一种使混凝土产生均匀受拉损伤的装置制造方法及图纸

一种使混凝土产生均匀受拉损伤的装置，所述装置加载系统、球铰对中系统、钢筋混凝土试件、多功能自适应约束系统和感应系统，所述感应系统均匀对称粘贴在钢筋混凝土试件上，再将多功能自适应约束系统均匀固定在钢筋混凝土试件上；所述球铰对中系统对称安装在钢筋混凝土试件两端，所述球铰对中系统与加载系统连接。本实用新型专利技术提供一种操作简便、测试稳定性高且能够实现混凝土试件在反复加载后产生均匀受拉损伤的试验装置。

【技术实现步骤摘要】
一种使混凝土产生均匀受拉损伤的装置
本技术涉及带损伤混凝土材料性能研究
，尤其涉及一种使混凝土产生均匀受拉损伤的试验装置。
技术介绍
服役过程中的混凝土结构都是在荷载和环境共同作用下工作的，无荷载作用下混凝土耐久性的研究成果不能合理反映结构所处的实际状态。混凝土结构在承受荷载作用的同时，往往经受海水、除冰盐和二氧化碳等侵蚀，在荷载与环境双重或多重因素耦合作用下，混凝土构筑物往往未达到设计年限就破坏的事故时有发生，由此带来的巨大经济损失和人员伤亡，已引起国内外的广泛关注。混凝土是典型的多孔材料，侵蚀介质正是通过混凝土孔隙侵入混凝土内部，由此导致钢筋锈蚀、混凝土保护层开裂，进而影响混凝土的服役性能。荷载作用对侵蚀介质向混凝土内传输的影响主要体现在：荷载损伤使混凝土内部产生微裂纹，从而加速了侵蚀介质在混凝土中的传输速率。研究荷载作用对介质传输的影响，目前主要考虑持续荷载作用。又由于弯曲荷载加载容易，被广泛采用，并陆续出现了两根混凝土梁试件背对背持续加载、基于杠杆原理的持续加载等试验方法，以进行荷载作用下氯盐传输试验研究。然而，由于沿着钢筋混凝土梁截面高度荷载损伤程度不同，难以将荷载损伤对介质传输速率的影响进行定量分析，研究结果也只能得到一些定性的结论。从荷载作用对介质传输的影响来看，拉伸荷载对介质传输的影响最为突出。轴拉荷载作用下，混凝土试件中荷载损伤均匀，可以结合耐久性试验，有效的建立荷载作用与介质传输之间的关系为耐久性预测、结构设计提供参考。跟轴心受压试验不同，直接拉伸试验由于需要将混凝土两端夹持存在很大困难，且难以实现试件轴心与试验机夹具中心对中，基于轴心受拉荷载施加的报道较为少见，目前主要采用的方法是将混凝土试件做成两端大头的“狗骨”试件以利于夹持，在试件与试验机交界处设置球铰来减少试件与试验机不能有效对中带来的误差。例如，中国专利公告号CN104330314A，申请公布日是2015年2月4日，名称为“用于超高温陶瓷高温直接拉伸强度测试装置的装夹机构”，中国专利授权公告号CN103175733B，授权公告日是2015年7月2日，名称为“不可压缩材料的直接拉伸试验夹具”，中国专利申请公布号CN103267682A，申请公布日是2013年8月28日，名称为“拉应力与环境耦合作用下材料徐变的测试装置及测试方法”，以及中国专利授权公告号CN201420400110.2，申请公布日是2015年1月14日，名称为“轴拉荷载作用下水泥基材料渗透性测试装置”。而中国专利申请公布号CN201510863028.2，申请公布日是2016年3月23日，名称为“混凝土构件施加轴向拉伸荷载的试验装置”专利技术了一种能够方便施加持续荷载，且可以将试验装置与试件同时置于盐水、盐雾等严酷环境同时进行试验的装置。随着科学研究的深入，科研工作需要面对和解决更加复杂、更接近于工程实际的科学问题，例如，钢筋混凝土桥梁要承受车辆反复加载而产生混凝土损伤累积，从而导致耐久性劣化。我国海岸线长、桥梁多，跨海大桥建设动辄上百亿投入，高速铁路建设中也大量采用了高架桥方式以利于列车平稳运行。要研究钢筋混凝土在反复加载条件下的损伤劣化过程，试验研究不可避免。