一种用于纤维聚合物筋压缩性能测试的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及复合材料力学性能测试技术领域，具体涉及一种用于纤维聚合物筋压缩性能测试的装置

【技术实现步骤摘要】
一种用于纤维聚合物筋压缩性能测试的装置


[0001]本技术涉及复合材料力学性能测试
，具体涉及一种用于纤维聚合物筋压缩性能测试的装置
。

技术介绍

[0002]筋
、
钢锚杆和钢绞线等钢材的锈蚀严重影响钢筋混凝土结构的承载能力和正常服役寿命
。
钢材的防腐处理已成为解决其锈蚀的重要措施，主要包括：在钢筋表面增加环氧树脂裹层
、
镀锌层
、
纤维增强聚合物保护层以及和阴极保护等
。
但是，这些措施只能延缓钢材的锈蚀速率，不能从根本上解决钢材锈蚀给结构带来的不利影响，并且结构的维护和修复也会耗费巨大的人力和财力，所以亟需一种新型材料来替代钢材应用到工程实际中，从根本上解决钢材锈蚀的问题
。
纤维聚合物
(Fiber Reinforced Polymer
，简称
FRP)
筋是由连续纤维增强树脂基体形成的一种轻质
、
高强
、
耐腐蚀和抗疲劳的新型材料
。
[0003]由于纤维聚合物筋在受压下的复杂性能和不同的破坏模式，目前还没有测试和表征纤维聚合物筋压缩性能的装置和方法，在纤维聚合物筋混凝土柱的设计和分析中，纤维聚合物筋的贡献经常被忽略
。
近年来的大量研究表明，在实心混凝土柱和空心混凝土柱中使用纤维聚合物筋是有效的，纤维聚合物筋混凝土柱设计中忽略纤维聚合物筋抗压性能过于保守
。
然而目前缺乏测试纤维聚合物筋在压缩时的极限应变
、
压缩强度以及弹性模量的装置和方法，并且现有纤维聚合物筋测试装置在测试纤维聚合物筋压缩性能时，纤维聚合物筋受压破坏会瞬间释放大量能量，从而导致无法得到纤维聚合物筋轴压应力
‑
应变全曲线
。
因此，有必要提供一种用于纤维聚合物筋压缩性能测试的装置来表征纤维聚合物筋的抗压性能，以促进纤维聚合物筋在混凝土柱中的应用
。

