本申请提供了一种考虑二次荷载的波纹钢管加固墩柱轴压偏压试验装置及方法，属于建筑结构试验技术领域，以解决现有的试验装置在使用时，不能够在轴压和偏压作用下，了解偏心距、预压力等参数对波纹钢管加固钢筋混凝土柱破坏模式以及短柱承载力、刚度和延性系数等力学指标的影响，技术要点：包括力传感器，所述力传感器下方安装有格构式垫板，格构式垫板下方连接有连接板，连接板的下方设置有上刀铰，上刀铰底部设置有格构式反力梁。本申请能够便捷调节预压力、偏心距，从而在轴压和偏压作用下，了解偏心距、预压力等参数对波纹钢管加固钢筋混凝土柱破坏模式以及短柱承载力、刚度和延性系数等力学指标的影响。数等力学指标的影响。数等力学指标的影响。
【技术实现步骤摘要】
一种考虑二次荷载的波纹钢管加固墩柱轴压偏压试验装置及方法
[0001]本专利技术涉及建筑结构试验或测试
，具体为考虑二次荷载的波纹钢管加固墩柱轴压偏压试验装置及方法。
技术介绍
[0002]墩柱受力试验装置是一种用于测试建筑结构墩柱受力和变形性能的试验装置。墩柱是多层钢筋混凝土或其他材料制成的垂直支撑结构，通常用于建筑物、桥梁、隧道等工程结构中。为了保证这些工程结构的稳定和安全，需要进行墩柱的力学性能测试，因此需要使用试验装置，试验装置是保证工程结构安全和稳定的重要工具，现有的试验装置在使用时还存在一些缺陷。
[0003]现有的试验装置在使用时，不能够在轴压和偏压作用下，了解偏心距、预压力等参数对波纹钢管加固钢筋混凝土柱破坏模式以及承载力、刚度和延性系数等力学指标的影响；不能够量化二次受力过程中加固覆层的应变滞后效应；而且不能够确定有限元分析所需的关键参数取值。
技术实现思路
[0004]鉴于现有墩柱受力试验装置中存在的问题：现有的试验装置在使用时，不能够在轴压和偏压作用下，了解偏心距、预压力等参数对波纹钢管加固钢筋混凝土柱破坏模式以及短柱承载力、刚度和延性系数等力学指标的影响，为此提出一种考虑二次荷载的波纹钢管加固墩柱轴压偏压试验装置及方法(一种二次受力波纹钢管加固墩柱轴压/偏压试验装置及方法)。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供了如下技术方案：一种考虑二次荷载的波纹钢管加固墩柱轴压偏压试验装置，包括力传感器，所述力传感器的下方安装有格构式垫板，所述格构式垫板的下方连接有连接板，所述连接板的下方设置有上刀铰，所述上刀铰的底部设置有格构式反力梁，所述格构式垫板的左右两侧安装有差动变压位移传感器，所述格构式反力梁上表面的左右两侧安装有穿心式传感器，所述穿心式传感器的上方连接有弹簧，所述格构式反力梁的下方安装有刚性柱帽，所述刚性柱帽的底部安装有波纹钢管，所述波纹钢管内安装有埋入式应变计，波纹钢管的表面安装有电阻式应变花，所述格构式反力梁下方的左右两侧安装有拉杆，所述波纹钢管的底部设置有下刀铰。
[0006]作为本专利技术的一种优先方案，所述上刀铰包括设置于连接板下方的压块，所述压块的下方设置有支撑块，所述支撑块的底部固定连接有支撑板，所述支撑板顶部的中间固定连接有限位滑块，所述限位滑块的下方滑动安装有底板。
[0007]作为本专利技术的一种优先方案，所述压块为分段式结构，所述压块和支撑块之间互相贴合，所述支撑块在支撑板的上表面等间距分布。
[0008]作为本专利技术的一种优先方案，所述压块的顶部固定连接有衔接板，所述衔接板的
上方滑动安装有滑板，所述滑板的内部设置有内杆，所述内杆的左侧安装有调节组件。
[0009]作为本专利技术的一种优先方案，所述限位滑块的外壁与底板的内壁互相贴合，所述底板的左右两侧均转动安装有转动块，所述转动块靠近底板中心的一侧固定连接有连接轴，所述连接轴靠近底板中心的一侧固定连接有螺杆，所述螺杆靠近底板中心的一侧固定连接有中杆，螺杆的外侧螺纹连接有挡块。
