本发明专利技术公开了一种预制复合墙体保温层及其连接件力学性能试验装置，其包括U型钢板支座和托架，托架用压梁固定在U型钢板支座上，托架上放置有千斤顶和升降支座，升降支座上放置有可调节U型槽；U型钢板支座上安装有活塞杆千斤顶；试验时，活塞杆千斤顶与试件加载端接触。本发明专利技术公开采用水平方式加载，能够得到保温层在低周往复试验下完整的滞回曲线，将U型槽和升降支座设置为可调节型，实现加载装置的适用多样性，且在可调节U型槽内增设滚轴，将滑动摩擦转变成滚动摩擦，能够准确地反映连接件的剪切性能。该装置制作简单、适用性强、简单优化亦可进行连接件的拉拔试验。可进行连接件的拉拔试验。可进行连接件的拉拔试验。
【技术实现步骤摘要】
预制复合墙体保温层及其连接件力学性能试验装置
[0001]本专利技术涉及试验装置
，具体涉及预制复合墙体保温层及其连接件力学性能试验装置。
技术介绍
[0002]预制复合墙体依靠连接件将预制层、现浇层及保温层三部分组成一体。连接件承受墙体自重、水平风荷载、地震作用、温度应力等产生的剪切荷载，其为实现两层混凝土板协同工作，保证复合墙体优良力学性能的重要部件。为保障复合墙体保温层使用阶段的安全性，研究连接件的剪切和拉拔性能具有重要意义。
[0003]传统的保温板剪切试验装置依据规范采用竖向加载，两层混凝土板尺寸和连接件的锚固深度均相同。然而，在工程实际中，复合墙体的预制层、现浇层厚度以及连接件的锚固深度均不相同。此外，现有的保温层连接件双侧剪切试验装置，其试验结果无法准确反映连接件在实际应用中的抗剪切性能，也不能得到保温层在低周往复试验下完整的滞回曲线。
[0004]因此，现有传统的复合墙板保温板连接件剪切试验装置存在一定的缺陷。为得到保温层在低周往复试验下完整的滞回曲线，研发保温层连接件力学性能试验装置非常必要。
技术实现思路
[0005]针对上述加载装置的局限性和改进需求，本专利技术提供了一种预制复合墙体保温层及其连接件力学性能试验装置，该装置能够准确地反映连接件的剪切性能，得到保温层在低周往复试验下完整的滞回曲线，简单优化亦可进行连接件的拉拔试验，制作简单、试件安装方便、以及具有较强的适用性。
[0006]本专利技术采用如下技术方案：
[0007]预制复合墙体保温层及其连接件力学性能试验装置包括活塞杆千斤顶、U型钢板支座、托架、压梁、升降支座、千斤顶、可调节U型槽、加载架和钢法兰。
[0008]所述托架与剪切试件螺栓连接，并用压梁固定在U型钢板支座上，所述剪切试件的上层混凝土板滑动端嵌入可调节U型槽内，下底面安装有升降支座，所述活塞杆千斤顶与U型钢板支座螺栓固定，加载端紧贴上层混凝土板，所述钢法兰夹持固定在夹持端的上下端面，所述钢法兰的上端面焊接空心螺杆，所述加载架支撑面中心处开洞，所述通长螺杆一端与空心螺杆连接，另一端贯穿加载架和拉拔仪的油顶，用螺母固定。
[0009]在上述方案中，所述剪切试件包含上层混凝土板、保温板、下层混凝土板及连接件，两层混凝土选取厚度不同的混凝土板，连接件贯穿保温板，将三者依次相连；下层混凝土板固定端两侧浇筑前各预埋3个定位孔，用螺杆将其固定在托架上，所述托架用压梁固定；所述剪切试件法线方向用4个千斤顶进行限位，防止其加载过程中法线方向的位移；升降支座底座板的下端面用螺栓连接托架的上端面，托板的顶端面螺栓与可调节U型槽的底
端面连接；上层混凝土板两侧嵌入可调节U型槽中；活塞杆千斤顶一端与U型钢板支座螺栓固定，另一端作用于上层混凝土板加载端的加载梁上，并记录施加的荷载。
[0010]在上述方案中，所述活塞杆千斤顶规格为500kN，当试件发生剪切破坏时，极限抗剪承载力由保温层和连接件两部分承担，所述保温层提供的剪切荷载为：
[0011]V
保温
＝0.014f
u
A
u
[0012]其中，f
u
为保温层材料的抗拉强度；A
u
为剪切面积；
[0013]所述连接件失效模式分为连接件断开和混凝土拔出两种情况，所述连接件断开时，其提供的剪切荷载为：
[0014][0015]所述连接件失效模式为混凝土拔出，其提供的剪切荷载为：
[0016][0017]其中，A
s
为连接件截面面积；L为连接件长度；X为保温层厚度；δ为相对滑移量；E为混凝土弹性模量；d为连接件截面直径；h
em
为连接件嵌入深度；f
t
为混凝土抗拉强度。
[0018]在上述方案中，所述托架的H型钢高度为300～400mm，两个H型钢平行水平远离摆放，依靠工字钢焊接形成一个整体，并用压梁固定。
[0019]在上述方案中，所述下层混凝土板长度和中间保温层长度一致，宽度方向两边分别延伸出30～40mm，便于下层混凝土板与H型钢的连接，厚度根据工程实际选取。
[0020]在上述方案中，所述保温层选择石墨聚苯板，尺寸依据模数和连接件的分布进行选取，厚度一般90～120mm。
[0021]在上述方案中，所述上层混凝土板浇筑前加载端延伸出保温板10mm，并预埋三个M16螺栓孔，法线方向两边各延伸出保温板10～20mm，并各预埋五个M16螺栓孔。
[0022]在上述方案中，所述加载梁螺栓固定到上层混凝土板加载端，将活塞杆千斤顶施加的荷载通过加载梁传递到上层混凝土板。
