混凝土受壓破壞應(yīng)力-應(yīng)變?nèi)€測(cè)試裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種混凝土受壓破壞應(yīng)力-應(yīng)變?nèi)€測(cè)試裝置，屬于建筑工程試驗(yàn) 檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 混凝土是現(xiàn)代建筑工程中用量最大、用途最廣的建筑材料，形成的鋼筋混凝土結(jié) 構(gòu)也是工程結(jié)構(gòu)的主要型式。混凝土在單軸受壓破壞時(shí)的應(yīng)力-應(yīng)變?nèi)€是對(duì)鋼筋混凝 土結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，研宄其強(qiáng)度和變形行為的基本依據(jù)之一，特別是對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件彈塑性 全過程分析，極限狀態(tài)下構(gòu)件截面應(yīng)力分布，抗震和抗爆結(jié)構(gòu)延性和恢復(fù)力特性分析等。 然而，目前在測(cè)試混凝土受壓破壞應(yīng)力-應(yīng)變?nèi)€時(shí)尚無適用的試驗(yàn)裝置，尤其對(duì)破壞 應(yīng)變的測(cè)試，若采用粘貼應(yīng)變片的方法，不但操作復(fù)雜、成本高，而且受應(yīng)變片自身變形量 的限制，應(yīng)變片斷裂后就無法繼續(xù)監(jiān)測(cè)像鋼纖維混凝土這種高延性材料受力破壞全過程的 變形，同時(shí)粘貼應(yīng)變片所用的固化密封膠還會(huì)對(duì)試驗(yàn)人員帶來健康危害；若采用磁性表座 夾持變形傳感器的方法，由于很難找到合適的固定方式，在測(cè)試進(jìn)程中因試件位移、磁性表 座擾動(dòng)或在將多處測(cè)試值換算為試件單向變形值時(shí)都會(huì)引入測(cè)量誤差。
[0003] 我國(guó)纖維混凝土試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)CECS 13-2009提供了一種靜力受壓彈性模量變形 測(cè)量裝置，其中，變形傳感器夾具包括加緊螺釘和位移計(jì)夾持框架。這種裝置對(duì)測(cè)試?yán)w維混 凝土的彈性模量是適用的，但無法用于測(cè)試?yán)w維混凝土的軸心受壓應(yīng)力-應(yīng)變?nèi)€，即 使可用，也是一次性的，而且不能保證可獲得理想的試驗(yàn)結(jié)果。原因在于纖維混凝土，尤其 是鋼纖維混凝土破壞階段的變形量很大，試件發(fā)生橫向變形時(shí)會(huì)使位移計(jì)夾持框架受到擠 壓變形甚至破壞，同時(shí)，如果位移計(jì)夾持框架做得很牢固又會(huì)產(chǎn)生環(huán)箍效應(yīng)，類似箍筋的作 用，會(huì)給試驗(yàn)結(jié)果帶來誤差。而且，試件的壓縮變形采用壓緊的加持測(cè)量方式也有可能使位 移計(jì)受壓破壞。
[0004] 現(xiàn)有一種塑性混凝土彈性模量測(cè)試儀(專利號(hào)CN203011770U)主要包括上環(huán)支架、 下環(huán)支架、千分表或位移傳感器、調(diào)節(jié)螺栓、支架固定板緊定螺釘、支架固定板和千分表緊 定螺釘，在上環(huán)支架和下環(huán)支架上各設(shè)置有兩個(gè)變形吸收器，變形吸收器包括緊定螺釘旋 扭、圓柱型彈簧擋板及緊固螺釘、圓柱型彈簧、圓柱型彈簧外套筒和圓柱型彈簧定位板及觸 桿。該裝置設(shè)置了彈簧作為變形吸收器，目的是消除試件受力后發(fā)生的橫向變形對(duì)上下環(huán) 形支架帶來的擠壓，起到保護(hù)支架的作用。但實(shí)際應(yīng)用表明，該裝置仍存在不足之處：由于 采用的是兩組緊定螺釘四夾持點(diǎn)垂直對(duì)稱加持試件的方式，這對(duì)于完全均質(zhì)的彈性材料豎 向變形的測(cè)試可完全保證測(cè)試精度，但混凝土是非均質(zhì)的材料，一旦試件受壓產(chǎn)生橫向變 形，若垂直兩個(gè)方向混凝土的橫向變形存在差異，就可能產(chǎn)生兩個(gè)結(jié)果：一種情況是，若加 持得不是太緊就可能使垂直方向的一組緊定螺釘偏離原位置，使上下環(huán)形支架發(fā)生變位從 而得不到精確的試驗(yàn)結(jié)果；另一種情況是，若加持得太緊，試件橫向變形產(chǎn)生的擠壓力有可 能使上下環(huán)形支架產(chǎn)生變形甚至破壞，并給試驗(yàn)結(jié)果帶來誤差。這種裝置在測(cè)量試件的壓 縮變形時(shí)也是采用壓緊的加持測(cè)量方式，同樣存在使位移計(jì)受壓破壞的風(fēng)險(xiǎn)。該裝置雖然 在一定范圍內(nèi)可滿足測(cè)試塑性混凝土彈性模量的需要，但不能用來測(cè)試混凝土受壓破壞時(shí) 的應(yīng)力-應(yīng)變?nèi)€。
