本發(fā)明涉及uhpc抗拉試驗(yàn)設(shè)備，特別是涉及一種自偏心配筋uhpc構(gòu)件軸拉試驗(yàn)裝置及加載方法。

背景技術(shù)：

1、超高性能混凝土(ultra-high?performance?concrete，簡稱uhpc)是一種具有超高強(qiáng)度、超高韌性、超長耐久性的水泥基復(fù)合材料。uhpc中摻有大量的鋼纖維，纖維對(duì)提升uhpc的基體強(qiáng)度以及限制裂紋擴(kuò)展發(fā)揮了巨大的作用，其優(yōu)異的受拉性能(高抗拉強(qiáng)度和應(yīng)變硬化特征)是其最顯著的特征之一，在設(shè)計(jì)中往往需要加以利用。uhpc結(jié)構(gòu)在澆筑過程中往往存在分段澆筑的冷(濕)接縫。接縫處混凝土結(jié)構(gòu)界面分離，其力學(xué)性能和耐久性能將極大影響結(jié)構(gòu)的整體受力性能。對(duì)濕接縫進(jìn)行界面處理，能在一定程度上提高其抗裂性，但濕接縫的抗拉性能還不能達(dá)到整澆截面的效果，所以還需在此基礎(chǔ)上進(jìn)行其它加固措施?，F(xiàn)有的加固構(gòu)件的措施中有外貼cfrp布、定向插制鋼纖維和加厚濕接縫構(gòu)造形式等。但是這些方法會(huì)存在一些缺陷，比如外貼cfrp布加固有其限度，過量粘貼會(huì)導(dǎo)致界面無法傳遞足夠的剪應(yīng)力而使得cfrp的強(qiáng)度無法得到充分利用，并且在構(gòu)件承受較大荷載時(shí)容易出現(xiàn)粘結(jié)破壞；在接縫定向插制鋼纖維，對(duì)界面鋼纖維的長度、體積摻量和鋼纖維插制連接板都有限制和要求，過多使用鋼纖維會(huì)增加工程成本，并不適用于所有實(shí)際工程；通過加厚濕接縫構(gòu)造形式給濕接縫加固會(huì)在一定程度上提高濕接縫的抗裂性，但是加厚濕接縫的構(gòu)造性能會(huì)增加構(gòu)件自重。綜合已有研究，在接縫處設(shè)置錨固鋼筋是提升濕接縫抗拉性能的有效手段。

2、為了深入探究加固鋼筋對(duì)分段澆筑的超高性能混凝土(uhpc)試件拉伸性能的影響，進(jìn)而為接縫處的合理配筋設(shè)計(jì)提供科學(xué)依據(jù)，開展含加固鋼筋的uhpc濕接縫試件直接拉伸試驗(yàn)顯得尤為重要。在拉伸試驗(yàn)中，偏心問題一直是學(xué)者們關(guān)注的焦點(diǎn)，尤其是如何最大限度地降低偏心帶來的影響。目前，uhpc及其他混凝土構(gòu)件的直接拉伸試驗(yàn)通常依賴于商業(yè)萬能試驗(yàn)機(jī)。在試件無初始偏心的情況下，萬能試驗(yàn)機(jī)的自平衡裝置能夠提供滿意的拉伸結(jié)果。然而，當(dāng)試件存在自帶的偏心時(shí)，萬能試驗(yàn)機(jī)的自適應(yīng)特性會(huì)導(dǎo)致加載裝置在試驗(yàn)過程中隨試件一同旋轉(zhuǎn)，這不僅加劇了試件的變形，還可能無法獲得預(yù)期的拉伸效果。

3、對(duì)于自帶偏心的配筋uhpc構(gòu)件，其拉伸試驗(yàn)與常規(guī)試驗(yàn)不同，試驗(yàn)成敗的核心在于確保從加載開始到結(jié)束，試件的偏心效果保持不變，即試件抗力線與外荷載加載線始終處于一條軸線上。因此，為了準(zhǔn)確進(jìn)行自偏心配筋uhpc構(gòu)件的軸心拉伸試驗(yàn)，并消除試件自帶偏心對(duì)試驗(yàn)過程的影響，迫切需要開發(fā)一種能夠?qū)崿F(xiàn)強(qiáng)制對(duì)中的抗拉試驗(yàn)裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種自偏心配筋uhpc構(gòu)件軸拉試驗(yàn)裝置及加載方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：本發(fā)明提供一種自偏心配筋uhpc構(gòu)件軸拉試驗(yàn)裝置，包括：

