自平衡式鋼筋混凝土粘結(jié)錨固性能測(cè)試儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及土木工程粘結(jié)滑移性能試驗(yàn)領(lǐng)域，特別是一種自平衡式鋼筋混凝土粘結(jié)錨固性能測(cè)試儀。
【背景技術(shù)】
[0002]粘結(jié)滑移性能是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)理論中最重要的基本問(wèn)題之一。目前，采用的粘結(jié)試驗(yàn)方法有拉拔試驗(yàn)、梁式實(shí)驗(yàn)以及軸拉試驗(yàn)。拉拔試驗(yàn)的試件制作及試驗(yàn)裝置比較簡(jiǎn)單，試驗(yàn)結(jié)果便于分析。因此長(zhǎng)期以來(lái)用其作為對(duì)鋼筋粘結(jié)性能進(jìn)行相對(duì)比較的基準(zhǔn)。為實(shí)現(xiàn)對(duì)粘結(jié)滑移τ 〃本構(gòu)關(guān)系更精確的描述，多采用鋼筋開(kāi)槽、貼片和由加載端、自由端推算內(nèi)滑移分布的方法，探索粘結(jié)錨固τ 〃關(guān)系沿錨長(zhǎng)的變化規(guī)律，從而得出了一個(gè)位置函數(shù)Φ (B來(lái)反映這種變化。然而在試驗(yàn)中也存在測(cè)量結(jié)果精度不夠，離散性較大等問(wèn)題。主要表現(xiàn)為:
(I)加載端滑移量的測(cè)量十分困難，目前國(guó)內(nèi)的拉拔裝置在加載端鋼筋滑移量的測(cè)量方面由于測(cè)出的滑移量值包含了混凝土外部的鋼筋拉伸變形而均存在較大的誤差。
[0003](2)目前很多科研機(jī)構(gòu)做拉拔試驗(yàn)時(shí)均需要借助萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)等外界加載設(shè)備，因此需將拉拔架搬來(lái)搬去，操作十分繁瑣，需要大量人力。
[0004](3)目前國(guó)內(nèi)采用較多的拉拔架，在做拉拔試驗(yàn)時(shí)試件是直接裸露在外面，既不方便實(shí)驗(yàn)人員觀察試件的破壞發(fā)展形態(tài)，也增加了一定的不安全因素。
[0005](4)鋼筋粘結(jié)應(yīng)力測(cè)量十分困難，在鋼筋的拉拔試驗(yàn)中粘結(jié)應(yīng)力的測(cè)量一直是困擾研宄人員的難題。
[0006]中國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)CN104122201A公開(kāi)了一種鋼筋混凝土粘結(jié)應(yīng)力及滑移測(cè)量裝置，其采用了設(shè)置位移傳感器的結(jié)構(gòu)，但是在該結(jié)構(gòu)中，由于安裝空間狹小，安裝的位移傳感器均采用懸臂結(jié)構(gòu)，影響了測(cè)量精度。且需要專(zhuān)用的如萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)等專(zhuān)業(yè)設(shè)備。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種自平衡式鋼筋混凝土粘結(jié)錨固性能測(cè)試儀，能夠準(zhǔn)確測(cè)量自由端、特別是加載端滑移以及粘結(jié)應(yīng)力，且無(wú)需借助如萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)等其他外界加力設(shè)備。
[0008]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種自平衡式鋼筋混凝土粘結(jié)錨固性能測(cè)試儀，內(nèi)框架活動(dòng)安裝在外框架的外框架頂板上，內(nèi)框架的立柱與外框架頂板滑動(dòng)連接，內(nèi)框架的底部設(shè)有加載設(shè)備，
