專利名稱：直接測往復(fù)荷載下砼與鋼筋動(dòng)態(tài)粘結(jié)性能裝置及測定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種直接測定往復(fù)荷載作用下混凝土與鋼筋動(dòng)態(tài)粘結(jié)性能的測試裝置及測定方法，屬于混凝土建筑領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
土木工程領(lǐng)域中，鋼筋混凝土粘結(jié)性能是非常重要的。鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)作用是普遍鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)承載受カ的前提。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的粘結(jié)問題，不僅在工程實(shí)踐中很重要，而且在理論上具有重要意義。在住復(fù)荷載下，粘結(jié)的退化是引起構(gòu)件強(qiáng)度降低，剛度退化及變形增加的主要原因。目前測量鋼筋混凝土粘結(jié)性能主要是拔出試驗(yàn)、梁式試驗(yàn)、長埋長鋼筋混凝土粘結(jié)滑移試驗(yàn)。拔出試驗(yàn)需要利用試驗(yàn)機(jī)對所澆筑的試件進(jìn)行加載，不便于測量往復(fù)荷載作用下混凝土與鋼筋動(dòng)態(tài)粘結(jié)性能。現(xiàn)有的裝置都只能施加靜荷載，不能施加往復(fù)荷載進(jìn)行測量。測定方法沒有相應(yīng)的規(guī)范可依，也沒有相應(yīng)的試驗(yàn)裝置，因此無法準(zhǔn)確測量往復(fù)荷載作用下混凝土與鋼筋的動(dòng)態(tài)粘結(jié)性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供ー種直接測往復(fù)荷載下砼與鋼筋動(dòng)態(tài)粘結(jié)性能裝置及測定方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所述的直接測往復(fù)荷載下砼與鋼筋動(dòng)態(tài)粘結(jié)性能試驗(yàn)裝置，包括外框架， 加載裝置，數(shù)據(jù)采集裝置；所述的外框架內(nèi)布置加載裝置，加載裝置與數(shù)據(jù)采集裝置連接； 其特征在于外框架包括上橫梁，立柱，底梁；所述的底梁上固定安裝兩根立柱，兩根立柱的頂端布置上橫梁，所述加載裝置包括作動(dòng)器，荷載傳感器，液壓平夾頭，鋼筋，反カ鋼板， 位移計(jì)，支座，位移計(jì)固定架，液壓油源，控制器，計(jì)算機(jī)；所述的作動(dòng)器布置在上橫梁的內(nèi)測，作動(dòng)器驅(qū)動(dòng)軸連接荷載傳感器，荷載傳感器的另一端液壓平夾頭，液壓平夾頭夾緊鋼筋；底梁上端面布置兩塊支座，支座與底梁之間形成凹形槽，凹形槽的底端布置位移計(jì)固定架，位移計(jì)固定架上端布置位移計(jì)，反カ鋼板中心處布置圓孔，反カ鋼板通過高強(qiáng)螺栓支撐干支座的上方，反力鋼板與支座之間放置試件；試件中的鋼筋從反力鋼板的圓孔穿過并與位移計(jì)接觸；液壓油源通過油管連接作動(dòng)器，作動(dòng)器連接至與控制器，控制器連接至計(jì)算機(jī)；所述的數(shù)據(jù)采集裝置包括動(dòng)態(tài)信號測試儀；所述的動(dòng)態(tài)信號測試儀連接至計(jì)算機(jī)，動(dòng)態(tài)信號測試儀還連接荷載傳感器與位移計(jì)。