 



   Die benutzte Schubprüfvorrichtung wies zwei hufeisenförmige Widerstandsstücke auf, welche aus einer 20 cm dicken Stahlplatte hergestellt wurden, Vertiefungen von je 1 mm an den seitlichen Oberflächen und eine entsprechende Breite für die senkrechte Führung der U-förmigen Druckteile --2 und   3-- besassen,   wie dies in Fig. 7 dargestellt ist. Die Länge der Berührungs- und Druckfläche der Druckteile --2-- betrug 14 mm, während diejenige der Druckteile --3-- nur 10 mm betrug. Die Breite aller dieser Druckteile betrug 30 mm, also eben- 
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 diese Breite zu sichern. 



   Der Bruch der geprüften Prüfkörper erfolgte immer gemäss den Prinzipien des   erfindungsgemässen Verfahrens   
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 auf, dass der Prüfkörper in seinem Bruchquerschnitt nur durch eine einfache Querkraft beansprucht ist, welche dort ohne Auftreten eines Biegemomentes oder einer Normalkraft, sowie auch ohne irgendwelche örtliche Wirkung mancher Druckteile, die immer Spannungserhöhungen erzeugen, wirksam wird. Ferner bricht der   Prüf-   körper in einem genau vorbestimmten Mindestquerschnitt nur unter der Wirkung der erzeugten reinen Schubspannungen, entsprechend den Ergebnissen der spannungsoptischen Versuche am ebenen Modell, welches die Form, die Zusammensetzungsweise und die Beanspruchungsart des Prüfkörpers wiedergab.

   Der Bruch des Probekörpers erfolgt in allen Punkten und in der Ebene dieses Bruchquerschnittes durch reine Schubbeanspruchung beim Höchstwert der einfachen Schubspannungen, aber ohne Auftreten irgendwelcher aus andern Beanspruchungen resultierenden Normalspannungen. 

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   Ausserdem ist die Verteilung der Schubspannungen im Bruchquerschnitt der Prüfkörper gleichmässig, so dass keinerlei Spannungserhöhungen an den senkrechten Enden des Querschnittes oder Höchstwerte in seiner   Mitte, we1-   che zur Entstehung frühzeitiger Brüche in den entsprechenden Punkten führen könnten, entstehen. 



   Es wird somit durch die Erfindung die reine Schubfestigkeit des Materials unter ganz reellen Bedingungen und in einer sehr einfachen Weise durch Dividieren der gesamten Beanspruchungskraft der Prüfmaschine, bei welcher der Bruch des   Prüfkörpers   entstand, durch die Bruchquerschnittsfläche festgestellt. 



   Die benutzten   Prüfkörper   sind einfach und leicht in   üblichenFachwerkstätten   zu erzeugen und die Versuche können ebenfalls   im Versuchslaboratorium für Materialprüfungen, welches über   eine auch für andere mechanische Prüfungen benutzbare Prüfmaschine verfügt, durchgeführt werden. 



    PATENTANSPRÜCHE :    
1.   Schubfestiglteitsprüfverfahren   für einen Prüfkörper aus Gestein, Mörtel und andern natürlichen vorgefertigten oder ortsgegossenen Baustoffen, dadurch gekennzeichnet, dass ein Prüfkörper in Form eines 
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 aufweist, so dass er durch die Kerben und die Schwächungseinschnitte in zwei zueinander symmetrischen Hälften unterteilt wird, mittels zweier hufeisenförmiger, den   Prüfkörper umgreifender Widerstandsstücke   einer Schubprüfvorrichtung beansprucht wird, die durch Druck oder Zug betätigt wird,

   wobei die Widerstandsstücke zentrisch symmetrisch in bezug auf den Mittelpunkt des Quaders angeordnet sind und jedes Widerstandsstück auf je eine dieser Hälften unmittelbar über zwei Druckteile normal und in entgegengesetztem Sinne auf beide gekerbte Seitenflächen des Prüfkörpers in zwei verschieden weit von der Flächenmitte entfernten Stellen wirkt, und so eine Biegebeanspruchung des Prüfkörpers hervorgerufen wird, die eine lineare Variation des Biegemomentes in der   Prüfkörperlängsachse   mit dem Momentennullpunkt in der Mitte des Prüfkörpers aufweist, so dass dort die reine und maximale Schubspannung auftritt, und dass die Druck-oder Zugkraft auf den   Prüfkörper fort-   schreitend und ununterbrochen ansteigend bis zum Bruch des Prüfkörpers in dessen Längsmitte einwirkt.

Claims (1)

  1. 2. Prüfkörper zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Prüfkörper auf zwei einander gegenüberliegenden Seitenflächen mit zwei die Flächen halbierenden Winkelkerben (15) versehen ist, deren Flanken aufeinander normal stehen und um 450 gegenüber den Seitenflächen geneigt sind und deren Tiefe einem Viertel der Prüfkörperstärke (h) entspricht.
    3. Prüfkörper nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Prüfkörpermitte in den beiden andern Seitenflächen zwei seitliche Schwächungseinschnitte (16 oder 17) vorgesehen sind, deren Tiefe einem Drittel der Prüfkörperbreite entspricht und deren Seiten bei Prüfkörpern aus Gesteinen oder andernBaustoffen, welche mechanisch verarbeitet werden, parallel verlaufen und bei in Schalungen gegossenen Prüfkörpern aus Mörtel od. dgl. leicht divergieren.
    4. Schubprüfvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bei Druckbeanspruchung, dadurch gekennzeichnet, dass zwei metallische hufeisenförmige identische Widerstandsstücke (1) vorgesehen sind, welche um den Prüfkörper in zentrisch symmetrischer Stellung gegenüber dessen Mitte angebracht sind und welche mit je zwei abnehmbaren U-förmigen Druckteilen (2 und 3) ausgestattet sind, die gelenkartig mit je einem durch Löcher (6 und 7) gesteckten Bolzen (4 und 5) mit Spiel an den metallischen Widerstandsstücken (1) angeschlossen sind und sich unmittelbar auf diese Widerstandsstücke in je einem Kontaktpunkt ab- stützen, welcher sich in der Mitte der Breite und einem Drittel der Länge des einen Druckteiles (2),
    sowie in der Mitte der Breite und der Länge des andern Druckteils (3) befindet, wobei die Vorrichtung einer Druckeanspruchung zwischen den Druckplatten (12) einer Prüfmaschine unterworfen ist.
    5. Schubprüfvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bei Zugbeanspruchung, da- EMI5.2 gesehen sind, wobei die Druckteile (2 und 3) durch in weitere Löcher (9 und 10) der Widerstandsstücke (l) eingesetzten Bolzen (4 und 5) umgesetzt werden.
    6. Schubpuüfvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Wiberstandsstücke (1) während des Versuches durch eine kulissenartige Verbindung (13) miteinander verbunden sind.
    7. Schubprüfvorrichtung nach Anspruch 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Widerstandsstücke (1) mit je einem Loch, dessen Achse mit der Achse des Prüfkörpers übereinstimmt, versehen ist, in welches eine Schraube (11) für die genaue Justierung der Längsposition des Prüfkörpers eingeschraubt ist.
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