[0010]作为本专利技术的一种优先方案，所述滑板通过内杆与所述调节组件之间构成第一伸缩结构，所述内杆在滑板的前后两侧等间距分布，所述滑板的底部开设有供所述衔接板移动的滑槽，所述压块通过衔接板和滑槽与滑板之间构成滑动结构。
[0011]作为本专利技术的一种优先方案，所述调节组件包括固定安装于内杆左侧的固定块，所述固定块的上方固定连接有压簧，所述压簧的上方固定连接有第一楔块，所述连接板的内部开设有供第一楔块升降的移动槽，所述移动槽的上方贴合设置有第二楔块，所述第二楔块的前表面固定安装有搭接板，所述搭接板的前表面固定连接有连接架，所述第二楔块的后侧固定安装有衔接杆。
[0012]作为本专利技术的一种优先方案，所述第一楔块的上表面和第二楔块的下表面均设置为斜面，所述第一楔块通过第二楔块和连接架与连接板之间构成升降结构，所述连接架贯穿于连接板的内部，所述连接架、衔接杆、第二楔块和搭接板为一个整体。
[0013]作为本专利技术的一种优先方案，所述挡块对称分布于限位滑块的前后两侧，挡块通过螺杆与限位滑块之间构成第二伸缩结构，所述中杆左右两侧螺杆的螺纹旋向相反，所述中杆贯穿于限位滑块的内部。
[0014]一种考虑二次荷载的波纹钢管加固墩柱轴压偏压试验方法，包括以下步骤：
[0015]S1：在螺旋式千斤顶的辅助下，通过旋紧拉杆的螺母对钢筋混凝土柱施加预压力N1，在上格构式反力梁与螺母间设置弹簧，以补偿持荷过程中混凝土的徐变变形，维持N1的稳定；
[0016]S2：为了消除预压力与后续荷载偏心距的相关性，并实现两次加载的偏心距可按需求任意变化，持荷装置仅设置两根拉杆，预压力的偏心距通过拉杆所在平面位置确定，后续荷载的偏心距通过上刀铰和下刀铰确定，当预压力为轴力、后续荷载有偏心距时，可将拉杆设置在短柱中心线位置，同时两拉杆所在平面与后续偏心荷载N2的偏心方向保持垂直；
[0017]S3：对钢筋混凝土柱施加预压力后进行加固，待同等养护条件下的灌浆料试块达到设计强度后，对加固短柱施加二次荷载至破坏，预压力通过设置在弹簧上的穿心式传感器监测，二次荷载值通过压力试验机数字系统实时监测；试件的轴向与侧向变形采用差动变压位移传感器测量；
[0018]S4：混凝土的纵、横向应变及灌浆料纵向应变采用埋入式应变计测量，波纹钢管波峰/波腹/波谷处的应变采用电阻式应变花测量，基于试验结果，研究轴压和偏压作用下，偏心距、预压力参数对波纹钢管加固钢筋混凝土柱破坏模式以及短柱承载力、刚度和延性系数力学指标的影响；明晰并量化二次受力过程中加固覆层的应变滞后效应；确定有限元分析所需的关键参数取值。
[0019]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0020]1、通过设置在上格构式反力梁与螺母间的弹簧，补偿持荷过程中混凝土的徐变变形，维持N1的稳定，持荷装置仅设置两根拉杆，预压力的偏心距通过拉杆所在平面位置确
定，通过设置的上刀铰和下刀铰，使得装置能够调节后续载荷的偏心距，当预压力为轴力、后续荷载有偏心距时，将拉杆设置在短柱中心线位置，同时两拉杆所在平面与后续偏心荷载N2的偏心方向保持垂直，以便后续在不同偏心距和预压力参数对波纹钢管加固钢筋混凝土柱破坏模式以及短柱承载力、刚度和延性系数力学指标的影响。
[0021]2、通过对钢筋混凝土柱施加预压力后进行加固，待同等养护条件下的灌浆料试块达到设计强度后，对加固短柱施加二次荷载至破坏，预压力通过设置在弹簧上的穿心式传感器监测，二次荷载值通过压力试验机数字系统实时监测；试件的轴向与侧向变形采用差动变压位移传感器测量，通过波纹钢管波峰/波腹/波谷处的应变采用电阻式应变花配合埋入式应变计，明晰并量化二次受力过程中加固覆层的应变滞后效应；确定有限元分析所需的关键参数取值。