3、加載架；

4、加載機(jī)構(gòu)，所述加載機(jī)構(gòu)包括上夾具、下夾具和加載組件，所述下夾具固定在所述加載架的底部，所述上夾具上可拆卸連接有加載桿，所述加載桿頂端與所述加載組件連接，所述加載組件安裝在所述加載架的頂部，所述上夾具與所述下夾具之間正對(duì)設(shè)置，試件兩端分別夾持在所述上夾具和所述下夾具上；

5、定位組件，所述定位組件設(shè)置有兩組，兩組所述定位組件分別設(shè)置在所述上夾具、所述下夾具上，且與試件限位配合；

6、導(dǎo)向組件，所述導(dǎo)向組件安裝在所述加載架上，所述加載桿穿過所述導(dǎo)向組件；

7、傳感系統(tǒng)；所述傳感系統(tǒng)安裝在所述加載組件上，用于監(jiān)測(cè)所述加載組件輸出的加載力；

8、其中，所述加載架的底部安裝有調(diào)平組件。

9、根據(jù)本發(fā)明提供的自偏心配筋uhpc構(gòu)件軸拉試驗(yàn)裝置，所述加載架包括頂板和底板，所述頂板與所述底板正對(duì)平行設(shè)置，所述頂板與所述底板之間豎向可拆卸連接有若干組螺桿；

10、其中，所述下夾具固定在所述底板頂面，所述調(diào)平組件安裝在所述底板底面，所述加載組件安裝在所述頂板上，所述導(dǎo)向組件安裝在所述螺桿上。

11、根據(jù)本發(fā)明提供的自偏心配筋uhpc構(gòu)件軸拉試驗(yàn)裝置，所述加載組件包括錨桿拉力器，所述錨桿拉力器安裝在所述頂板的頂面，所述加載桿的頂端安裝在所述錨桿拉力器上，所述傳感系統(tǒng)安裝在所述錨桿拉力器上。

12、根據(jù)本發(fā)明提供的自偏心配筋uhpc構(gòu)件軸拉試驗(yàn)裝置，所述導(dǎo)向組件包括可拆卸連接在所述螺桿上的導(dǎo)向板，所述導(dǎo)向板位于所述上夾具與所述頂板之間，所述導(dǎo)向板上安裝有直線軸承，所述加載桿穿過所述導(dǎo)向板、所述直線軸承、所述頂板與所述錨桿拉力器連接。

13、根據(jù)本發(fā)明提供的自偏心配筋uhpc構(gòu)件軸拉試驗(yàn)裝置，所述定位組件包括定位板，所述定位板設(shè)置有兩組，兩組所述定位板分別設(shè)置在試件的前后兩側(cè)，所述定位板與所述上夾具、所述下夾具之間通過螺栓可拆卸連接。

14、根據(jù)本發(fā)明提供的自偏心配筋uhpc構(gòu)件軸拉試驗(yàn)裝置，所述傳感系統(tǒng)包括拉力傳感器，所述拉力傳感器通過錨具固定在所述錨桿拉力器的頂部。

15、根據(jù)本發(fā)明提供的自偏心配筋uhpc構(gòu)件軸拉試驗(yàn)裝置，所述上夾具內(nèi)側(cè)中心位置開設(shè)有凹槽，所述凹槽的截面形狀為矩形，所述凹槽底壁開設(shè)有連接孔，所述加載桿的端部穿過所述連接孔并固定連接有固定塊，所述固定塊與所述凹槽相適配。

16、根據(jù)本發(fā)明提供的自偏心配筋uhpc構(gòu)件軸拉試驗(yàn)裝置，所述調(diào)平組件包括調(diào)平螺母，所述調(diào)平螺母設(shè)置有若干組，若干組所述調(diào)平螺母與若干所述螺桿一一對(duì)應(yīng)設(shè)置，所述螺桿穿過所述底板并與所述調(diào)平螺母螺紋連接。

17、一種自偏心配筋uhpc構(gòu)件軸拉加載方法，包括如下步驟：

18、步驟一，組裝加載裝置；

19、步驟二，將混凝土澆筑至于上夾具、下夾具適配的定制鋼膜中，成型后脫模；

20、步驟三，將成型的試件裝夾在上夾具和下夾具上，并通過定位組件進(jìn)行固定；

21、步驟四，加載組件通過加載桿輸出加載力，拉伸試件使其發(fā)生形變；

22、步驟五，加載組件持續(xù)輸出加載力，試件的拉伸形變達(dá)到最大承載力后發(fā)生斷裂；

23、步驟六，通過傳感系統(tǒng)獲取加載組件輸出的加載力。

24、本發(fā)明公開了以下技術(shù)效果：

25、本發(fā)明將試件通過定位組件固定在上夾具和下夾具上，通過加載組件施加定向加載，上夾具與下夾具的設(shè)置確保從加載開始到結(jié)束，偏心效果保持不變，以消除試件自帶偏心對(duì)試驗(yàn)過程的影響，進(jìn)而精確測(cè)定自偏心配筋uhpc構(gòu)件的軸拉性能，包括開裂荷載、極限荷載以及荷載-拉伸位移曲線等關(guān)鍵參數(shù)；有效減少了鋼筋混凝土試件在試驗(yàn)過程中可能產(chǎn)生的偏心現(xiàn)象，提高了試驗(yàn)的準(zhǔn)確性和可靠性。

