FRP筋与混凝土粘结性能持荷试验装置制造方法及图纸

FRP筋与混凝土粘结性能持荷试验装置，不需要采用单独的荷载传感器，采用内设螺纹、外光圆的连接套筒粘贴电阻应变片的方法，使其兼做荷载传感器，简化了试验装置，降低了长期持荷需占用大量荷载传感器的成本问题。该套持荷装置操作简单，能有效的保持住拉拔力。本实用新型专利技术通过同时旋转靠近球铰一侧、预应力精轧螺纹钢筋端部的四个精轧螺母来实现对粘结试件施加持续荷载。通过贴有应变片的连接套筒兼做荷载传感器来得到荷载，轻微旋转精轧螺母实现对荷载的微调。对荷载的微调。对荷载的微调。

【技术实现步骤摘要】
FRP筋与混凝土粘结性能持荷试验装置


[0001]本技术属于土木工程领域，具体涉及FRP筋与混凝土粘结性能持荷试验装置。

技术介绍

[0002]钢筋作为一种性能优良的建筑材料被广泛应用于现代工程结构中。但近年来，钢筋混凝土结构和钢结构的锈蚀、劣化问题日益严重，其中钢筋锈蚀最为常见。钢筋锈蚀对结构的承载力和适用性都造成了严重影响，不仅影响到结构的正常使用和寿命，而且还会造成大量的安全和事故隐患，同时由此带来的维修与加固费用也是相当昂贵的。针对混凝土结构腐蚀的问题，目前国内外采取的防腐措施主要有采用高性能混凝土、防止钢筋锈蚀、混凝土表面涂覆涂料等。虽然这些措施均能提升钢筋混凝土结构的耐久性能，但都没有彻底解决影响混凝土结构耐久性能的核心问题
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钢筋锈蚀导致结构承载力下降乃至丧失。
[0003]为从根本上解决钢筋混凝土结构耐腐蚀的问题，就要采用新型结构材料。纤维增强复合材料 (Fiber Reinforced Polymer，简称FRP) 是由高强连续纤维通过粘结树脂胶体粘结而成的复合材料。FRP筋具有很高的抗拉强度，耐腐蚀性能和耐久性能良好，并且质量轻、抗电磁、易加工、和混凝土的热膨胀系数接近。用来代替混凝土结构中的普通钢筋，能从根本上解决由钢筋锈蚀引起的工程失效问题。因此，近些年来FRP筋在建筑、桥梁、地下工程、海洋工程、隧道以及有特殊要求的土木工程中的应用前景十分广泛。
[0004]FRP筋与混凝土之间保持良好的粘结性能是保证两者在外荷载作用下协同工作的基础，也是FRP筋替代钢筋应用于混凝土结构中的关键。粘结性能的优劣决定着FRP筋与混凝土协同工作能力的高低。混凝土与FRP筋间的粘结性能的好坏，是研究FRP筋混凝土力学性能的基础，直接决定着这种材料能否被大规模使用。同时，二者的粘结性也是FRP筋混凝土结构中有关受力、破坏形式、荷载、裂缝、变形和分析、设计的重要影响因素。在使用阶段，能否充分发挥FRP筋的优越性能与FRP筋和混凝土间的粘结程度有着直接的关系。FRP筋不论在材料本身性能，还是在各自的表面形式上，都与钢筋存在着很大的不同。因此，FRP筋与混凝土和钢筋与混凝土的粘结特性在力学方面有非常大的差异，需要对FRP筋与混凝土之间的粘结性能进行研究。
[0005]FRP筋与混凝土之间粘结性能的研究始于1995 年Malvar的工作，此后又有许多研究人员对此展开了较为系统的研究，但绝大多数研究工作集中在FRP筋与混凝土界面的短期粘结性能，针对FRP筋与混凝土界面粘结在持续荷载下的长期性能尤其是在侵蚀服役环境（荷载与侵蚀环境耦合作用）下的研究不多。不同研究者选用的试验方法与试验设备各不相同，难以进行横向比较。已有的持荷装置虽然能够实现持荷加载，但也存在着很多缺点有待研究解决。如运用杠杆加载方式进行加载，装置所占空间较大，用于加载的重物容易受环境影响而变化，不够安全。因此需要尽早制定一套FRP筋与混凝土粘结性能持荷试验装置。

