專利名稱：偏心受壓鋼筋混凝土柱承壓試驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種適用于測(cè)試偏心 受壓的銹蝕鋼筋混凝土柱的承載力和剛度退化情況的試驗(yàn)裝置。
背景技術(shù)：
目前，測(cè)試鋼筋混凝土待測(cè)鋼筋混凝土柱的受壓性能通常在長(zhǎng)柱試驗(yàn)機(jī) 或鋼結(jié)構(gòu)反力架試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行， 一般采用載荷傳感器測(cè)壓力，采用位移傳感 器測(cè)待測(cè)鋼筋混凝土柱的縱向和橫向變形，采用應(yīng)變計(jì)測(cè)試試件截面應(yīng)變情 況。對(duì)于偏心受壓的銹蝕鋼筋混凝土柱，由于混凝土保護(hù)層銹脹開裂，采用 通常的測(cè)試裝置定位、安裝和調(diào)節(jié)較為困難，另一方面，不能獲得理想的測(cè) 試結(jié)果，具體表現(xiàn)為測(cè)得的縱向位移中含有鋼架變形誤差，僅沿試件截面 高度方向粘貼的應(yīng)變計(jì)不能準(zhǔn)確測(cè)得銹損截面的應(yīng)變情況。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種能夠方便試件定位、安裝和調(diào)節(jié)，并且達(dá) 到理想測(cè)試精度的偏心受壓鋼筋混凝土柱承壓試驗(yàn)裝置。
為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型偏心受壓鋼筋混凝土柱承壓試驗(yàn)裝置， 包括相互連接的載荷施加裝置和載荷傳感器，待測(cè)鋼筋混凝土柱安裝在上下 兩刀鉸支座之間，位移傳感器和應(yīng)變計(jì)根據(jù)需要安裝于待測(cè)鋼筋混凝土柱表 面，位移傳感器、應(yīng)變計(jì)和載荷傳感器與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接，其特征在于 安裝于待測(cè)鋼筋混凝土柱跨中銹蝕段縱向位置的位移傳感器固定在定軸轉(zhuǎn)動(dòng) 支座上，所述定軸轉(zhuǎn)動(dòng)支座由上下兩連接件通過滾珠軸承連接構(gòu)成，以消除 由試件跨中銹蝕段兩端截面相對(duì)轉(zhuǎn)角而引起的縱向位移誤差。
進(jìn)一步地，所述定軸轉(zhuǎn)動(dòng)支座的上連接件中設(shè)有一空腔，安裝于待測(cè)鋼 筋混凝土柱跨中銹蝕段縱向位置的位移傳感器通過一螺釘固定在所述空腔 中。進(jìn)一步地，上述待測(cè)鋼筋混凝土柱下端安裝在柱腳調(diào)節(jié)固定裝置中，所 述柱腳調(diào)節(jié)固定裝置由一矩形框架和一底板組成，在所述矩形框架的四周設(shè) 有若干鎖緊螺栓，在所述底板的四角各設(shè)一頂升螺栓。
優(yōu)選地，上述待測(cè)鋼筋混凝土柱中部的三個(gè)側(cè)面上設(shè)有應(yīng)變計(jì)；其中， 沿待測(cè)鋼筋混凝土柱截面高度方向設(shè)有5片應(yīng)變計(jì)，在待測(cè)鋼筋混凝土柱兩 個(gè)截面寬度方向各設(shè)有1片應(yīng)變計(jì)。
優(yōu)選地，上述上刀鉸支座固定在載荷傳感器上，所述下刀狡支座固定在 柱腳調(diào)節(jié)固定裝置上。
優(yōu)選地，上述待測(cè)鋼筋混凝土柱由電化學(xué)加速銹蝕方法制得，也可以從 實(shí)際工程中截取而來。
本實(shí)用新型由于采用了上述的技術(shù)方案，使之與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以 下的優(yōu)點(diǎn)和積極效果
