全寿命周期多工况下钢-混凝土界面力学性能测试装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种全寿命周期多工况下钢‑混凝土界面力学性能测试装置，包括支撑底座组件、法向加载组件和切向加载组件；支撑底座组件用于分别支撑固定钢‑混凝土待测试件的第一钢板和第二钢板；法向加载组件用于与第一钢板和第二钢板分别相连，对钢‑混凝土待测试件施加法向载荷以及对钢‑混凝土待测试件的界面加热；切向加载组件用于与混凝土固定连接，对钢‑混凝土待测试件施加切向载荷，该切向载荷为施加钢‑混凝土待测试件全寿命周期过程中的单向荷载、反复荷载、长期荷载和冲击荷载。该装置稳定性和准确性高，适用于模拟结构全寿命周期长期荷载、反复作用、火灾、撞击等多种工况下钢‑混凝土界面力学性能测试。

【技术实现步骤摘要】
全寿命周期多工况下钢-混凝土界面力学性能测试装置
本专利技术涉及钢-混凝土界面力学性能测试
，尤其涉及一种全寿命周期多工况下钢-混凝土界面力学性能测试装置。
技术介绍
钢和混凝土是目前结构工程中应用最广泛的两种材料。钢-混凝土组合结构一般指由钢和混凝土组合而成，且二者共同工作的结构。组合结构具有力学性能好、施工便捷等特点，目前已经在高层建筑结构、大跨结构和桥梁结构中得到了广泛应用。钢-混凝土界面传力可靠是保证其共同工作的基础。在钢-混凝土组合结构全寿命周期力学性能研究中，钢-混凝土界面力学性能的研究是分析两种材料共同工作机制的基础。结构全寿命周期过程中可能承受短期荷载、长期荷载、地震、火灾、撞击等多工况作用，需进行相应工况下的界面力学性能试验以分析界面粘结-滑移性能，保证结构的安全。目前在钢-混凝土界面力学性能测试方面存在如下问题：试件表面几何不规则对切向抗剪性能影响较大，易对结果的稳定性和准确性造成影响；法向荷载对界面切向抗剪性能影响较大，在测试装置中需考虑法向荷载的影响；温度对界面的粘结性能有显著影响，在测试装置中需考虑温度的影响；切向荷载以单向荷载为主，结构全寿命周期各工况影响考虑较少，难以进行反复荷载、长期荷载和冲击荷载等工况下的界面力学性能测试。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种全寿命周期多工况下钢-混凝土界面力学性能测试装置，该装置稳定性和准确性高，适用于模拟结构全寿命周期长期荷载、反复作用、火灾、撞击等多种工况下钢-混凝土界面力学性能测试。根据本专利技术实施例的全寿命周期多工况下钢-混凝土界面力学性能测试装置，用于对钢-混凝土待测试件进行界面力学性能测试，所述钢-混凝土待测试件主要由混凝土和位于所述混凝土相对两侧的第一钢板和第二钢板构成；所述全寿命周期多工况下钢-混凝土界面力学性能测试装置包括：支撑底座组件，所述支撑底座组件用于分别支撑固定所述第一钢板和所述第二钢板，以使所述混凝土处于悬空状态；法向加载组件，所述法向加载组件用于与所述第一钢板和所述第二钢板分别相连，对所述钢-混凝土待测试件施加法向载荷以及对所述钢-混凝土待测试件的界面加热以改变所述钢-混凝土待测试件的界面温度；切向加载组件，所述切向加载组件用于与所述混凝土固定连接，对所述钢-混凝土待测试件施加切向载荷，所述切向载荷为施加所述钢-混凝土待测试件全寿命周期过程中的单向荷载、反复荷载、长期荷载和冲击荷载。根据本专利技术实施例的全寿命周期多工况下钢-混凝土界面力学性能测试装置，一方面通过法向加载组件和切向加载组件相配合，便于根据试验需求施加荷载以对测试件进行切向抗剪性能测试；另一方面通过支撑底座组件及法向加载组件、切向加载组件对钢-混凝土待测试件起到了约束作用，以保证钢-混凝土界面沿切向相对运动，有利于得到稳定准确的界面力学性能测试结果；同时，由于可考虑法向荷载的影响，可考虑温度的影响，可考虑单向荷载、反复荷载、长期荷载和冲击荷载等切向荷载的影响，因而，可以适用于模拟结构全寿命周期长期荷载、反复作用、火灾、撞击等多种工况下钢-混凝土界面力学性能测试。根据本专利技术的一个实施例，所述支撑底座组件包括底座、第一面板和第二面板；所述第一面板和所述第二面板彼此相对间隔开地固定在所述底座上；所述第一面板上设有用于支撑固定所述第一钢板的第一凹槽，所述第二面板上设有用于支撑固定所述第二钢板的第二凹槽；所述第一面板上设有与所述第一凹槽连通的第一洞口，所述第二面板上设有与所述第二凹槽连通的第二洞口，所述法向加载组件分别穿过所述第一洞口和所述第二洞口以与所述第一钢板和所述第二钢板相连。