技术实现思路

[0004]本技术为解决现有纤维聚合物筋测试装置在测试纤维聚合物筋压缩性能时，纤维聚合物筋受压破坏会瞬间释放大量能量，导致无法得到纤维聚合物筋轴压应力
‑
应变全曲线的问题，提供一种用于纤维聚合物筋压缩性能测试的装置，该装置的结构简单
、
操作方便，能够准确测试出纤维聚合物筋压缩时的极限应变
、
压缩强度以及弹性模量，同时能够准确测试出纤维聚合物筋达到极限承载力后的压缩状态和轴压作用下的应力
‑
应变全曲线
。
[0005]为了实现上述目的，本技术的技术方案是：一种用于纤维聚合物筋压缩性能测试的装置，包括实验机，还包括支撑框架和用于固定纤维聚合物筋试件的锚固套筒，所述支撑框架包括上固板和下固板，所述上固板和下固板之间垂直设置有导柱，所述导柱上滑动设置有滑板，所述上固板的中心位置处滑动设置有上连接件，所述上连接件上端与所述实验机加载头相连接
、
下端与所述滑板相连接；所述下固板的中心位置处设置有下连接件，所述下连接件上端延伸至所述下固板上方
、
下端与实验机工作平台相连接
。
实验机加载头可带动上连接件向上或者向下运动，从而使上连接件带动滑板向上或者向下运动
。
[0006]所述导柱上套设有位于滑板和下固板之间的弹簧，所述滑板和下固板之间还设置有固定机构，所述固定机构包括球铰组件
、
荷载传感器和支撑底座，所述球铰组件设置在滑板底部
、
且与所述下连接件相对应，所述荷载传感器设置在所述下连接件的上端端部，所述支撑底座设置在荷载传感器的顶部，固定机构用于对测试的
FRP
筋进行固定，其中荷载传感器用于测量
FRP
筋承受的荷载力
。
[0007]进一步地，所述导柱的数量为四个，所述导柱上端与上固板相连接
、
下端与所述下固板相连接，导柱用于安装滑板，同时对滑板的运动起到导向的作用
。
[0008]进一步地，所述滑板上开设有导向孔，所述导向孔处设置有与导柱相匹配的法兰式直线轴承二，所述导柱套设在法兰式直线轴承二内，滑板运动过程中，法兰式直线轴承二可以减小滑板与导柱的摩擦力
。
[0009]进一步地，所述上固板上开设有中心孔，所述中心孔处设置有与上连接件相匹配的法兰式直线轴承一，所述上连接件套设在法兰式直线轴承一内，上连接件运动过程中，法兰式直线轴承一可减小上连接件与上固板之间的摩擦力
。
[0010]进一步地，所述上连接件上端开设有通孔一，所述通孔一内插设有上销钉；所述下连接件下端开设有通孔二，所述通孔二内插设有下销钉
。
[0011]进一步地，所述球铰组件包括环形固定板
、
球面钢体
、
圆形基座和螺栓，所述环形固定板的数量为两个，两个所述环形固定板通过所述螺栓相连接，所述螺栓上端连接至所述滑板底部，所述球面钢体活动设置在两个所述环形固定板之间，所述球面钢体顶部开设有插孔，所述圆形基座底部垂直设置有连接杆，所述连接杆下端插设在所述插孔内，球铰组件用于对纤维聚合物筋进行稳定对中，调整纤维聚合物筋试件在加载过程中的偏心
。
[0012]本技术测试的
FRP
筋试件抗压强度为式中
f
c
为
FRP
筋试件的抗压强度
(Mpa)
；
F
为
FRP
筋试件承受的最大荷载
(N)
；
A
为
FRP
筋试件的承压面积
(mm2)。
本技术测试的
FRP
筋试件的弹性模量为式中
E
c
为
FRP
筋试件的弹性模量；
F
a
为
FRP
筋试件应力为
1/3
抗压强度时的荷载
(N)
；
F0为
FRP
筋试件应力为
0.5Mpa
时的初始荷载
(N)
；
A
为
FRP
筋试件的承压面积
(mm2)
；
L
为
FRP
筋试件的测量标距
(mm)
；
Δ
n
为最后一次从
F0至
F
a
时
FRP
筋试件两侧变形位移的平均值
(mm)。
本技术通过拉伸计测试
FRP
筋的极限应变，本技术测试的
FRP
筋轴压作用下的应力
‑
应变全曲线，由以引伸计测出的
FRP
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种用于纤维聚合物筋压缩性能测试的装置，包括实验机，其特征在于，还包括支撑框架和用于固定纤维聚合物筋试件的锚固套筒（
19
），所述支撑框架包括上固板（1）和下固板（2），所述上固板（1）和下固板（2）之间垂直设置有导柱（8），所述导柱（8）上滑动设置有滑板（3），所述上固板（1）的中心位置处滑动设置有上连接件（4），所述上连接件（4）上端与所述实验机加载头相连接
、
下端与所述滑板（3）相连接；所述下固板（2）的中心位置处设置有下连接件（6），所述下连接件（6）上端延伸至所述下固板（2）上方
、
下端与实验机工作平台相连接；所述导柱（8）上套设有位于滑板（3）和下固板（2）之间的弹簧（
11
），所述滑板（3）和下固板（2）之间还设置有固定机构，所述固定机构包括球铰组件（
12
）
、
荷载传感器（
17
）和支撑底座（
18
），所述球铰组件（
12
）设置在滑板（3）底部
、
且与所述下连接件（6）相对应，所述荷载传感器（
17
）设置在所述下连接件（6）的上端端部，所述支撑底座（
18
）设置在荷载传感器（
17
）的顶部
。2.
根据权利要求1所述的一种用于纤维聚合物筋压缩性能测试的装置，其特征在于，所述导柱（8）的数量为四个，所述导柱（8）上端与上固板（1）相连接
、
下端与所述下固板（2）相连接
。3.
根据权利要求1所述的一种用于纤维聚合物筋压缩性能测试的装置，其特征在于，所述滑板（3）上开设有导向孔，所述导向孔处设置有与导...

【专利技术属性】
技术研发人员：张涛，杨林，薛程程，房栋，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：新型
国别省市：