技术实现思路

[0006]本技术针对FRP筋与混凝土粘结性能持荷试验装置因人工旋转螺母施加荷载
难以保证筋材轴心受拉的问题，提供了FRP筋与混凝土粘结性能持荷试验装置，本技术采用一端加球铰的方案，使端部钢板平行推进以保证筋材轴心受拉。
[0007]为了实现上述目的，本技术的技术方案如下：
[0008]FRP筋与混凝土粘结性能持荷试验装置，其特征是，包括由混凝土立方体试块、PVC管和FRP筋组成的粘结试件以及预应力精轧螺纹钢筋、球铰、钢板、连接杆、连接套筒、加强圆钢管；所述预应力精轧螺纹钢筋为四根，其底部共同穿过两块底部的钢板，其顶部共同穿过一块顶部的钢板；两块底部的钢板分别置于混凝土立方体试块的顶部、底部，以对其限位；
[0009]所述顶部的钢板设有与球铰端部转动接触的凹槽，所述加强圆钢管的一端与顶部的钢板固定连接，另一端套于连接杆的一端，所述连接杆的一端与球铰固接为一体；所述FRP筋穿过底部的钢板，其顶端固定连接有粘结套筒，FRP筋与粘结套筒通过内灌结构胶相连接；所述粘结套筒的顶部、连接杆的另一端共同螺纹连接于所述连接套筒内；
[0010]所述顶部的钢板，其底部设有精轧螺母，以与对应的预应力精轧螺纹钢筋旋接，所述精轧螺母与变截面钢板之间设有钢垫圈；通过旋转顶部钢板处的四个精轧螺母，实现持续荷载。
[0011]进一步的，所述顶部的钢板为变截面钢板。
[0012]进一步的，沿加强圆钢管周向均匀布置有四块矩形加劲肋钢板，四块矩形加劲肋钢板与变截面钢板固定连接，从四个方向支撑加强圆钢管与变截面钢板，以保证球铰开设的凹槽部位不发生局部破坏。
[0013]进一步的，两块底部的钢板外侧端分别设有精轧螺母，以与对应的预应力精轧螺纹钢筋旋接，所述精轧螺母与对应的底部钢板之间设有钢垫圈。
[0014]进一步的，所述连接套筒表面贴有应变片兼做荷载传感器，应变片通过连接导线与电阻应变仪相连接。
[0015]本技术不需要采用单独的荷载传感器，采用内设螺纹、外光圆的连接套筒粘贴电阻应变片的方法，使其兼做荷载传感器，简化了试验装置，降低了长期持荷需占用大量荷载传感器的成本问题。该套持荷装置操作简单，能有效的保持住拉拔力。
[0016]本技术所述钢板采用不锈钢的钢材制作；本技术通过同时旋转靠近球铰一侧、预应力精轧螺纹钢筋端部的四个精轧螺母来实现对粘结试件施加持续荷载。通过贴有应变片的连接套筒兼做荷载传感器来得到荷载，轻微旋转精轧螺母实现对荷载的微调。
[0017]本技术的有益效果在于：
[0018]1.本技术提供的FRP筋与混凝土粘结性能持荷试验装置，其构造简单、易于操作；
[0019]2. 该持荷装置通过拧动精轧螺母能给粘结试件提供可靠、稳定的荷载，可以满足长期加载的要求，端部的球铰遇偏心力会转动，可以保证钢板平稳推进、对粘结试件施加轴向拉力，以避免因偏心受拉而对试验产生的不利影响；
[0020]3. 该持荷装置不需要用到反力架即可对试件施加持续荷载，并用贴应变片的连接套筒兼做荷载传感器，极大的减小了加载装置所占的空间；
[0021]4. 该持荷装置采用采用耐腐性不锈钢料制作，不易锈蚀。
附图说明
[0022]图1为本技术FRP筋与混凝土粘结性能持荷试验装置的示意图；
[0023]图2为钢板（正方形）的示意图；
[0024]图3为钢垫圈的示意图；
[0025]图4为精轧螺母的示意图；
[0026]图5为图1中A-A剖面图；
[0027]图中，1为钢板（正方形）、2为混凝土立方体试块、3为PVC管、4为FRP筋、5为钢垫圈、6为精轧螺母、7为预应力精轧螺纹钢筋、8为粘结套筒、9为连接套筒、10为连接杆、11为加强圆钢管、12为矩形加劲肋钢板、13为球铰、14为应变片、15为电阻应变仪、16为连接导线。
具体实施方式
[0028]下面结合附图以及具体实施例对本技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.FRP筋与混凝土粘结性能持荷试验装置，其特征是，包括由混凝土立方体试块、PVC管和FRP筋组成的粘结试件以及预应力精轧螺纹钢筋、球铰、钢板、连接杆、连接套筒、加强圆钢管；所述预应力精轧螺纹钢筋为四根，其底部共同穿过两块底部的钢板，其顶部共同穿过一块顶部的钢板；两块底部的钢板分别置于混凝土立方体试块的顶部、底部，以对其限位；所述顶部的钢板设有与球铰端部转动接触的凹槽，所述加强圆钢管的一端与顶部的钢板固定连接，另一端套于连接杆的一端，所述连接杆的一端与球铰固接为一体；所述FRP筋穿过底部的钢板，其顶端固定连接有粘结套筒，FRP筋与粘结套筒通过内灌结构胶相连接；所述粘结套筒的顶部、连接杆的另一端共同螺纹连接于所述连接套筒内；所述顶部的钢板，其底部设有精轧螺母，以与对应的预应力精轧螺纹钢筋旋接，所述精轧螺母与变截面钢板之间设有钢垫圈...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛文杰，王冠，严卫华，王仪，仇胜伟，高培琦，曹大富，陆伟刚，
申请(专利权)人：扬州大学，
类型：新型
国别省市：