根据本专利技术进一步的实施例，所述支撑底座组件还包括第一加强肋和第二加强肋；所述第一加强肋与所述底座和所述第一面板分别固定且与所述第二面板背对；所述第二加强肋与所述底座和所述第二面板分别固定且与所述第一面板背对。根据本专利技术进一步的实施例，所述法向加载组件包括第一加热板、法向作动器、第二加热板和抵紧件；所述第一加热板位于所述第一洞口中但不与所述第一面板固定，所述第一加热板与所述第一钢板固定连接，所述法向作动器的加载端与所述第一加热板固定连接；所述第二加热板位于所述第二洞口中且与所述第二面板固定，所述第二加热板与所述第二钢板固定连接，所述抵紧件的一端与所述第二加热板固定连接。根据本专利技术再进一步的实施例，所述第一加热板与所述第一钢板之间的固定以及所述第二加热板与所述第二钢板之间的固定均采用螺钉固定。根据本专利技术的一些实施例，所述法向加载组件还包括第一端板、第二端板和第一连接件；所述第一端板和所述第二端板相对间隔开地设置，所述第一端板与所述法向作动器的固定端连接，所述第二端板与所述抵紧件的另一端固定，所述第一端板和所述第二端板通过所述第一连接件固定。根据本专利技术再进一步的实施例，所述第一连接件为横杆，所述横杆的两端分别对应地穿过所述第一端板和所述第二端板并分别通过第一螺母固定。根据本专利技术进一步的实施例，所述第一加热板和所述第二加热板均包括加热板电阻丝和加热板外框，所述加热板电阻丝设置在所述加热板外框内。根据本专利技术的一个实施例，所述切向加载组件包括切向作动器、第一夹板、第二夹板和第二连接件；所述切向作动器的加载端与所述第一夹板固定，所述第一夹板和所述第二夹板分别位于所述混凝土相对两侧，用于夹持所述混凝土，所述第一夹板和所述第二夹板通过所述第二连接件固定。根据本专利技术进一步的实施例，所述第二连接件为螺杆，所述螺杆的两端分别穿过所述第一夹板和所述第二夹板并分别通过第二螺母固定。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1为本专利技术实施例的全寿命周期多工况下钢-混凝土界面力学性能测试装置的结构示意图。图2为本专利技术实施例的全寿命周期多工况下钢-混凝土界面力学性能测试装置的支撑底座组件的结构示意图。图3为本专利技术实施例的全寿命周期多工况下钢-混凝土界面力学性能测试装置的法向加载组件与钢-混凝土待测试件的连接结构示意图。图4为本专利技术实施例的全寿命周期多工况下钢-混凝土界面力学性能测试装置的切向加载组件与钢-混凝土待测试件的连接结构示意图。图5为本专利技术实施例的全寿命周期多工况下钢-混凝土界面力学性能测试装置的第一加热板或第二加热板的结构剖视示意图。附图标记：全寿命周期多工况下钢-混凝土界面力学性能测试装置1000钢-混凝土待测试件1混凝土101第一钢板102第二钢板103支撑底座组件2底座201第一面板202第一凹槽2021第一洞口2022第二面板203第二凹槽2031第二洞口2032第一加强肋204第二加强肋205法向加载组件3第一加本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种全寿命周期多工况下钢-混凝土界面力学性能测试装置，其特征在于，用于对钢-混凝土待测试件进行界面力学性能测试，所述钢-混凝土待测试件主要由混凝土和位于所述混凝土相对两侧的第一钢板和第二钢板构成；/n所述全寿命周期多工况下钢-混凝土界面力学性能测试装置包括：/n支撑底座组件，所述支撑底座组件用于分别支撑固定所述第一钢板和所述第二钢板，以使所述混凝土处于悬空状态；/n法向加载组件，所述法向加载组件用于与所述第一钢板和所述第二钢板分别相连，对所述钢-混凝土待测试件施加法向载荷以及对所述钢-混凝土待测试件的界面加热以改变所述钢-混凝土待测试件的界面温度；/n切向加载组件，所述切向加载组件用于与所述混凝土固定连接，对所述钢-混凝土待测试件施加切向载荷，所述切向载荷为施加所述钢-混凝土待测试件全寿命周期过程中的单向荷载、反复荷载、长期荷载和冲击荷载。/n