[0023]在上述方案中，所述可调节U型槽由2个不同规格的角钢和滚轴组成，在2个角钢一侧开设相同位置、长度为10～20mm的长圆孔，滚轴沿着角钢长度方向间距100mm焊接在槽口内；下角钢用螺栓与升降支座的托板上端面连接，上角钢依据上层混凝土板的厚度在长圆孔中定位与下角钢螺栓固定。
[0024]在上述方案中，所述升降支座丝杆的长度依据下层混凝土板和保温层的厚度进行选取，直径为40mm，单个升降支座的承载力在4～5t之间，底座板与H型钢梁上翼缘用四个螺栓固结，托板与可调节U型槽的底端面螺栓连接。
[0025]在上述方案中，所述上层混凝土板处于加载状态时，其在可调节U型槽内滚动存在较大摩擦，在两者的接触面增设聚氯四氟乙烯板。
[0026]在上述方案中，上层混凝土板与保温层之间的相对位移应小于2.54mm。
[0027]在上述方案中，所述连接件的夹持端用高强灌浆料浇筑，长度取100mm，且不应小于连接件横截面长度与40mm之和；宽度取100mm，且不应小于连接件横截面宽度与40mm之
和；高度取100mm，且不应小于连接件在夹持端的锚固深度与20mm之和。
[0028]在上述方案中，所述钢法兰上下端面夹住连接件的夹持端，通长螺杆一端和钢法兰上端面的空心螺杆连接，另一端贯穿加载架上支撑面的拉拔仪，并用螺母固定。
[0029]在上述方案中，所述保温板连接件的拉拔力计算公式为：
[0030][0031]其中，f
t
为混凝土抗拉强度；h
ef
为有效锚固深度；θ为锥形破坏的拔出角度；f
y
为连接件的抗拉强度；A
s
为截面面积；l
ef
为连接件的有效宽度。
[0032]本专利技术提供的预制复合墙体保温层及其连接件力学性能试验装置，两层混凝土板选取不同厚度，以及连接件在两层混凝土板中设置不同的锚固深度，使得剪切试验结果的真实性较强。
[0033]优选的是，本专利技术采用水平加载方式，相比较传统剪切试验装置竖向加载方式，可以得到低周往复试验下完整的滞回曲线。
[0034]优选的是，本专利技术选取升降支座和可调节U型槽，可以应用于不同厚度的保温板和上层混凝土板组合而成的复合墙体试件，安装简单，适用本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种预制复合墙体保温层及其连接件力学性能试验装置包括加载系统、定位系统、调节系统和拉拔系统，其特征在于：所述加载系统包括活塞杆千斤顶(1)和U型钢板支座(2)，所述定位系统包括托架(3)、压梁(4)和千斤顶(6)，所述调节系统包括升降支座(5)和可调节U型槽(7)，所述拉拔系统包括拉拔仪(14)、加载架(15)、钢法兰(16)和夹持端(17)，所述托架(3)与剪切试件(8)螺栓连接，并用压梁(4)固定在U型钢板支座(2)上，所述剪切试件(8)的上层混凝土板(9)滑动端嵌入可调节U型槽内(7)，下底面放置有升降支座(5)，所述活塞杆千斤顶(1)与U型钢板支座(2)螺栓固定。2.根据权利要求1所述的预制复合墙体保温层及其连接件力学性能试验装置，其特征在于，所述拉拔系统中钢法兰(16)放置在夹持端(17)的上下端面，所述钢法兰(16)的上端面焊接空心螺杆(18)，所述加载架(15)支撑面中心处开洞，通长螺杆(13)一端与所述空心螺杆(18)连接，另一端贯穿加载架(15)和拉拔仪(14)的油顶，用螺母固定。3.根据权利要求1所述的预制复合墙体保温层及其连接件力学性能试验装置，其特征在于，所述剪切试件(8)包括上层混凝土板(9)、下层混凝土板(10)、保温板(11)和连接件(12)，所述上层混凝土板(9)两侧滑动端嵌入可调节U型槽(7)内；所述可调节U型槽(7)由上角钢(72)和下角钢(71)组成，且所述角钢上设置长圆孔，实现可调节U型槽(7)槽口高度的调节，在所述可调节U型槽(7)内增设滚轴(73)，降低上层混凝土板(9)的滑动摩擦。4.根据权利要求1所述的预制复合墙体保温层及其连接件力学性能试验装置，其特征在于，所述托架(3)用压梁(4)固定，千斤顶(6)一端紧贴压梁(4)，另一端与下层混凝土板(10)贴合。5.根据权利要求1所述的预制复合墙体保温层及其连接件力学性能试验装置，其特征在于，所述升降支座(5)包括底座板(51)、螺杆(52)、螺母(53)、圆形套筒(54)和托板(55)，所述圆形套筒(53)依据螺杆(52)的外径和位置开设通孔，螺杆(52)一端与托板(54)焊接，另一端穿入圆形套筒(53)中，所述螺母(53)实现螺杆(52)的升降，圆形套筒(53)与底托板(51)焊接成一个整体；所述升降支座(5)放置于相互平行、水平相邻的可调节U型槽(7)的下方，作为上层混凝土板(9)的支撑部件，所述底座板(51)螺栓固定在所述托架(3)上，托板(54)顶端面与可调节U型...
【专利技术属性】
技术研发人员：秦昌安，冯杨，张国伟，张守峰，杜爽，孙强，
申请(专利权)人：北京建筑大学，
类型：发明
国别省市：
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