[0005] 在混凝土抗壓性能的研宄中，有時(shí)為獲得更好的全曲線下降段需增加剛性組件， 要測(cè)得試件受到的真實(shí)荷載還必須制作荷載傳感器夾持夾具，試驗(yàn)時(shí)要對(duì)試件進(jìn)行反復(fù)調(diào) 試對(duì)中，所有不合理的設(shè)計(jì)都將使得測(cè)試效率很低，而且未必能獲得理想的試驗(yàn)結(jié)果。為 此，有必要開發(fā)一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，成本低、效率高的混凝土受壓破壞應(yīng)力-應(yīng)變?nèi)?曲線測(cè)試裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足和缺陷，提供一種設(shè)計(jì)合理、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便 并能精準(zhǔn)測(cè)試混凝土受壓破壞應(yīng)力-應(yīng)變?nèi)€的測(cè)試裝置。
[0007] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種混凝土受壓破壞應(yīng)力-應(yīng)變?nèi)?曲線測(cè)試裝置，包括加載夾具、試件變形測(cè)試夾具和數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)，被測(cè)試件放置在 所述加載夾具中，所述試件變形測(cè)試夾具夾持在被測(cè)試件上，并與數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)連 接。
[0008] 所述加載夾具由頂板、球鉸、球鉸連接件、傳力板、彈簧、滑桿、荷載傳感器、壓板、 支柱、橡膠墊、試件定位夾具和底板構(gòu)成；所述定位夾具設(shè)在底板上，底板兩側(cè)對(duì)稱設(shè)有支 柱，所述支柱上端與滑桿下端套裝在一起，兩者形成滑動(dòng)副，滑桿上端固定在頂板底面上， 該滑軌上套裝有彈簧；所述頂板底面中心設(shè)置有與球鉸相匹配的球窩，所述球鉸置于球窩 內(nèi)并與傳力板聯(lián)接成一體，所述頂板和傳力板通過球鉸連接件進(jìn)行柔性連接；所述傳力板 底面連接有荷載傳感器，所述荷載傳感器下端與壓板上端連接。
[0009] 所述壓板下底面上固定有橡膠墊，所述底板中心處粘貼有橡膠墊。
[0010] 所述試件定位夾具由L型試件定位板、位置調(diào)節(jié)螺釘和試件定位座組成，兩排試 件定位座固定在底板中心的相鄰兩側(cè)，所述試件定位座上設(shè)置有位置調(diào)節(jié)螺釘，所述位置 調(diào)節(jié)螺釘自由端設(shè)置T型擋凸，所述T型擋凸可卡在所述L型試件定位板內(nèi)設(shè)置的T型凹 槽內(nèi)使位置調(diào)節(jié)螺釘和定位板實(shí)現(xiàn)活動(dòng)連接，位置調(diào)節(jié)螺釘通過T型擋凸帶動(dòng)定位板做前 后移動(dòng)。所述L型試件定位板內(nèi)角為內(nèi)弧形。
[0011] 所述試件變形測(cè)試夾具由變形傳感器支架、變形傳感器頂桿、縱向變形傳感器、橫 向變形傳感器、變形傳感器中支架和變形傳感器夾持桿組成；所述變形傳感器支架分為變 形傳感器上支架、變形傳感器中支架和變形傳感器下支架，三者由上至下平行布置；所述變 形傳感器頂桿和變形傳感器夾持桿分別安裝在變形傳感器支架上；所述橫向變形傳感器通 過加持孔安裝在變形傳感器支架上，豎向變形傳感器安裝在在變形傳感器夾持桿上，所述 橫向變形傳感器和豎向變形傳感器分別通過數(shù)據(jù)電纜與數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)連接。
[0012] 作為一種優(yōu)選方案，所述變形傳感器支架由固定框架、固定夾持釘、活動(dòng)夾持釘、 擋板、夾持釘壓緊彈簧和橫向變形傳感器加持孔組成；所述固定框架為方形，由左肢、右肢、 前肢和后肢組成。該固定框架的左肢中部設(shè)有一固定夾持釘，右肢前、后兩側(cè)分別設(shè)有用 于夾持活動(dòng)夾持釘?shù)南尬豢?，活?dòng)夾持釘由限位框外邊框穿入，由固定框架右肢內(nèi)側(cè)穿出； 所述活動(dòng)夾持釘上設(shè)置固定擋板，其外側(cè)套裝夾持釘壓緊彈簧，所述夾持釘壓緊彈簧位于 擋板和限位框外邊框的內(nèi)壁之間；所述固定框架右肢外側(cè)中部設(shè)置有橫向變形傳感器加持 孔，所述橫向變形傳感器加持孔內(nèi)安裝有橫向變形傳感器。
[0013] 所述變形傳感器上支架固定框架的前、后肢外側(cè)固定有開設(shè)加持孔的夾持肢，夾 持肢通過蝶形螺栓與變形傳感器頂桿上端連接；所述變形傳感器下支架固定框架的前、后 肢外側(cè)固定有變形傳感器夾持桿，所述變形傳感器夾持桿頂端設(shè)置有用于安裝縱向變形傳 感器的縱向變形傳感器夾持