【技术特征摘要】
1.一种全寿命周期多工况下钢-混凝土界面力学性能测试装置，其特征在于，用于对钢-混凝土待测试件进行界面力学性能测试，所述钢-混凝土待测试件主要由混凝土和位于所述混凝土相对两侧的第一钢板和第二钢板构成；
所述全寿命周期多工况下钢-混凝土界面力学性能测试装置包括：
支撑底座组件，所述支撑底座组件用于分别支撑固定所述第一钢板和所述第二钢板，以使所述混凝土处于悬空状态；
法向加载组件，所述法向加载组件用于与所述第一钢板和所述第二钢板分别相连，对所述钢-混凝土待测试件施加法向载荷以及对所述钢-混凝土待测试件的界面加热以改变所述钢-混凝土待测试件的界面温度；
切向加载组件，所述切向加载组件用于与所述混凝土固定连接，对所述钢-混凝土待测试件施加切向载荷，所述切向载荷为施加所述钢-混凝土待测试件全寿命周期过程中的单向荷载、反复荷载、长期荷载和冲击荷载。


2.根据权利要求1所述的全寿命周期多工况下钢-混凝土界面力学性能测试装置，其特征在于，所述支撑底座组件包括底座、第一面板和第二面板；所述第一面板和所述第二面板彼此相对间隔开地固定在所述底座上；所述第一面板上设有用于支撑固定所述第一钢板的第一凹槽，所述第二面板上设有用于支撑固定所述第二钢板的第二凹槽；所述第一面板上设有与所述第一凹槽连通的第一洞口，所述第二面板上设有与所述第二凹槽连通的第二洞口，所述法向加载组件分别穿过所述第一洞口和所述第二洞口以与所述第一钢板和所述第二钢板相连。


3.根据权利要求2所述的全寿命周期多工况下钢-混凝土界面力学性能测试装置，其特征在于，所述支撑底座组件还包括第一加强肋和第二加强肋；所述第一加强肋与所述底座和所述第一面板分别固定且与所述第二面板背对；所述第二加强肋与所述底座和所述第二面板分别固定且与所述第一面板背对。


4.根据权利要求2所述的全寿命周期多工况下钢-混凝土界面力学性能测试装置，其特征在于，所述法向加载组件包括第一加热板、法向作动器、第二加热板和抵紧件；所述第一加热板位于所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：李威，徐立峰，韩林海，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11