一种用于混凝土材料阻尼测试的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种用于混凝土材料阻尼测试的装置，包括设有可控制温度和湿度的测试箱体，所述框架梁上设有对试件进行悬挂测试的试件悬挂梁，所述测试箱体的底部设有对试件进行竖向悬臂测试的固定夹具，所述测试箱体内设有加湿器、加热器以及湿度传感器和温度传感器，所述测试箱体内壁设有冷却管道，所述测试箱体内还设有高度可调的用于敲击试件使之振动的敲击机构，试件上设有监测其运动的加速度传感器。本装置可减少试件边界约束以及结构刚度的影响，可对不同的混凝土材料以及损伤后的混凝土材料阻尼性能进行测试，测试结果准确可信，可以用于比较不同类型、以及不同工作状态、不同服役阶段混凝土材料的阻尼特性。

【技术实现步骤摘要】
一种用于混凝土材料阻尼测试的装置
本专利技术属于建筑
，具体涉及一种用于混凝土材料阻尼测试的装置。
技术介绍
结构阻尼由多种不同的阻尼机制组成，主要包括材料阻尼机制和界面阻尼机制。材料阻尼指材料由于内部原因引起的机械振动能量消耗的特性，又称为内耗，是衡量材料本身减震性能的重要指标。结构分析中各种响应都是阻尼的函数，因此能否正确估计阻尼直接影响到结构动力分析结果的可靠性，因此在建筑结构动力分析中，阻尼比的选择和取值十分重要。结构的模态识别中，阻尼比的识别精度远低于固有频率和振型的识别精度，测试结果受噪声干扰时更为糟糕，同时阻尼测量的重复性较差，尤其是对混凝土材料这种小阻尼系统。但是在结构设计规范中对阻尼比只是按照结构形式给与一个参考值，而没有考虑实际结构中选用材料不同导致的差异。因此为了设计出具有更好抗震性能的结构，必然需要在从材料层次上对混凝土结构阻尼性能进行研究。目前对于混凝土阻尼性能的研究方法还不统一。规范中并未给出标准的阻尼测试方法，因此目前有许多的混凝土阻尼测试方法。由于混凝土材料阻尼耗能机理比较复杂，并且与频率相关，因此导致阻尼数据呈现出较大的离散性，而且由于支撑条件和加载方式的不同，不同的测试方法获得的测试结果也难以进行比较。常用的再生混凝土测试方法有在混凝土中配置钢丝制作成混凝土梁进行阻尼测试的方法和制作素混凝土采用悬挂的方式测试阻尼。混凝土中植入钢丝后可以制作出1mm长的梁采用简支或者水平悬臂的方法测试阻尼，这样测得混凝土振动信号较好，但是由于配置了钢丝，因此不能真实反映混凝土的阻尼性质。另外一种方法制作高宽比为1:4左右的素混凝土段用悬挂方式测试阻尼，可以直接求得混凝土本身的阻尼，但是由于制作的梁较短，因此测得的信号含有较多的噪音，且振动频率较高降低了阻尼测试精度。但目前缺乏一种使用方便，可适用不同测试环境及测试需求的混凝土材料阻尼测试装置。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了解决上述问题而提供一种用于混凝土材料阻尼测试的装置，可对不同类型混凝土、不同工作环境下的混凝土以及不同服役情况下的混凝土的阻尼进行测试。本专利技术的目的通过以下技术方案实现：一种用于混凝土材料阻尼测试的装置，设于带有框架梁的万能试验机中，包括设有可控制温度和湿度的测试箱体，所述框架梁上设有对试件进行悬挂测试的试件悬挂梁，所述测试箱体的底部设有对试件进行竖向悬臂测试的固定夹具，所述测试箱体内设有加湿器、加热器以及湿度传感器和温度传感器，所述测试箱体内壁设有冷却管道，所述测试箱体内还设有高度可调的用于敲击试件使之振动的敲击机构，试件上设有监测其运动的加速度传感器。进一步地，所述测试箱体为可调节宽度结构设置，在宽度方向的上下端设有可抽拉滑杆，并在上下滑杆之间设有可折叠保温布。进一步地，所述试件悬挂梁的两端设置用于悬挂试件的柔性连接件。进一步地，所述柔性连接件采用挂绳，如尼龙绳。进一步地，所述固定夹具将试件竖直向固定，试件夹持长度为150-250mm。进一步地，所述敲击机构采用激振器。进一步地，所述激振器采用电动式激振器，其产生频率为0～500Hz的正弦激励。进一步地，竖向悬臂测试时，所述激振器加载点设于试件长边中心线上距离其端部50mm位置处，所述加速度传感器设置在激振器加载点的相对面，位于试件长边中心线上距离端部150mm位置处。进一步地，所述加速度传感器采用压电式加速度传感器，其量程在试件1阶频的5倍至20倍之间。进一步地，所述加湿器、加热器、湿度传感器、温度传感器和加速度传感器均连接控制系统，温度误差范围小于±1℃，湿度误差范围小于±1℃。该装置可进行悬挂方法、竖向悬臂方法的阻尼测试，激励方式可采用激振器或自动敲击施加荷载，试件尺寸可设置为100mm×150mm×1300mm的长条形，对混凝土阻尼性能测试时，包括以下步骤：步骤一、确定试验方案，包括测试时的温度和湿度。步骤二、浇筑混凝土试件，采用标准养护到28天。步骤三、将试件安装到本装置中，对动力性能进行测试分析，根据是否采用自支撑，选用相应的计算方法，计算出再生混凝土的阻尼比，并对再生混凝土的阻尼性能进行评估。竖向悬臂测试时，底部采用夹具夹持，夹持长度为200mm，顶部激振力加载点在长边中心线上距离端部50mm位置，加速度测试点位于激振力作用面的相对面，在长边中心线上距离端部150mm位置。