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弱刚度筋材双向受拉粘结试验装置制造方法及图纸

技术编号:19679206 阅读:24 留言:0更新日期:2018-12-08 05:14
本实用新型专利技术公开一种弱刚度筋材双向受拉粘结试验装置,包括双向作动器、试件、反力框架和加载框架,所述试件包括混凝土试块和筋材,筋材贯穿混凝土试块且与混凝土试块粘结,所述双向作动器通过转换头可带动加载框架对混凝土试块施加沿筋材长度方向的双向作用力,当所述加载框架对混凝土试块施加沿筋材长度方向的作用力时,所述反力框架对筋材施加反向作用力。本实用新型专利技术可以测量弱刚度筋材与混凝土试块的相对滑移,从而建立弱刚度筋材在双向受力荷载作用下的粘结滑移本构关系,可以为实际工程提供可靠、真实的理论支撑。

【技术实现步骤摘要】
弱刚度筋材双向受拉粘结试验装置
本技术涉及结构工程
,更具体地说是弱刚度筋材双向受拉粘结试验装置。
技术介绍
弱刚度筋材主要指钢绞线和FRP筋(纤维增强复合材料筋),它们具有良好的受拉性能,但是抗弯刚度较低,在轴向压力作用下容易产生侧向弯曲。钢绞线被广泛地应用到桥梁工程及大跨度空间结构中的预应力构件中,是目前工程中不可缺少的筋材;而FRP筋由于其轻质高强、耐腐蚀、低松弛和抗疲劳性能好等优点,被认为是替代钢筋的理想筋材。混凝土结构受力时之所以能够发挥混凝土的抗压性能和筋材的抗拉性能,主要在于混凝土与筋材之间存在粘结作用,二者得以协调变形、共同抵抗外力。因此,粘结性能是混凝土结构最基本的性能。粘结性能通过粘结应力与相对滑移量的关系来表征,其对混凝土结构的影响主要为:在承载能力和正常使用极限状态下,筋材的抗拉强度能否得到充分发挥,取决于它和混凝土粘结的有效程度;粘结应力过小,会导致混凝土结构承载力降低;粘结滑移本构关系可以用来精准地确定筋材锚固长度范围或者搭接长度,参与结构的刚度及裂缝的计算,同时也是有限元分析的基本方程之一。地震作用、风荷载及车辆荷载下,结构会承受反复的双向荷载,导致混凝土与筋材之间的粘结性能减弱,影响到结构的刚度、延性和承载力,最终造成结构破坏。因此,必须研究反复的双向荷载作用下筋材与混凝土之间的粘结性能,来判断筋材锚固长度范围或者搭接长度,同时对分析构件的恢复力特性具有极其重要的影响,也是准确进行地震作用下结构响应有限元分析的关键。拉拔试验能够较为简便的测试钢筋与混凝土之间的粘结滑移性能,加载设备夹持钢筋端部并施加拉力或压力实现双向荷载的施加。但是对于FRP筋及钢绞线之类的弱刚度筋材,现有的拉拔试验装置存在以下缺点:首先,筋材受压时侧向弯曲过大,无法进行试验;其次,FRP筋材端部受到加载设备夹持时易碎,造成无法施加荷载,从而无法得到准确的粘结滑移本构关系。因此,非常需要一种能够测试弱刚度筋材在双向荷载作用下粘结滑移性能的试验装置,为实际工程提供可靠、真实的理论支撑。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种弱刚度筋材双向受拉粘结试验装置,可以通过对混凝土试块施加往复双向受拉荷载,进而测量弱刚度筋材与混凝土试块的相对滑移,从而建立弱刚度筋材在双向受力荷载作用下的粘结滑移本构关系,可以为实际工程提供可靠、真实的理论支撑。为实现上述目的,本技术采用如下技术方案:一种弱刚度筋材双向受拉粘结试验装置,包括双向作动器1、试件2、反力框架3和加载框架4,所述试件2包括混凝土试块201和筋材202,筋材202贯穿混凝土试块201且与混凝土试块201粘结,所述双向作动器1通过转换头101可带动加载框架4对混凝土试块201施加沿筋材202长度方向的双向作用力,当所述加载框架4对混凝土试块201施加沿筋材202长度方向的作用力时,所述反力框架3对筋材202施加反向作用力。所述试件2还包括固定在筋材202一端的第一筋材锚具203和固定在筋材202另一端的第二筋材锚具204,所述第一筋材锚具203和第二筋材锚具204均由钢套筒和高强灌浆料组成。所述反力框架3包括第一支撑件31、第二支撑件32及多个撑杆33,第一支撑件31、第二支撑件32和撑杆33使筋材202处于拉紧状态,撑杆33的一端与第一支撑件31固定连接,撑杆33的另一端与第二支撑件32固定连接;所述混凝土试块201位于第一支撑件31、第二支撑件32之间,所述第一筋材锚具203位于在第一支撑件31的外侧,所述第二筋材锚具204位于第二支撑件32的外侧。