本發(fā)明所述的直接測往復(fù)荷載下砼與鋼筋動(dòng)態(tài)粘結(jié)性能裝置及測定方法，其特征在于方法如下1)、將試件放置在支座上，頂端放置反カ鋼板，通過高強(qiáng)螺栓固定試件；2)、將試件中的鋼筋從反カ鋼板圓孔穿過，鋼筋底端接觸位移計(jì)，鋼筋的頂端通過液壓平夾頭固定；CN 102539319 A3)、開始試驗(yàn)，計(jì)算機(jī)給出指令，由控制器控制作動(dòng)器，作動(dòng)器向鋼筋施加拉カ和壓カ；4)、荷載傳感器與位移計(jì)在作動(dòng)器對鋼筋施加拉カ和壓力作用下測得數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)通過導(dǎo)線傳輸至動(dòng)態(tài)信號測試儀；5)、計(jì)算機(jī)讀取動(dòng)態(tài)信號測試儀的數(shù)據(jù)，鋼筋與混凝土的粘結(jié)荷載Pi (t)和鋼筋混凝土的相對滑移值A(chǔ)li(t)；6)、計(jì)算機(jī)開始處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，鋼筋與混凝土的粘結(jié)荷載Pi (t)除以鋼筋混凝土的接觸面面積S得到鋼筋混凝土之間的粘結(jié)カh(t)，根據(jù)Ti(t)和Ali(t)可得到粘結(jié)應(yīng)力-滑移曲線，試驗(yàn)結(jié)束有益效果本發(fā)明測試裝置的特點(diǎn)是組裝簡単，操作方便，試驗(yàn)所需儀器較少，可以在澆筑現(xiàn)場進(jìn)行測量，不需要專門的拉カ試驗(yàn)機(jī)，操作方便可重復(fù)使用。采用反力鋼板和高強(qiáng)螺栓固定試件干支座上，可拆卸，便于運(yùn)輸。通過作動(dòng)器施加拉カ和壓力，可實(shí)現(xiàn)カ和位移的準(zhǔn)確控制。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明的反カ鋼板結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明的本發(fā)明的往復(fù)加載過程圖；1是作動(dòng)器，2是荷載傳感器，3是液壓平夾頭，4是外框架，5是鋼筋，6是反カ鋼板，7是試件，8是位移計(jì)，9是支座，10是位移計(jì)固定架，11是液壓油源，12是控制器，13是計(jì)算機(jī)，14是動(dòng)態(tài)信號測試儀，15是導(dǎo)線，16是高強(qiáng)螺栓，17是油管，18是上橫梁，19是立柱，20是底梁，21是螺栓，22是邊孔，23是圓孔。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)一歩詳細(xì)說明如圖所示ー種直接測往復(fù)荷載下砼與鋼筋動(dòng)態(tài)粘結(jié)性能試驗(yàn)裝置，包括外框架 4，加載裝置，數(shù)據(jù)采集裝置；所述的外框架4內(nèi)布置加載裝置，加載裝置與數(shù)據(jù)采集裝置連接。外框架4包括上橫梁18，立柱19，底梁20 ；所述的底梁20上固定安裝兩根立柱19， 兩根立柱19的頂端布置上橫梁18，通過螺栓21拼接而成。外框架是可拆卸移動(dòng)的。所述加載裝置包括作動(dòng)器1，荷載傳感器2，液壓平夾頭3，鋼筋5，反カ鋼板6，位移計(jì)8，支座9，位移計(jì)固定架10，液壓油源11，控制器12以及計(jì)算機(jī)13 ；所述的作動(dòng)器1布置在上橫梁18的內(nèi)測，作動(dòng)器1驅(qū)動(dòng)軸連接荷載傳感器2，荷載傳感器2的另一端液壓平夾頭3，液壓平夾頭3夾緊鋼筋5 ；底梁20上端面布置兩塊支座9，支座9與底梁20之間形成凹形槽，凹形槽的底端布置位移計(jì)固定架10，位移計(jì)固定架10上端布置位移計(jì)8，反カ鋼板 6中心處布置圓孔23，反カ鋼板6通過高強(qiáng)螺栓16支撐于支座9的上方，反カ鋼板6與支座9之間放置試件7 ；試件7中的鋼筋5從反カ鋼板6的圓孔23穿過并與位移計(jì)8接觸； 所述的數(shù)據(jù)采集裝置包括計(jì)算機(jī)13，動(dòng)態(tài)信號測試儀14 ；所述的作動(dòng)器1連接至與控制器12，控制器12與動(dòng)態(tài)信號測試儀14連接至計(jì)算機(jī)13，動(dòng)態(tài)信號測試儀14還連接荷載傳感器2與位移計(jì)8。