[0022]3、通过设置于连接板内部的第一楔块和第二楔块，使得装置能够通过拉动贯穿于连接板内的连接架对第二楔块的前后位置进行调节，从而驱动第一楔块向下移动或向上移本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种考虑二次荷载的波纹钢管加固墩柱轴压偏压试验装置，包括力传感器(1)，其特征在于：所述力传感器(1)的下方安装有格构式垫板(2)，所述格构式垫板(2)的下方连接有连接板(3)，所述连接板(3)的下方设置有上刀铰(4)，所述上刀铰(4)的底部设置有格构式反力梁(5)，所述格构式垫板(2)的左右两侧安装有差动变压位移传感器(6)，所述格构式反力梁(5)上表面的左右两侧安装有穿心式传感器(7)，所述穿心式传感器(7)的上方连接有弹簧(8)，所述格构式反力梁(5)的下方安装有刚性柱帽(9)，所述刚性柱帽(9)的底部安装有波纹钢管(10)，所述波纹钢管(10)内安装有埋入式应变计(11)，波纹钢管(10)的表面安装有电阻式应变花(12)，所述格构式反力梁(5)下方的左右两侧安装有拉杆(13)，所述波纹钢管(10)的底部设置有下刀铰(14)。2.根据权利要求1所述的一种考虑二次荷载的波纹钢管加固墩柱轴压偏压试验装置，其特征在于：所述上刀铰(4)包括设置于连接板(3)下方的压块(401)，所述压块(401)的下方设置有支撑块(402)，所述支撑块(402)的底部固定连接有支撑板(403)，所述支撑板(403)顶部的中间固定连接有限位滑块(405)，所述限位滑块(405)的下方滑动安装有底板(404)。3.根据权利要求2所述的一种考虑二次荷载的波纹钢管加固墩柱轴压偏压试验装置，其特征在于：所述压块(401)为分段式结构，所述压块(401)和支撑块(402)之间互相贴合，所述支撑块(402)在支撑板(403)的上表面等间距分布。4.根据权利要求2所述的一种考虑二次荷载的波纹钢管加固墩柱轴压偏压试验装置，其特征在于：所述压块(401)的顶部固定连接有衔接板(15)，所述衔接板(15)的上方滑动安装有滑板(16)，所述滑板(16)的内部设置有内杆(18)，所述内杆(18)的左侧安装有调节组件(19)。5.根据权利要求2所述的一种考虑二次荷载的波纹钢管加固墩柱轴压偏压试验装置，其特征在于：所述限位滑块(405)的外壁与底板(404)的内壁互相贴合，所述底板(404)的左右两侧均转动安装有转动块(20)，所述转动块(20)靠近底板(404)中心的一侧固定连接有连接轴(21)，所述连接轴(21)靠近底板(404)中心的一侧固定连接有螺杆(22)，所述螺杆(22)靠近底板(404)中心的一侧固定连接有中杆(24)，螺杆(22)的外侧螺纹连接有挡块(23)。6.根据权利要求4所述的一种考虑二次荷载的波纹钢管加固墩柱轴压偏压试验装置，其特征在于：所述滑板(16)通过内杆(18)与所述调节组件(19)之间构成第一伸缩结构，所述内杆(18)在滑板(16)的前后两侧等间距分布，所述滑板(16)的底部开设有供所述衔接板(15)移动的滑槽(17)，所述压块(401)通过衔接板(15)和滑槽(17)与滑板(16)之间构成滑动结构。7.根据权利要求4所述的一种考虑二次荷载的波纹钢管加固墩柱轴压偏压试验装置，其特征在于：所述调节组件(19)包括固定安装于内...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨金胜，杨华，王玉银，刘昌永，胡清，耿悦，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：
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