所述第一支撑件31、第二支撑件32均由外固定板和内固定板叠加组成,所述筋材202靠近第一支撑件31的一端依次穿过内固定板、外固定板且使第一筋材锚具203与第一支撑件31的外固定板抵接,靠近第二支撑件32的另一端依次穿过第二支撑件32的内固定板、外固定板且使第二筋材锚具204与第二支撑件32的外固定板抵接;所述第一支撑件31、第二支撑件32的外固定板和内固定板的中部分别设有开口,外固定板开口与内固定板开口的开口方向相对,外固定板开口的内端位于外固定板中心,内固定板开口的内端位于内固定板中心;外固定板开口内端与内固定板开口内端组成了供所述筋材202穿过的通道,通道的内径大于所述筋材202的直径且小于所述第一筋材锚具203、第二筋材锚具204的外径。所述加载框架4包括第三支撑件41、第四支撑件42及多个拉杆43,所述混凝土试块201位于所述第三支撑件41、第四支撑件42之间且被第三支撑件41、第四支撑件42夹紧,所述第三支撑件41、第四支撑件42均位于所述第一支撑件31、第二支撑件32之间且均固定在所述拉杆43靠近所述混凝土试块201的一端;所述第三支撑件41、第四支撑件42的长度均小于所述第一支撑件31、第二支撑件32的长度,所述第三支撑件41、第四支撑件42的宽度均大于所述第一支撑件31、第二支撑件32的宽度。所述第三支撑件41、第四支撑件42均由外固定板和内固定板叠加组成,所述筋材202靠近第三支撑件41的一端依次穿过第三支撑件41内固定板、外固定板,靠近第四支撑件42的另一端依次穿过第四支撑件42的内固定板、外固定板;所述第三支撑件41、第四支撑件42的外固定板和内固定板的中部分别设有开口,外固定板开口与内固定板开口的开口方向相对,外固定板开口的内端位于外固定板中心,内固定板开口的内端位于内固定板中心;外固定板开口内端与内固定板开口内端组成了供所述筋材202穿过的通道,通道的内径大于所述筋材202的直径且小于所述第一筋材锚具203、第二筋材锚具204的外径。所述第三支撑件41、第四支撑件42内固定板的开口内均卡设有与开口形状相适配的插片,所述插片与混凝土试块201表面抵接且插片内端与开口内端围合成供所述筋材202穿过的通孔。所述反力框架3通过靠近所述第二筋材锚具204的固定底座5进行固定,所述固定底座5由第一固定板501、第二固定板502和多个腹板503组成,所述腹板503均匀间隔固设在第一固定板501和第二固定板502之间,相邻的腹板503之间设有加劲肋504;所述第一固定板501中部设有供所述第二筋材锚具204穿过的通孔506。所述混凝土试块201被筋材202穿过的两个表面上分别设有两个位移计7,位于同一侧的两个位移计7通过一个位移计夹具6进行固定,所述位移计7均沿筋材202长度方向布置;所述位移计夹具6由第一夹板61和第二夹板62沿垂直于所述筋材202的方向拼接而成,第一夹板61和第二夹板62拼接处的中部设有供所述筋材202穿过的中心通孔63和与所述位移计7位置相对应的侧通孔64,靠近第三支撑件41的位移计7内端穿过所述侧通孔64后与所述第三支撑件41抵接,靠近第四支撑件42的位移计7内端穿过所述侧通孔64后与所述第四支撑件42抵接;所述第一夹板61和第二夹板62的侧面上均设有用于固定第一夹板61和第二夹板62的固定孔65,所述第一夹板61侧面上还设有用于紧固所述筋材202的紧固孔66、所述位移计7的紧固孔67。与现有技术相比,本技术的有益效果具体如下:(1)本技术的试验装置根据力的作用与反作用原理,用双向作动器1通过加载框架4对混凝土试块201施加往复拉压荷载,本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.弱刚度筋材双向受拉粘结试验装置,其特征在于:包括双向作动器(1)、试件(2)、反力框架(3)和加载框架(4),所述试件(2)包括混凝土试块(201)和筋材(202),筋材(202)贯穿混凝土试块(201)且与混凝土试块(201)粘结,所述双向作动器(1)通过转换头(101)可带动加载框架(4)对混凝土试块(201)施加沿筋材(202)长度方向的双向作用力,当所述加载框架(4)对混凝土试块(201)施加沿筋材(202)长度方向的作用力时,所述反力框架(3)对筋材(202)施加反向作用力。