試件上端的鋼筋滑動(dòng)穿過(guò)外框架頂板和內(nèi)框架的頂板與螺母連接，試件的混凝土上端面與外框架頂板接觸；
在試件兩端的鋼筋上設(shè)有加載端固定裝置和自由端固定裝置，加載端固定裝置和自由端固定裝置上各安裝有至少一個(gè)位移計(jì)，位移計(jì)的測(cè)量桿與試件混凝土的端面接觸。
[0009]在混凝土內(nèi)的鋼筋上設(shè)有多個(gè)應(yīng)變片。
[0010]位移計(jì)和應(yīng)變片與應(yīng)變采集儀電性連接。
[0011]所述的加載端固定裝置中，凸臺(tái)部中間設(shè)有鋼筋孔，凸臺(tái)部至少一側(cè)設(shè)有位移計(jì)固定孔，在鋼筋孔的底部設(shè)有固定裝置刀口，在鋼筋孔的一側(cè)設(shè)有切縫，在切縫上設(shè)有用于頂開(kāi)切縫的頂開(kāi)螺栓，位移計(jì)固定孔內(nèi)設(shè)有鎖緊螺釘。
[0012]加載端固定裝置和自由端固定裝置還設(shè)有水準(zhǔn)泡。
[0013]位移計(jì)的測(cè)量桿的套管穿入位移計(jì)固定孔內(nèi)，并被鎖緊螺釘固定。
[0014]在外框架頂板上分別設(shè)有與凸臺(tái)部和位移計(jì)的測(cè)量桿的套管成間隙配合的孔。
[0015]所述的加載設(shè)備為由電腦控制的液壓千斤頂或螺旋千斤頂。
[0016]外框架外圍設(shè)有防護(hù)觀察窗。
[0017]在自由端固定裝置與試件的混凝土之間設(shè)有防護(hù)網(wǎng)。
[0018]本發(fā)明提供的一種自平衡式鋼筋混凝土粘結(jié)錨固性能測(cè)試儀，通過(guò)采用內(nèi)框架和外框架的結(jié)構(gòu)，可以將位移計(jì)緊密固定在試件自由端和加載端處，且靠近試件的混凝土的端面，能夠準(zhǔn)確測(cè)量試件在加載過(guò)程中自由端和加載端的滑移量。
[0019]優(yōu)選的方案中，通過(guò)加載端固定裝置獨(dú)特的設(shè)計(jì)使位移計(jì)間接固定在混凝土試件加載端鋼筋根部的一點(diǎn)處，進(jìn)一步使得加載端滑移量測(cè)量值足夠精確，而且加載端固定裝置和自由端固定裝置均裝有水準(zhǔn)泡，以保證固定裝置安裝絕對(duì)水平，從而確保固定在固定裝置上的位移計(jì)絕對(duì)豎直。目前尚未發(fā)現(xiàn)有比本發(fā)明在測(cè)量加載端鋼筋滑移量方面更為精確的裝置。
[0020]本發(fā)明的裝置為自平衡體系，且自身安裝有電腦控制加載設(shè)備，自成一體，操作方便，無(wú)需借助其他設(shè)備，例如萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)，因此節(jié)省了大量人力。
[0021]本發(fā)明設(shè)置的鋼化玻璃窗在試件發(fā)生破壞時(shí)既保證了實(shí)驗(yàn)人員的安全，又可方便實(shí)驗(yàn)人員近距離觀察試件的破壞形態(tài)。同時(shí)本發(fā)明還在鋼筋自由端位移計(jì)上方設(shè)置有防護(hù)網(wǎng)，可以防止位移計(jì)在試件劈裂破壞時(shí)被混凝土塊砸中。
[0022]本裝置突破性的在鋼筋中開(kāi)槽，并在槽內(nèi)粘貼密集的應(yīng)變片，然后將應(yīng)變片通過(guò)極細(xì)的導(dǎo)線(xiàn)連接應(yīng)變采集儀，通過(guò)采集儀測(cè)出應(yīng)變后，便可精確的得出鋼筋的粘結(jié)應(yīng)力。本裝置克服了傳統(tǒng)拉拔裝置諸多缺陷，而且，在測(cè)量結(jié)果的精準(zhǔn)性方面實(shí)現(xiàn)了很大的跨越。能夠準(zhǔn)確測(cè)量試件在加載過(guò)程中自由端，特別是加載端的滑移量；實(shí)現(xiàn)粘結(jié)應(yīng)力對(duì)應(yīng)的應(yīng)變及自由端和加載端的滑移量同步測(cè)量。
【附圖說(shuō)明】