本實(shí)用新型偏心受壓鋼筋混凝土柱承壓試驗(yàn)裝置將常見的位移傳感器固 定支座改進(jìn)為定軸轉(zhuǎn)動(dòng)支座，消除了由試件跨中銹蝕段兩端截面相對(duì)轉(zhuǎn)角而 引起的縱向位移誤差，大大提高了測(cè)量的精度；另外，設(shè)計(jì)支座了柱腳調(diào)節(jié) 固定裝置，采用鋼板與角鋼焊接成型，并且設(shè)置了鎖緊螺栓和頂升螺栓，大 大方便了試驗(yàn)過程中試件的定位、安裝和調(diào)節(jié)；在待測(cè)鋼筋混凝土柱中部的 三個(gè)側(cè)面上設(shè)有應(yīng)變計(jì)，可以更為準(zhǔn)確地測(cè)得銹蝕混凝土截面的應(yīng)變情況， 提高了測(cè)量的精度，減小了測(cè)量誤差。


通過以下對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例并結(jié)合其附圖的描述，可以進(jìn)一步理解 本實(shí)用新型的目的、具體結(jié)構(gòu)特征和優(yōu)點(diǎn)。其中，附圖為 圖1是本實(shí)用新型較佳實(shí)施例安裝后的裝備示意圖。 圖2是柱腳調(diào)節(jié)固定裝置13的俯視圖。
圖3是圖2的1-1剖面圖。 圖4是圖2的2-2剖面圖。
圖5是應(yīng)變計(jì)9在待測(cè)鋼筋混凝土柱三個(gè)側(cè)面的布置示意圖。
圖6是位移傳感器12在待測(cè)鋼筋混凝土柱兩個(gè)側(cè)面的布置示意圖。
圖7是定軸轉(zhuǎn)動(dòng)支座11的剖面圖(正視)。圖8是定軸轉(zhuǎn)動(dòng)支座11的剖面圖(側(cè)視)。
圖9是采用不同支座安裝位移傳感器10時(shí)的測(cè)量分析原理圖。
圖中1.待測(cè)鋼筋混凝土柱,2.鋼結(jié)構(gòu)反力架,3.數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，4.分離式液 壓千斤頂，5.荷載傳感器,6.刀鉸支座,7.墊板,8.位移傳感器,9.應(yīng)變計(jì),10.位移傳 感器,11.定軸轉(zhuǎn)動(dòng)支座,12.位移傳感器，13.柱腳調(diào)節(jié)固定裝置，14.刀鉸支座，15. 液壓泵站，16.上連接件，17.下連接件，18.滾珠軸承，19.空腔，20.螺釘，21.矩 形框架，22.底板，23.鎖緊螺栓,24.頂升螺栓。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本較佳實(shí)施例偏心受壓鋼筋混凝土柱承壓試驗(yàn)裝置，包括 相互連接的載荷施加裝置和載荷傳感器5，載荷施加裝置由液壓泵站15、液 壓千斤頂4組成，液壓千斤頂4安裝在鋼結(jié)構(gòu)反力架試驗(yàn)臺(tái)2上，待測(cè)鋼筋 混凝土柱1安裝在上下兩刀鉸支座6和14之間，位移傳感器8、 10、 12和應(yīng) 變計(jì)9安裝于待測(cè)鋼筋混凝土柱1表面，位移傳感器8、 10、 12和載荷傳感 器5、應(yīng)變計(jì)9均與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)3連接，安裝于待測(cè)鋼筋混凝土柱1跨中 銹蝕段縱向位置的位移傳感器10固定在定軸轉(zhuǎn)動(dòng)支座11上。上刀鉸支座6 固定在載荷傳感器5上，下刀鉸支座14固定在柱腳調(diào)節(jié)固定裝置上。