然而，在查阅大量国内外文献和相关技术专利基础上，采用已有的轴拉试验装置进行混凝土反复拉伸加载，尤其是施加轴拉荷载较大时，往往经过较少的加载次数后混凝土试件即出现断裂破坏，与200万次反复加载目标相差甚远。经过反复查找原因发现，混凝土是一种非均匀材料，在浇筑成型过程中即会出现骨料分布不均、微裂缝等缺陷随机分布等问题。另外，由于混凝土试件几何中心与物理中心不重合的问题以及设备加载时出现偏心荷载，即便一次加载试验都难以获得有效的试验结果，而反复加载试验更难以成功。可见，设计一种操作简单、方法可靠、成本低，可以使混凝土试件在反复加载条件下产生均匀受拉损伤的加载装置，对研究反复加载条件下混凝土劣化过程至关重要，而基于此装置的耐久性研究成果也将为混凝土结构耐久性研究和基于耐久性的结构设计提供基础保障。
技术实现思路
为了克服已有现有目前试验方法无法完成反复加载下混凝土轴拉损伤试验的不足，本技术提供一种操作简便、测试稳定性高且能够实现混凝土试件在反复加载后产生均匀受拉损伤的试验装置。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种使混凝土产生均匀受拉损伤的装置，所述装置加载系统、球铰对中系统、钢筋混凝土试件、多功能自适应约束系统和感应系统，所述感应系统均匀对称粘贴在钢筋混凝土试件上，再将多功能自适应约束系统均匀固定在钢筋混凝土试件上；所述球铰对中系统对称安装在钢筋混凝土试件两端，所述球铰对中系统与加载系统连接。进一步，所述加载系统包括反力架装置、加载装置、上挂板和下座板，所述加载装置一端固定于反力架装置上顶中部，所述加载装置另一端与上挂板对中连接；所述下座板固定于反力架装置下底中部。再进一步，所述球铰对中系统包括球铰连接板、试件挂板、条形孔、球铰对中系统挂杆、球铰对中系统连接螺杆和球头，所述球铰连接板通过4根球铰对中系统挂杆对称的与上挂板和下座板连接；试件挂板通过螺帽与钢筋混凝土试件的外露钢筋连接；所述球头套入球铰对中系统连接螺杆，所述球铰对中系统连接螺杆先旋入穿过球铰连接板，再与试件挂板对中螺接。更进一步，所述多功能自适应约束系统包括筒体、固定夹板和多功能螺杆夹板装置，所述筒体内侧两相邻面中部焊有固定夹板，其他两相邻面中部设有所述多功能螺杆夹板装置；所述多功能螺杆夹板装置包括螺杆、套筒、第一钢板和第二钢板，所述第二钢板包括v形直角夹片或者弧形夹片；所述筒体内侧另外两个相邻面的中部均开设有螺孔并螺纹连接螺杆，所述螺杆位于筒体内的一端转动连接与之匹配的套筒；所述套筒另一端通过插销与第一钢板连接；所述第一钢板另一端和第二钢板焊接，所述第二钢板与试件接触处垫有橡胶垫。所述钢筋混凝土试件与加载系统和反力架装置采用自平衡体系；所述加载系统中的上挂板和下座板都预留有与球铰对中系统挂杆相匹配的孔洞；所述球铰对中系统采用穿心式球铰以适应轴向拉伸试验；所述试件挂板进行X型开槽.所述球铰连接板与试件挂板之间预留设定的净空高度。所述钢筋混凝土试件内部不埋置箍筋而埋置纵钢，钢筋端部带有螺纹，外露于混凝土试件，再通过螺帽连接于试件挂板上。所述多功能自适应约束系统为钢筋混凝土试件施加侧向约束，所述多功能自适应约束系统采用自平衡体系加载，每个多功能自适应约束系统中的四个夹片进行铰接，每个夹片具有两个自由度，可进行水平方向旋转，直角夹片和弧形夹片可以互换；多功能自适应约束系统夹片与试件间布置高弹性、高耐久橡胶。所述钢筋混凝土试件两端各布置一个多功能自适应约束系统；所述多功能自适应约束系统适应矩形截面或圆形截面试件。所述感应系统采用应变片或夹式引伸计或应变计等于动态应变仪连接；感应系统在钢筋混凝土试件上对称均匀布置。本试验装置适用于疲劳试验机MTS下产生疲劳损伤，也适用于静载下产生一次加载损伤。