悬挂测试时，拉出滑杆，使测试箱体能放下试件，将挂绳放入测试箱体，并固定试件。挂绳距离端部300mm，采用自动敲击加载，在梁侧面中线等距离确定5个敲击点进行敲击，加速度测试点位于激励力作用面的相对面，在长边中心线上距离端部150mm位置。对于非自支撑混凝土材料在加载和测试的两面分别粘贴5mm的钢板，粘合材料需保证混凝土材料和钢板紧密粘合，且粘合层厚度小于1mm，需要粘合材料完全固化后才能进行测试。本装置具有以下优点：1、可适用于多种测试方法，包括悬挂测试方法和竖向悬臂测试方法。2、测试方便：装置由悬挂梁和测试箱体组成，测试过程可以利用试验机进行损伤施加。3、适应多种混凝土的阻尼测试：可测试不同类型混凝土材料的阻尼性能，包括从自支撑到非自支撑的不同刚度的混凝土和类似材料。4、可模拟多种工作环境：通过对温度和湿度的调节可以实现干燥环境、潮湿环境、高温环境和严寒环境下混凝土阻尼性能的测试。附图说明图1为本技术采用竖向悬臂方法测试的结构示意图；图2为本技术采用悬挂方法测试的结构示意图；图3为采用本装置进行混凝土阻尼测试的流程图；图中：万能试验机1、测试箱体2、框架梁3、试件4、固定夹具5、加湿器6、敲击机构7、加速度传感器8、温度传感器9、湿度传感器10、加热器11、可折叠保温布12、滑杆13、柔性连接件14，试件悬挂梁15。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。一种用于混凝土材料阻尼测试的装置，参照图1、2，设于带有框架梁3的万能试验机1中，包括设有可控制温度和湿度的测试箱体2，框架梁3上设有对试件4进行悬挂测试的试件悬挂梁15，测试箱体2的底部设有对试件4进行竖向悬臂测试的固定夹具5，测试箱体2内设有加湿器6、加热器11以及湿度传感器10和温度传感器9，测试箱体2内壁设有冷却管道，测试箱体2内还设有高度可调的用于敲击试件4使之振动的敲击机构7，试件4上设有监测其运动的加速度传感器8。测试箱体2为可调节宽度结构设置，在宽度方向的上下端设有可抽拉滑杆13，并在上下滑杆13之间设有可折叠保温布12，试件悬挂梁15的两端设置用于悬挂试件4的柔性连接件14，柔性连接件14采用尼龙绳。固定夹具5将试件4竖直向固定，试件4夹持长度为150-250mm。敲击机构7采用激振器，激振器采用电动式激振器，其产生频率为0～500Hz的正弦激励。竖向悬臂测试时，激振器加载点设于试件4长边中心线上距离其端部50mm位置处，加速度传感器8设置在激振器加载点的相对面，位于试件4长边中心线上距离端部150mm位置处。加速度传感器8采用压电式加速度传感器，其量程在试件4的1阶频的5倍至20倍之间。加湿器6、加热器11、湿度传感器10、温度传感器9和加速度传感器8均连接控制系统，可自动控制，温度误差范围小于±1℃，湿度误差范围小于±1℃。混凝土阻尼测试的流程图如图3所示，本测试装本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于混凝土材料阻尼测试的装置，设于带有框架梁(3)的万能试验机(1)中，其特征在于，包括设有可控制温度和湿度的测试箱体(2)，所述框架梁(3)上设有对试件(4)进行悬挂测试的试件悬挂梁(15)，所述测试箱体(2)的底部设有对试件(4)进行竖向悬臂测试的固定夹具(5)，所述测试箱体(2)内设有加湿器(6)、加热器(11)以及湿度传感器(10)和温度传感器(9)，所述测试箱体(2)内壁设有冷却管道，所述测试箱体(2)内还设有高度可调的用于敲击试件(4)使之振动的敲击机构(7)，试件(4)上设有监测其运动的加速度传感器(8)。

【技术特征摘要】
1.一种用于混凝土材料阻尼测试的装置，设于带有框架梁(3)的万能试验机(1)中，其特征在于，包括设有可控制温度和湿度的测试箱体(2)，所述框架梁(3)上设有对试件(4)进行悬挂测试的试件悬挂梁(15)，所述测试箱体(2)的底部设有对试件(4)进行竖向悬臂测试的固定夹具(5)，所述测试箱体(2)内设有加湿器(6)、加热器(11)以及湿度传感器(10)和温度传感器(9)，所述测试箱体(2)内壁设有冷却管道，所述测试箱体(2)内还设有高度可调的用于敲击试件(4)使之振动的敲击机构(7)，试件(4)上设有监测其运动的加速度传感器(8)。2.根据权利要求1所述的一种用于混凝土材料阻尼测试的装置，其特征在于，所述测试箱体(2)为可调节宽度结构设置，在宽度方向的上下端设有可抽拉滑杆(13)，并在上下滑杆(13)之间设有可折叠保温布(12)。3.根据权利要求1所述的一种用于混凝土材料阻尼测试的装置，其特征在于，所述试件悬挂梁(15)的两端设置用于悬挂试件(4)的柔性连接件(14)。4.根据权利要求3所述的一种用于混凝土材料阻尼测试的装置，其特征在于，所述柔性连接件采用挂绳。5.根据权利要求1所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖建庄，李坛，梁超峰，王春晖，徐昊，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：新型
国别省市：上海,31