其中，待測(cè)鋼筋混凝土柱1為銹蝕鋼筋混凝土柱，可以是從實(shí)際工程中 截取的構(gòu)件，也可以是由電化學(xué)加速銹蝕等其他方法獲得的構(gòu)件。鋼結(jié)構(gòu)反 力架試驗(yàn)臺(tái)2為型鋼和鋼板等悍接而成的剛架，能提供試驗(yàn)所需的反力即可， 也可以是長(zhǎng)柱試驗(yàn)機(jī)等類似設(shè)備。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)3由電腦中安裝的軟件進(jìn)行 自動(dòng)記錄電阻應(yīng)變儀所獲得的應(yīng)變計(jì)讀數(shù)和位移傳感器的讀數(shù)，也可人工讀 數(shù)，其接線方式有全橋、半橋及1/4橋等方式。分離式液壓千斤頂4、液 壓泵站15配合鋼結(jié)構(gòu)反力架試驗(yàn)臺(tái)2，可給待測(cè)鋼筋混凝土柱1施加載荷。 荷載傳感器5將液壓千斤頂4所提供的荷載轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，傳至數(shù)據(jù)采集系 統(tǒng)3。刀鉸支座6和14用于安裝待測(cè)鋼筋混凝土柱1，使待測(cè)鋼筋混凝土柱 l兩端形成鉸節(jié)點(diǎn)，并且能夠精確確定偏心距e。墊板7采用鋼材制作，可用 于保護(hù)混凝土柱端，防止局部受壓破壞。
其中，位移傳感器8用于測(cè)量待測(cè)鋼筋混凝土柱1的側(cè)向撓度，位移傳 感器10安裝在定軸轉(zhuǎn)動(dòng)支座11上，用于輔助測(cè)量銹蝕鋼筋混凝土待測(cè)鋼筋混凝土柱的截面應(yīng)變情況和剛度退化情況，位移傳感器12用于測(cè)量待測(cè)鋼筋 混凝土柱l的縱向變形。
待測(cè)鋼筋混凝土柱1下端安裝在柱腳調(diào)節(jié)固定裝置13中，圖2、圖3和 圖4為本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的柱腳調(diào)節(jié)固定裝置13,由一矩形框架21和一底 板22組成，在矩形框架21的四周設(shè)有若干鎖緊螺栓23，在底板22的四角 各設(shè)一頂升螺栓24。四邊備置的鎖緊螺栓23用于調(diào)節(jié)固定待測(cè)鋼筋混凝土 柱l，四角的頂升螺栓24用于定位、安裝和調(diào)節(jié)，可使試驗(yàn)過程方便易行， 并且能保證測(cè)試精度。
如圖5所示，應(yīng)變計(jì)9用于測(cè)量待測(cè)鋼筋混凝土柱1跨中截面的應(yīng)變變 化情況。待測(cè)鋼筋混凝土柱l中部的三個(gè)側(cè)面上設(shè)有應(yīng)變計(jì)9;其中，沿待 測(cè)鋼筋混凝土柱1截面高度方向設(shè)有5片應(yīng)變計(jì)9，在待測(cè)鋼筋混凝土柱1 兩個(gè)截面寬度方向各設(shè)有1片應(yīng)變計(jì)9，從而能夠更為準(zhǔn)確地測(cè)得銹損混凝 土柱1截面的應(yīng)變情況。
參見圖1，首先根據(jù)待測(cè)鋼筋混凝土柱1的高度、分離式液壓千斤頂4 的高度和行程范圍、荷載傳感器5的高度等縱向尺寸，調(diào)節(jié)鋼結(jié)構(gòu)反力架試 驗(yàn)臺(tái)2的橫梁安裝高度，然后將粘貼好應(yīng)變計(jì)9的待測(cè)鋼筋混凝土柱1安裝 在柱腳調(diào)節(jié)固定裝置13中，由吊車移動(dòng)到鋼結(jié)構(gòu)反力架試驗(yàn)臺(tái)2的下方，安 裝刀鉸支座6和14，接著安裝位移傳感器8、 10和12，并且連線到數(shù)據(jù)采集 系統(tǒng)3，最后調(diào)節(jié)柱腳調(diào)節(jié)固定裝置13可以非常方便地達(dá)到準(zhǔn)確安裝的目的。