[0023]下面結(jié)合附圖和實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明:
圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)主視示意圖。
[0024]圖2為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)側(cè)視示意圖。
[0025]圖3為本發(fā)明中試件及加載端固定裝置和自由端固定裝置的主視示意圖。
[0026]圖4為本發(fā)明中試件及加載端固定裝置和自由端固定裝置的側(cè)視示意圖。
[0027]圖5為本發(fā)明中外框架頂板的俯視示意圖。
[0028]圖6為本發(fā)明中防護(hù)網(wǎng)的俯視示意圖。
[0029]圖7為本發(fā)明中加載端固定裝置的俯視示意圖。
[0030]圖8為本發(fā)明中加載端固定裝置的主視示意圖。[0031 ] 圖中:電腦I，應(yīng)變采集儀2，加載端固定裝置3，凸臺(tái)部31，鋼筋孔32，位移計(jì)固定孔33，鎖緊螺釘34，固定裝置刀口 35，水準(zhǔn)泡36，頂開(kāi)螺栓37，自由端固定裝置4，位移計(jì)5，內(nèi)框架6，防護(hù)觀察窗7，外框架8，外框架頂板9，螺母10，防護(hù)網(wǎng)11，應(yīng)變片12，加載設(shè)備13，混凝土 14，試件中鋼筋15。
【具體實(shí)施方式】
[0032]如圖1~7中，一種自平衡式鋼筋混凝土粘結(jié)錨固性能測(cè)試儀，內(nèi)框架6活動(dòng)安裝在外框架8的外框架頂板9上，內(nèi)框架6的立柱與外框架頂板9滑動(dòng)連接，內(nèi)框架6的底部設(shè)有加載設(shè)備13，優(yōu)選的，所述的加載設(shè)備13為由電腦I控制的液壓千斤頂或螺旋千斤頂。從而實(shí)現(xiàn)加載速度，加載力大小的自動(dòng)化設(shè)置。內(nèi)框架6和外框架8的結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，便于加工，也無(wú)需錨固固定，簡(jiǎn)化了試驗(yàn)條件，且該結(jié)構(gòu)也便于加載試件，簡(jiǎn)化了試驗(yàn)步驟，提高了試驗(yàn)效率。
[0033]如圖1、2中，試件上端的鋼筋15滑動(dòng)穿過(guò)外框架頂板9和內(nèi)框架6的頂板與螺母10連接，試件的混凝土 14上端面與外框架頂板9接觸；
在試件兩端的鋼筋15上設(shè)有加載端固定裝置3和自由端固定裝置4，加載端固定裝置3和自由端固定裝置4上各安裝有至少一個(gè)位移計(jì)5，位移計(jì)5的測(cè)量桿與試件混凝土 14的端面接觸。采用內(nèi)框架6和外框架8的結(jié)構(gòu)，也具有足夠大的空間安裝位移計(jì)5。本例中的位移計(jì)5采用YWD型位移傳感器，類(lèi)似千分尺的結(jié)構(gòu)，在安裝過(guò)程中，位移計(jì)5的測(cè)量桿，會(huì)下壓一段距離，以使伸出或縮回的位移均可測(cè)量。
[0034]如圖3、4中，在混凝土 14內(nèi)的鋼筋15上設(shè)有多個(gè)應(yīng)變片12。本例中，在鋼筋15的凹槽內(nèi)相平行兩表面等距離密集粘貼多個(gè)應(yīng)變片。所述的相平行兩表面的多個(gè)應(yīng)變片12沿直線(xiàn)布置，以精確測(cè)量沿著鋼筋15軸線(xiàn)的粘結(jié)滑移數(shù)據(jù)。進(jìn)一步優(yōu)選的，在鋼筋15中心開(kāi)槽，應(yīng)變片12安裝在槽內(nèi)。應(yīng)變片12的導(dǎo)線(xiàn)采用超細(xì)導(dǎo)線(xiàn)與位移計(jì)5的導(dǎo)線(xiàn)一起與應(yīng)變采集儀2連接。由此結(jié)構(gòu)，盡量降低應(yīng)變片12和導(dǎo)線(xiàn)自身對(duì)于測(cè)試數(shù)據(jù)的影響。
[0035]如圖1、2中，位移計(jì)5和應(yīng)變片1