【技术特征摘要】
1.弱刚度筋材双向受拉粘结试验装置,其特征在于:包括双向作动器(1)、试件(2)、反力框架(3)和加载框架(4),所述试件(2)包括混凝土试块(201)和筋材(202),筋材(202)贯穿混凝土试块(201)且与混凝土试块(201)粘结,所述双向作动器(1)通过转换头(101)可带动加载框架(4)对混凝土试块(201)施加沿筋材(202)长度方向的双向作用力,当所述加载框架(4)对混凝土试块(201)施加沿筋材(202)长度方向的作用力时,所述反力框架(3)对筋材(202)施加反向作用力。2.根据权利要求1所述的弱刚度筋材双向受拉粘结试验装置,其特征在于:所述试件(2)还包括固定在筋材(202)一端的第一筋材锚具(203)和固定在筋材(202)另一端的第二筋材锚具(204),所述第一筋材锚具(203)和第二筋材锚具(204)均由钢套筒和高强灌浆料组成。3.根据权利要求2所述的弱刚度筋材双向受拉粘结试验装置,其特征在于:所述反力框架(3)包括第一支撑件(31)、第二支撑件(32)及多个撑杆(33),第一支撑件(31)、第二支撑件(32)和撑杆(33)使筋材(202)处于拉紧状态,撑杆(33)的一端与第一支撑件(31)固定连接,撑杆(33)的另一端与第二支撑件(32)固定连接;所述混凝土试块(201)位于第一支撑件(31)、第二支撑件(32)之间,所述第一筋材锚具(203)位于在第一支撑件(31)的外侧,所述第二筋材锚具(204)位于第二支撑件(32)的外侧。4.根据权利要求3所述的弱刚度筋材双向受拉粘结试验装置,其特征在于:所述第一支撑件(31)、第二支撑件(32)均由外固定板和内固定板叠加组成,所述筋材(202)靠近第一支撑件(31)的一端依次穿过内固定板、外固定板且使第一筋材锚具(203)与第一支撑件(31)的外固定板抵接,靠近第二支撑件(32)的另一端依次穿过第二支撑件(32)的内固定板、外固定板且使第二筋材锚具(204)与第二支撑件(32)的外固定板抵接;所述第一支撑件(31)、第二支撑件(32)的外固定板和内固定板的中部分别设有开口,外固定板开口与内固定板开口的开口方向相对,外固定板开口的内端位于外固定板中心,内固定板开口的内端位于内固定板中心;外固定板开口内端与内固定板开口内端组成了供所述筋材(202)穿过的通道,通道的内径大于所述筋材(202)的直径且小于所述第一筋材锚具(203)、第二筋材锚具(204)的外径。5.根据权利要求3所述的弱刚度筋材双向受拉粘结试验装置,其特征在于:所述加载框架(4)包括第三支撑件(41)、第四支撑件(42)及多个拉杆(43),所述混凝土试块(201)位于所述第三支撑件(41)、第四支撑件(42)之间且被第三支撑件(41)、第四支撑件(42)夹紧,所述第三支撑件(41)、第四支撑件(42)均位于所述第一支撑件(31)、第二支撑件(32)之间且均固定在所述拉杆(43)靠近所述混凝土试块(201)的一端;所述...

【专利技术属性】
技术研发人员:赵军李小鹏冯帅凯梁敬超李光辉
申请(专利权)人:郑州大学
类型:新型
国别省市:河南,41

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