技術(shù)特征：

1.一種自偏心配筋uhpc構(gòu)件軸拉試驗(yàn)裝置，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自偏心配筋uhpc構(gòu)件軸拉試驗(yàn)裝置，其特征在于：所述加載架包括頂板(5)和底板(6)，所述頂板(5)與所述底板(6)正對(duì)平行設(shè)置，所述頂板(5)與所述底板(6)之間豎向可拆卸連接有若干組螺桿(9)；

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種自偏心配筋uhpc構(gòu)件軸拉試驗(yàn)裝置，其特征在于：所述加載組件包括錨桿拉力器(4)，所述錨桿拉力器(4)安裝在所述頂板(5)的頂面，所述加載桿(1)的頂端安裝在所述錨桿拉力器(4)上，所述傳感系統(tǒng)安裝在所述錨桿拉力器(4)上。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種自偏心配筋uhpc構(gòu)件軸拉試驗(yàn)裝置，其特征在于：所述導(dǎo)向組件包括可拆卸連接在所述螺桿(9)上的導(dǎo)向板(7)，所述導(dǎo)向板(7)位于所述上夾具(10)與所述頂板(5)之間，所述導(dǎo)向板(7)上安裝有直線軸承(8)，所述加載桿(1)穿過所述導(dǎo)向板(7)、所述直線軸承(8)、所述頂板(5)與所述錨桿拉力器(4)連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自偏心配筋uhpc構(gòu)件軸拉試驗(yàn)裝置，其特征在于：所述定位組件包括定位板，所述定位板設(shè)置有兩組，兩組所述定位板分別設(shè)置在試件的前后兩側(cè)，所述定位板與所述上夾具(10)、所述下夾具之間通過螺栓可拆卸連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種自偏心配筋uhpc構(gòu)件軸拉試驗(yàn)裝置，其特征在于：所述傳感系統(tǒng)包括拉力傳感器(3)，所述拉力傳感器(3)通過錨具(2)固定在所述錨桿拉力器(4)的頂部。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自偏心配筋uhpc構(gòu)件軸拉試驗(yàn)裝置，其特征在于：所述上夾具(10)內(nèi)側(cè)中心位置開設(shè)有凹槽，所述凹槽的截面形狀為矩形，所述凹槽底壁開設(shè)有連接孔，所述加載桿(1)的端部穿過所述連接孔并固定連接有固定塊，所述固定塊與所述凹槽相適配。

8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種自偏心配筋uhpc構(gòu)件軸拉試驗(yàn)裝置，其特征在于：所述調(diào)平組件包括調(diào)平螺母(11)，所述調(diào)平螺母(11)設(shè)置有若干組，若干組所述調(diào)平螺母(11)與若干所述螺桿(9)一一對(duì)應(yīng)設(shè)置，所述螺桿(9)穿過所述底板(6)并與所述調(diào)平螺母(11)螺紋連接。

9.一種自偏心配筋uhpc構(gòu)件軸拉加載方法，基于權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的自偏心配筋uhpc構(gòu)件軸拉試驗(yàn)裝置，其特征在于，包括如下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開一種自偏心配筋UHPC構(gòu)件軸拉試驗(yàn)裝置及加載方法，包括：加載架；加載機(jī)構(gòu)，加載機(jī)構(gòu)包括上夾具、下夾具和加載組件，下夾具固定在加載架的底部，上夾具上可拆卸連接有加載桿，加載桿頂端與加載組件連接，加載組件安裝在加載架的頂部，上夾具與下夾具之間正對(duì)設(shè)置，試件兩端分別夾持在上夾具和下夾具上；定位組件，定位組件設(shè)置有兩組，兩組定位組件分別設(shè)置在上夾具、下夾具上，且與試件限位配合；導(dǎo)向組件，導(dǎo)向組件安裝在加載架上，加載桿穿過導(dǎo)向組件；傳感系統(tǒng)；傳感系統(tǒng)安裝在加載組件上；加載架的底部安裝有調(diào)平組件。本發(fā)明能夠準(zhǔn)確獲得自偏心鋼筋混凝土試件在軸拉過程中的強(qiáng)度、裂紋開展和破壞模式。

技術(shù)研發(fā)人員：馮崢,文玉梅,李傳習(xí),楊健,柯璐,陳小鳳
受保護(hù)的技術(shù)使用者：廣西大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2