作動(dòng)器1包含內(nèi)置位移計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)位移控制，其工作的頻率范圍為0-15HZ?？刂破?2可以對作動(dòng)器1實(shí)現(xiàn)荷載和位移的準(zhǔn)確控制，并完成荷載控制和位移控制的平滑切換。往復(fù)荷載是指可以對試件施加拉カ和壓カ的往復(fù)作用。動(dòng)態(tài)信號測試儀14可以記錄荷載位移隨時(shí)間變化的規(guī)律。反カ鋼板6中間帶有ー圓孔23，便于鋼筋5穿過。所述的反カ鋼板6的4個(gè)邊孔 22便于高強(qiáng)螺栓16穿過，用于固定試件7至支座9上。加載時(shí)先采用荷載控制，再采用位移控制。直接測往復(fù)荷載下砼與鋼筋動(dòng)態(tài)粘結(jié)性能的測定方法，方法如下第一歩外框架4的上橫梁18置有作動(dòng)器1，將作動(dòng)器1回縮至最上面。液壓平夾頭3張開。反カ鋼板6中間帶有ー圓孔23，置于試件7上面，并用高強(qiáng)螺栓16擰緊，固定干支座9上。將作動(dòng)器1下移至合適位置。用液壓平夾頭3夾緊鋼筋；第二步位移計(jì)固定架10放置在試件5下面。將位移計(jì)8固定于位移計(jì)固定架10 上，與鋼筋5接觸；第三步將荷載傳感器2與位移計(jì)8通過導(dǎo)線15連接至動(dòng)態(tài)信號測試儀14上。開啟油源，通過計(jì)算機(jī)13給控制器12施加指令驅(qū)動(dòng)作動(dòng)器1，對鋼筋5施加拉カ和壓カ，鋼筋和混凝土之間產(chǎn)生相對滑移，通過計(jì)算機(jī)13讀取動(dòng)態(tài)信號測試儀14上所測得的數(shù)據(jù)，包括鋼筋與混凝土的粘結(jié)荷載Pi⑴和鋼筋混凝土的相對滑移值A(chǔ)li(t)；第四歩用PJt)除以鋼筋混凝土的接觸面面積S得到鋼筋混凝土之間的粘結(jié)カh(t)，根據(jù)Ti(t)和Ali(t) 可得到粘結(jié)應(yīng)力-滑移曲線。動(dòng)態(tài)信號測試儀(14)記錄加載過程中鋼筋與混凝土的相對滑移量Δ Ii (t)，鋼筋與混凝土的粘結(jié)荷載Pi (t)，設(shè)鋼筋與混凝土接觸面的表面積為S，則粘結(jié)應(yīng)カTiU) =Pi (t)/S, ^PiW的最大值為Pmax。最大粘結(jié)應(yīng)カTmax = P隨/S，根據(jù) TiW和Ali(t)可得到粘結(jié)應(yīng)力-滑移曲線。
權(quán)利要求
1.直接測往復(fù)荷載下砼與鋼筋動(dòng)態(tài)粘結(jié)性能裝置，包括外框架G)，加載裝置，數(shù)據(jù)采集裝置；所述的外框架內(nèi)布置加載裝置，加載裝置與數(shù)據(jù)采集裝置連接；其特征在于 外框架⑷包括上橫梁(18)，立柱(19)，底梁00)；所述的底梁OO)上固定安裝兩根立柱 (19)，兩根立柱(19)的頂端布置上橫梁(18)，所述加載裝置包括作動(dòng)器(1)，荷載傳感器 (2)，液壓平夾頭(3)，鋼筋(5)，反カ鋼板(6)，位移計(jì)(8)，支座(9)，位移計(jì)固定架(10)，液壓油源(11)，控制器(12)，計(jì)算機(jī)(13)；所述的作動(dòng)器⑴布置在上橫梁(18)的內(nèi)測，作動(dòng)器(1)驅(qū)動(dòng)軸連接荷載傳感器O)，荷載傳感器O)的另一端液壓平夾頭(3)，液壓平夾頭 ⑶夾緊鋼筋(5)；底梁OO)上端面布置兩塊支座(9)，支座(9)與底梁OO)之間形成凹形槽，凹形槽的底端布置位移計(jì)固定架(10)，位移計(jì)固定架(10)上端布置位移計(jì)(8)，反カ鋼板(6)中心處布置圓孔(23)，反カ鋼板(6)通過高強(qiáng)螺栓(16)支撐于支座(9)的上方，反 カ鋼板(6)與支座(9)之間放置試件(7)；試件(7)中的鋼筋(5)從反カ鋼板(6)的圓孔 (23)穿過并與位移計(jì)⑶接觸；液壓油源(11)通過油管(17)連接作動(dòng)器(1)，作動(dòng)器⑴ 連接至與控制器(12)，控制器(12)連接至計(jì)算機(jī)(13)；所述的數(shù)據(jù)采集裝置包括動(dòng)態(tài)信號測試儀(14)；所述的動(dòng)態(tài)信號測試儀(14)連接至計(jì)算機(jī)(13)，動(dòng)態(tài)信號測試儀(14)還連接荷載傳感器( 與位移計(jì)(8)。
2.利用權(quán)カ要求1所述的直接測往復(fù)荷載下砼與鋼筋動(dòng)態(tài)粘結(jié)性能裝置及測定方法， 其特征在于方法如下1)、將試件(7)放置在支座(9)上，頂端放置反カ鋼板(6)，通過高強(qiáng)螺栓(16)固定試件⑵；2)、將試件(7)中的鋼筋(5)從反カ鋼板(6)圓孔03)穿過，鋼筋(5)底端接觸位移計(jì)(8)，鋼筋(5)的頂端通過液壓平夾頭(3)固定；3)、開始試驗(yàn)，計(jì)算機(jī)(13)給出指令，由控制器(12)控制作動(dòng)器(1)，作動(dòng)器(1)向鋼筋( 施加拉カ和壓カ；4)、荷載傳感器O)與位移計(jì)(8)在作動(dòng)器(1)對鋼筋(5)施加拉カ和壓力作用下測得數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)通過導(dǎo)線(1 傳輸至動(dòng)態(tài)信號測試儀(14)；5)、計(jì)算機(jī)(1 讀取動(dòng)態(tài)信號測試儀(14)的數(shù)據(jù)，鋼筋與混凝土的粘結(jié)荷載Pi(t)和鋼筋混凝土的相對滑移值A(chǔ)li(t)；6)、計(jì)算機(jī)(13)開始處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，鋼筋與混凝土的粘結(jié)荷載Pi(t)除以鋼筋混凝土的接觸面面積S得到鋼筋混凝土之間的粘結(jié)カh(t)，根據(jù)Ti(t)和Ali(t)可得到粘結(jié)應(yīng)力-滑移曲線，試驗(yàn)結(jié)束。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種直接測定往復(fù)荷載作用下混凝土與鋼筋動(dòng)態(tài)粘結(jié)性能的測試裝置及測定方法，屬于混凝土建筑領(lǐng)域。包括外框架，加載裝置，數(shù)據(jù)采集裝置；所述的外框架內(nèi)布置加載裝置，加載裝置與數(shù)據(jù)采集裝置連接。本發(fā)明測試裝置的特點(diǎn)是組裝簡單，操作方便，試驗(yàn)所需儀器較少，可以在澆筑現(xiàn)場進(jìn)行測量，不需要專門的拉力試驗(yàn)機(jī)，操作方便可重復(fù)使用。采用反力鋼板和高強(qiáng)螺栓固定試件于支座上，可拆卸，便于運(yùn)輸。通過作動(dòng)器施加拉力和壓力，可實(shí)現(xiàn)力和位移的準(zhǔn)確控制。
文檔編號G01N19/04GK102539319SQ20111044373
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月27日
發(fā)明者崔正華, 張今陽, 段小芳, 沈德建, 王斌, 袁嬌嬌, 陸培娟 申請人:安徽省水利部淮河水利委員會水利科學(xué)研究院, 河海大學(xué)