本实用新型专利技术公开了一种测量钢‑混凝土界面相对滑移的装置，包括支撑杆、测量杆、限位板、弹性元件、应变片和应变采集仪，所述限位板固定在所述支撑杆上，所述弹性元件的一端与所述限位板连接，所述弹性元件的另一端与所述测量杆的一端连接；所述测量杆与所述支撑杆铰接，且铰接点位于靠近所述测量杆的另一端的位置，所述测量杆绕铰接点转动时能够使所述弹性元件伸缩；所述应变片设置在所述限位板上，所述应变采集仪与所述应变片通讯连接，所述应变片用于检测所述限位板的应变，所述应变采集仪用于采集并显示所述应变片检测的所述限位板的应变。本实用新型专利技术能准确地测量钢‑混凝土的界面相对滑移。
【技术实现步骤摘要】
一种测量钢-混凝土界面相对滑移的装置
本技术涉及土木工程领域的测量装置，尤其是一种测量钢-混凝土界面相对滑移的装置。
技术介绍
钢管-混凝土组合结构是指将钢管与混凝土经过一定方式组合后共同工作的一种结构形式，所得到的结构形式的整体工作性能要明显优于两者性能的简单叠加。常见的钢管-混凝土组合结构主要包括圆钢管混凝土结构与方钢管混凝土结构等，由于各种组合结构具有各自的优越性能，在近年来，钢与混凝土组合结构广泛应用于桥梁领域，成为一种新的结构体系。目前钢管-混凝土结构的连接计算、有限元分析模型中钢管与核心混凝土之间的连接等问题均涉及到钢管-混凝土界面的粘结滑移问题，钢管界面抗剪粘结性能问题是钢管混凝土结构最基本的理论问题之一。近40年来，国内外众多学者开始了这方面的试验研究工作，并取得了一系列重要成果。现有的研究成果，很少有钢-混凝土界面相对滑移的相关实验结果和资料，但是，对于组合结构来说，型钢与混凝土间的界面相对滑移也是一项极其重要的指标，由于界面相对滑移量小导致界面相对滑移难以测量，尚缺少精确的测量钢与混凝土界面剪力的装置及其测量方法。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本技术提供了一种测量钢-混凝土界面相对滑移的装置，能准确地测量钢-混凝土的界面相对滑移。为了解决上述技术问题，本技术通过以下技术方案予以实现：一种测量钢-混凝土界面相对滑移的装置，包括支撑杆、测量杆、限位板、弹性元件、应变片和应变采集仪，所述限位板固定在所述支撑杆上，所述弹性元件的一端与所述限位板连接，所述弹性元件的另一端与所述测量杆的一端连接；所述测量杆与所述支撑杆铰接，且铰接点位于靠近所述测量杆的另一端的位置，所述测量杆绕铰接点转动时能够使所述弹性元件伸缩；所述应变片设置在所述限位板上，所述应变采集仪与所述应变片通讯连接，所述应变片用于检测所述限位板的应变，所述应变采集仪用于采集并显示所述应变片检测的所述限位板的应变。进一步地，还包括壳体，所述壳体上开设有通孔，所述支撑杆的两端分别固定在所述壳体内，所述测量杆上与所述弹性元件连接的一端位于所述壳体内，所述测量杆上远离所述弹性元件的一端从所述通孔伸出。进一步地，所述应变采集仪设置在所述壳体的外侧。进一步地，所述应变采集仪与所述应变片通过导线连接。进一步地，所述应变采集仪为无线智能应变采集仪，所述无线智能应变采集仪与所述应变片通过无线连接。进一步地，所述弹性元件为螺旋弹簧。进一步地，所述应变采集仪还用于直接显示钢-混凝土界面的相对滑移量。进一步地，所述限位板为矩形。一种测量钢-混凝土界面相对滑移的测量方法，应用所述的装置进行测量，测量使用时，在钢管混凝土结构的钢管侧壁上开设通孔，使钢管与所述弹性元件平行，将所述支撑杆与钢管固定，将所述测量杆上远离所述弹性元件的一端穿过钢管侧壁上开设的通孔并与混凝土固定，根据所述应变采集仪采集显示的所述应变片检测的所述限位板的应变，采用下式计算钢-混凝土界面的相对滑移量：式中，X1表示钢-混凝土界面的相对滑移量；E表示限位板的弹性模量；ε表示限位板的应变；A表示限位板的截面面积；k表示弹性元件的弹性刚度；L1表示测量杆上远离弹性元件的一端到铰接点的距离；L2表示测量杆上与弹性元件连接的一端到铰接点的距离。与现有技术相比，本技术至少具有以下有益效果：本技术的一种测量钢-混凝土界面相对滑移的装置，测量使用时，在钢管混凝土结构的钢管侧壁上开设通孔，使钢管与弹性元件平行，将支撑杆与钢管固定，将测量杆上远离弹性元件的一端穿过钢管侧壁上开设的通孔并与混凝土固定，当钢管-混凝土界面发生相对滑移时，会使得测量杆绕铰接点转动，测量杆转动使得弹性元件伸缩，因为铰接点将测量杆分为长臂和短臂，且短臂与钢管混凝土结构连接，所以本技术的装置可以将钢管-混凝土界面发生的很小的相对滑移量放大对应到弹性元件的伸缩量，并用弹性元件的伸缩量可换算得到，而弹性元件的伸缩量可通过弹性元件的弹性刚度与弹性元件所受到的弹力求得，弹性元件所受到的弹力反馈到限位板上，然后可通过限位板上的应变片检测限位板上的应变后，通过限位板上的应变可以准确计算得到弹性元件的弹力。