本技术的技术构思为：基于钢筋混凝土共同工作原理，通过对钢筋混凝土试件施加轴向拉伸荷载取代素混凝土试件施加轴拉荷载，避免由于混凝土自身材料的不均匀性等局部缺陷导致试件加载断裂失效；本装置中球铰对中系统采用穿心式球铰以适应轴向拉本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种使混凝土产生均匀受拉损伤的装置，其特征在于：所述装置包括加载系统、球铰对中系统、钢筋混凝土试件、多功能自适应约束系统和感应系统，所述感应系统均匀对称粘贴在钢筋混凝土试件上，再将多功能自适应约束系统均匀固定在钢筋混凝土试件上；所述球铰对中系统对称安装在钢筋混凝土试件两端，所述球铰对中系统与加载系统连接；所述加载系统包括反力架装置、加载装置、上挂板和下座板，所述加载装置一端固定于反力架装置上顶中部，所述加载装置另一端与上挂板对中连接；所述下座板固定于反力架装置下底中部；所述球铰对中系统包括球铰连接板、试件挂板、条形孔、球铰对中系统挂杆、球铰对中系统连接螺杆和球头，所述球铰连接板通过4根球铰对中系统挂杆对称的与上挂板和下座板连接；试件挂板通过螺帽与钢筋混凝土试件的外露钢筋连接；所述球头套入球铰对中系统连接螺杆，所述球铰对中系统连接螺杆先旋入穿过球铰连接板，再与试件挂板对中螺接；所述多功能自适应约束系统包括筒体、固定夹板和多功能螺杆夹板装置，所述筒体内侧两相邻面中部焊有固定夹板，其他两相邻面中部设有所述多功能螺杆夹板装置；所述多功能螺杆夹板装置包括螺杆、套筒、第一钢板和第二钢板，所述第二钢板包括v形直角夹片或者弧形夹片；所述筒体内侧另外两个相邻面的中部均开设有螺孔并螺纹连接螺杆，所述螺杆位于筒体内的一端转动连接与之匹配的套筒；所述套筒另一端通过插销与第一钢板连接；所述第一钢板另一端和第二钢板焊接，所述第二钢板与试件接触处垫有橡胶垫；所述感应系统采用应变片、夹式引伸计或应变计与动态应变仪连接；感应系统在钢筋混凝土试件上对称均匀布置。...

【技术特征摘要】
1.一种使混凝土产生均匀受拉损伤的装置，其特征在于：所述装置包括加载系统、球铰对中系统、钢筋混凝土试件、多功能自适应约束系统和感应系统，所述感应系统均匀对称粘贴在钢筋混凝土试件上，再将多功能自适应约束系统均匀固定在钢筋混凝土试件上；所述球铰对中系统对称安装在钢筋混凝土试件两端，所述球铰对中系统与加载系统连接；所述加载系统包括反力架装置、加载装置、上挂板和下座板，所述加载装置一端固定于反力架装置上顶中部，所述加载装置另一端与上挂板对中连接；所述下座板固定于反力架装置下底中部；所述球铰对中系统包括球铰连接板、试件挂板、条形孔、球铰对中系统挂杆、球铰对中系统连接螺杆和球头，所述球铰连接板通过4根球铰对中系统挂杆对称的与上挂板和下座板连接；试件挂板通过螺帽与钢筋混凝土试件的外露钢筋连接；所述球头套入球铰对中系统连接螺杆，所述球铰对中系统连接螺杆先旋入穿过球铰连接板，再与试件挂板对中螺接；所述多功能自适应约束系统包括筒体、固定夹板和多功能螺杆夹板装置，所述筒体内侧两相邻面中部焊有固定夹板，其他两相邻面中部设有所述多功能螺杆夹板装置；所述多功能螺杆夹板装置包括螺杆、套筒、第一钢板和第二钢板，所述第二钢板包括v形直角夹片或者弧形夹片；所述筒体内侧另外两个相邻面的中部均开设有螺孔并螺纹连接螺杆，所述螺杆位于筒体内的一端转动连接与之匹配的套筒；所述套筒另一端通过插销与第一钢板连接；所述第一钢板另一端和第二钢板焊接，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：付传清，方德明，王建东，金贤玉，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：新型
国别省市：浙江,33