圖6是位移傳感器12在待測(cè)鋼筋混凝土柱1的兩個(gè)側(cè)面布置示意圖。兩 只位移傳感器12所測(cè)得的數(shù)據(jù)的平均值作為待測(cè)鋼筋混凝土柱1的縱向位移 值/\，與荷載傳感器5所測(cè)得的荷載P進(jìn)行組合，可以獲得試驗(yàn)曲線(尸一 Zl曲線)。由于測(cè)量待測(cè)鋼筋混凝土柱1縱向位移的2個(gè)位移傳感器12安裝 在待測(cè)鋼筋混凝土柱下端的刀口支座14上，測(cè)點(diǎn)固定在待測(cè)鋼筋混凝土柱上 端的刀口支座6上，從而消除了鋼結(jié)構(gòu)反力架試驗(yàn)臺(tái)2變形對(duì)所測(cè)縱向位移 的影響。
圖7和圖8所繪制的是定軸轉(zhuǎn)動(dòng)支座11的剖面圖。定軸轉(zhuǎn)動(dòng)支座11由 上連接件16和下連接件17通過滾珠軸承18連接構(gòu)成。定軸轉(zhuǎn)動(dòng)支座11的 上連接件16中設(shè)有一空腔19，安裝于待測(cè)鋼筋混凝土柱1跨中銹蝕段縱向 位置的位移傳感器10通過一螺釘20固定在空腔19中。采用定軸轉(zhuǎn)動(dòng)支座11固定位移傳感器IO，可消除由待測(cè)鋼筋混凝土柱1跨中銹蝕段兩端截面相 對(duì)轉(zhuǎn)角而引起的縱向位移誤差，從而更精確地測(cè)量獲得銹蝕鋼筋混凝土待測(cè) 鋼筋混凝土柱的截面應(yīng)變情況和剛度退化情況。具體原理分析可見圖9。
圖9是采用不同支座安裝位移傳感器10時(shí)的測(cè)量分析原理圖，結(jié)合圖1
可知待測(cè)鋼筋混凝土柱1跨中銹蝕段兩端截面的初始距離為AC，采用不
銹鋼絲連接C點(diǎn)與位移傳感器10的滑針的端點(diǎn)B，分析過程中假定不銹鋼 絲的長(zhǎng)度不變，即BC-B,C產(chǎn)B2d。試驗(yàn)應(yīng)測(cè)量線段AC與Ad的差值。當(dāng) 采用固定支座安裝位移傳感器10時(shí)，位移傳感器10不可能隨著不銹鋼絲移 動(dòng)而產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)，滑針端點(diǎn)B移動(dòng)到B!點(diǎn)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)3記錄的是BBJ勺 長(zhǎng)度；若采用本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的定軸轉(zhuǎn)動(dòng)支座11安裝位移傳感器10時(shí)， 位移傳感器10隨著不銹鋼絲移動(dòng)而產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)，即B點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)到B3點(diǎn)，滑針端 點(diǎn)B3移動(dòng)到B2點(diǎn)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)3記錄的是B3B2的長(zhǎng)度，該值是試驗(yàn)所需 測(cè)量的精確值，消除了待測(cè)鋼筋混凝土柱1跨中銹蝕段A、 C兩端截面相對(duì) 轉(zhuǎn)角而引起的縱向位移誤差。
雖然本實(shí)用新型已依據(jù)較佳實(shí)施例在上文中加以說明，但這并不表示本 實(shí)用新型的范圍只局限于上述的結(jié)構(gòu)，只要被本實(shí)用新型的權(quán)利要求所覆蓋 的結(jié)構(gòu)均在保護(hù)范圍之內(nèi)。本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在閱讀上述的說明后可很 容易地發(fā)展出的等效替代結(jié)構(gòu)，在不脫離本實(shí)用新型之精神與范圍下所作之 均等變化與修飾，皆應(yīng)涵蓋于本實(shí)用新型專利范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1. 