综上所述，本技术装置结构简单，将很小的相对滑移量通过本技术的结构放大后通过对应的公式准确计算得到，可见本技术能方便准确地测量钢-混凝土的界面相对滑移。进一步地，本技术还包括一个壳体，壳体将支撑杆、测量杆、限位板、弹性元件和应变片包裹在里面，起到防护作用，有利于提高装置的使用寿命。进一步地，本技术中的应变采集仪设置在壳体的外侧，便于使用者观察读数。进一步地，本技术中的弹性元件为螺旋弹簧，取材方便且成本低。进一步地，本技术中的应变采集仪还能够直接显示钢-混凝土界面的相对滑移量，省去了人工计算的繁琐步骤，使得装置使用更加便捷。进一步地，限位板为矩形，便于求取其面积。本技术的一种测量钢-混凝土界面相对滑移的测量方法，使用方便，易操作。为使本技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。附图说明为了更清楚地说明本技术具体实施方式中的技术方案，下面将对具体实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术测量钢-混凝土界面相对滑移装置的立体结构示意图；图2为本技术测量钢-混凝土界面相对滑移装置的主视结构示意图；图3为本技术中限位板的细部构造图；图4为本技术测量钢-混凝土界面相对滑移装置的使用示意图。图中：1-支撑杆；2-测量杆；3-限位板；4-弹性元件；5-应变片；6-应变采集仪；7-壳体；8-通孔；9-导线；10-钢管混凝土结构。具体实施方式为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。作为本技术的某一具体实施方式，如图1所示，一种测量钢-混凝土界面相对滑移的装置，包括支撑杆1、测量杆2、限位板3、弹性元件4、应变片5和应变采集仪6，本实施方式中，支撑杆1采用Q345钢，支撑杆1的直径为0.5cm、长度为18cm；测量杆2采用Q345钢，测量杆2的直径为0.5cm、长度为23cm；限位板3为矩形板，限位板3采用Q345钢，限位板3的长宽高分别为3cm×2cm×0.2cm；弹性元件4选用螺旋弹簧。限位板3固定在支撑杆1上，详细的说，限位板3的下端面与支撑杆1固定连接，弹性元件4的一端与本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种测量钢-混凝土界面相对滑移的装置，其特征在于，包括支撑杆(1)、测量杆(2)、限位板(3)、弹性元件(4)、应变片(5)和应变采集仪(6)，所述限位板(3)固定在所述支撑杆(1)上，所述弹性元件(4)的一端与所述限位板(3)连接，所述弹性元件(4)的另一端与所述测量杆(2)的一端连接，所述测量杆(2)与所述支撑杆(1)铰接，且铰接点位于靠近所述测量杆(2)的另一端的位置，所述测量杆(2)绕铰接点转动时能够使所述弹性元件(4)伸缩；所述应变片(5)设置在所述限位板(3)上，所述应变采集仪(6)与所述应变片(5)通讯连接，所述应变片(5)用于检测所述限位板(3)的应变，所述应变采集仪(6)用于采集并显示所述应变片(5)检测的所述限位板(3)的应变。/n
【技术特征摘要】
1.一种测量钢-混凝土界面相对滑移的装置，其特征在于，包括支撑杆(1)、测量杆(2)、限位板(3)、弹性元件(4)、应变片(5)和应变采集仪(6)，所述限位板(3)固定在所述支撑杆(1)上，所述弹性元件(4)的一端与所述限位板(3)连接，所述弹性元件(4)的另一端与所述测量杆(2)的一端连接，所述测量杆(2)与所述支撑杆(1)铰接，且铰接点位于靠近所述测量杆(2)的另一端的位置，所述测量杆(2)绕铰接点转动时能够使所述弹性元件(4)伸缩；所述应变片(5)设置在所述限位板(3)上，所述应变采集仪(6)与所述应变片(5)通讯连接，所述应变片(5)用于检测所述限位板(3)的应变，所述应变采集仪(6)用于采集并显示所述应变片(5)检测的所述限位板(3)的应变。
2.根据权利要求1所述的一种测量钢-混凝土界面相对滑移的装置，其特征在于，还包括壳体(7)，所述壳体(7)上开设有通孔(8)，所述支撑杆(1)的两端分别固定在所述壳体(7)内，所述测量杆(2)上与所述弹性元件(4)连接的一端位于所述壳体(7)内，所述测量杆(2)上远离...
【专利技术属性】
技术研发人员：程高，张之恒，谢亮，王鹏琪，王凯强，陈浩，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：新型
国别省市：陕西;61
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