一種偏心受壓鋼筋混凝土柱承壓試驗(yàn)裝置，包括相互連接的載荷施加裝置和載荷傳感器，待測(cè)鋼筋混凝土柱安裝在上下兩刀鉸支座之間，位移傳感器和應(yīng)變計(jì)根據(jù)需要安裝于待測(cè)鋼筋混凝土柱表面，位移傳感器、應(yīng)變計(jì)和載荷傳感器與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接，其特征在于安裝于待測(cè)鋼筋混凝土柱跨中銹蝕段縱向位置的位移傳感器固定在定軸轉(zhuǎn)動(dòng)支座上，所述定軸轉(zhuǎn)動(dòng)支座由上下兩連接件通過滾珠軸承連接構(gòu)成。
2. 如權(quán)利要求1所述的偏心受壓鋼筋混凝土柱承壓試驗(yàn)裝置，其特征在 于所述定軸轉(zhuǎn)動(dòng)支座的上連接件中設(shè)有一空腔，安裝于待測(cè)鋼筋混凝土柱 跨中銹蝕段縱向位置的位移傳感器通過一螺釘固定在所述空腔中。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的偏心受壓鋼筋混凝土柱承壓試驗(yàn)裝置，其特 征在于所述待測(cè)鋼筋混凝土柱下端安裝在柱腳調(diào)節(jié)固定裝置中，所述柱腳 調(diào)節(jié)固定裝置由 一矩形框架和一底板組成，在所述矩形框架的四周設(shè)有若干 鎖緊螺栓，在所述底板的四角各設(shè)一頂升螺栓。
4. 如權(quán)利要求1或2所述的偏心受壓鋼筋混凝土柱承壓試驗(yàn)裝置，其特征在于所述待測(cè)鋼筋混凝土柱中部的三個(gè)側(cè)面上設(shè)有應(yīng)變計(jì)；其中，沿待 測(cè)鋼筋混凝土柱截面高度方向設(shè)有5片應(yīng)變計(jì)，在待測(cè)鋼筋混凝土柱兩個(gè)截 面寬度方向各設(shè)有1片應(yīng)變計(jì)。
5. 如權(quán)利要求3所述的偏心受壓鋼筋混凝土柱承壓試驗(yàn)裝置，其特征在 于所述上刀鉸支座固定在載荷傳感器上，所述下刀鉸支座固定在柱腳調(diào)節(jié) 固定裝置上。
6. 如權(quán)利要求1或2所述的偏心受壓鋼筋混凝土柱承壓試驗(yàn)裝置，其特征在于所述待測(cè)鋼筋混凝土柱由電化學(xué)加速銹蝕方法制得。
專利摘要本實(shí)用新型屬于建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種適用于測(cè)試偏心受壓的銹蝕鋼筋混凝土柱的承載力和剛度退化情況的試驗(yàn)裝置，該裝置包括相互連接的載荷施加裝置和載荷傳感器，待測(cè)鋼筋混凝土柱安裝在上下兩刀鉸支座之間，位移傳感器和應(yīng)變計(jì)根據(jù)需要安裝于待測(cè)鋼筋混凝土柱表面，位移傳感器、應(yīng)變計(jì)和載荷傳感器與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接，安裝于待測(cè)鋼筋混凝土柱跨中銹蝕段縱向位置的位移傳感器固定在定軸轉(zhuǎn)動(dòng)支座上，定軸轉(zhuǎn)動(dòng)支座由上下兩連接件通過滾珠軸承連接構(gòu)成，以消除由試件跨中銹蝕段兩端截面相對(duì)轉(zhuǎn)角而引起的縱向位移誤差。本實(shí)用新型提供了一種能夠方便試件定位、安裝和調(diào)節(jié)，并且達(dá)到理想測(cè)試精度的偏心受壓鋼筋混凝土柱承壓試驗(yàn)裝置。
文檔編號(hào)G01N3/00GK201314882SQ20082015713
公開日2009年9月23日 申請(qǐng)日期2008年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月16日
發(fā)明者健 伏, 周桂香, 曄 姜, 朱慈勉, 蔣鳳昌, 薛劍勝, 趙英豪 申請(qǐng)人:江蘇省第一建筑安裝有限公司