一種粘結(jié)滑移性能檢測(cè)裝置及鋼筋開槽、應(yīng)變片防護(hù)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及土木工程粘結(jié)滑移性試驗(yàn)領(lǐng)域，具體涉及一種粘結(jié)滑移性能檢測(cè)裝置及鋼筋開槽、應(yīng)變片防護(hù)方法，特別是混凝土試件在鹽凍循環(huán)或加速銹蝕后的鋼筋混凝土粘結(jié)錨固性能測(cè)試。
【背景技術(shù)】
[0002]粘結(jié)滑移性是鋼筋混凝土結(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)試件制作簡(jiǎn)單及試驗(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-S本構(gòu)關(guān)系更精確的描述，多采用鋼筋開槽、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- s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(χ)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:(1)傳統(tǒng)鋼筋開槽方法對(duì)鋼筋強(qiáng)度削弱較大，且開槽之后灌注高強(qiáng)度膠后，鋼筋整體性較差；(2)試件加載端滑移量的測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確；(3)目前常用的拉拔裝置實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程較為耗時(shí)，不高效；(4)目前鋼筋粘結(jié)應(yīng)力的測(cè)得須借助鋼筋內(nèi)部粘貼的應(yīng)變片，如何防止試件在凍融循環(huán)作用下以及鋼筋加速銹蝕后應(yīng)變片的失效一直是困擾研究人員的難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種粘結(jié)滑移性能檢測(cè)裝置，特別是針對(duì)凍融循環(huán)后以及鋼筋加速銹蝕后鋼筋混凝土的粘結(jié)錨固應(yīng)力及加載端，自由端滑移量的檢測(cè)裝置。
[0004]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:一種粘結(jié)滑移性能檢測(cè)裝置，包括電腦、應(yīng)變采集儀、外框架、內(nèi)框架、萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)橫梁壓頭，內(nèi)框架與外框架的外框架頂板之間連接，內(nèi)框架能夠在外框架頂板上沿垂直方向滑動(dòng)，內(nèi)框架內(nèi)設(shè)有試件，試件中設(shè)有垂直方向的鋼筋，鋼筋底端與內(nèi)框架的內(nèi)框架底板固定連接；
鋼筋與外框架頂板接觸位置設(shè)有位移計(jì)，試件頂端也設(shè)有位移計(jì)；
內(nèi)框架頂板上方設(shè)有萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)橫梁壓頭；
試件內(nèi)的一段鋼筋上設(shè)有應(yīng)變片，應(yīng)變片與位移計(jì)通過(guò)導(dǎo)線與應(yīng)變采集儀連接，應(yīng)變采集儀與電腦連接。
[0005]優(yōu)選的方案中，所述的外框架頂板上設(shè)有開槽，開槽內(nèi)設(shè)有鋼墊板，鋼墊板上設(shè)有開孔，鋼筋穿過(guò)開孔，與內(nèi)框架底板通過(guò)螺帽固定連接。
[0006]優(yōu)選的方案中，所述的鋼墊板上還設(shè)有位移計(jì)固定孔，位移計(jì)穿過(guò)位移計(jì)固定孔并與試件底面接觸。
[0007]優(yōu)選的方案中，所述的試件底端設(shè)有加載端固定裝置，加載端固定裝置上設(shè)有鎖緊刀口，鎖緊刀口通過(guò)鎖緊螺栓固定在試件底端露出的鋼筋上。
[0008]優(yōu)選的方案中，所述的試件頂端設(shè)有自由端固定裝置，自由端固定裝置用于固定位于試件頂端的位移計(jì)，并使頂端的位移計(jì)與試件上端面接觸。
[0009]優(yōu)選的方案中，所述的外框架頂板上設(shè)有通孔，內(nèi)框架的內(nèi)框架立柱穿過(guò)通孔，通孔位置設(shè)有導(dǎo)向管。
[0010]優(yōu)選的方案中，所述的內(nèi)框架的內(nèi)框架頂板上設(shè)有內(nèi)框架頂板凸臺(tái)，萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)橫梁壓頭與內(nèi)框架頂板凸臺(tái)垂直對(duì)齊。
[0011]—種用于鋼筋混凝土粘結(jié)滑移性檢測(cè)的鋼筋開槽方法，包括以下步驟:
一、將埋入試件的鋼筋分成兩段，分別為開槽鋼筋和不開槽鋼筋，開槽鋼筋的兩端分別車出螺紋，并沿縱肋軸線均勻剖開分為兩半，兩半鋼筋之間通過(guò)第一套筒和第二套筒連接，并使開槽段閉合，在開槽段內(nèi)灌注環(huán)氧樹脂膠。
[0012]二、不開槽鋼筋兩端車出螺紋，一端螺紋通過(guò)第二套筒與開槽鋼筋的粘結(jié)段固定，另一端車螺紋能夠與檢測(cè)裝置中的螺帽螺紋連接。
[0013]優(yōu)選的方案中，所述的開槽段為3cmX6cm的矩形凹槽，開槽段一端開至鋼筋端頭，另一端與鋼筋另一端之間留設(shè)一定距離。
[0014]—種用于鋼筋混凝土粘結(jié)滑移性檢測(cè)的應(yīng)變片防損方法，其特征在于包括以下步驟:
一、在應(yīng)變片表面涂抹705硅膠。
[0015]二、將應(yīng)變片等間距粘貼在鋼筋的開槽段內(nèi)。
[0016]三、將與應(yīng)變采集儀連接的導(dǎo)線一端穿過(guò)開槽段，利用超細(xì)的航空導(dǎo)線將導(dǎo)線與應(yīng)變片焊接。
[0017]四、在鋼筋開槽段內(nèi)灌注環(huán)氧樹脂。
[0018]五、截取與試件外部鋼筋等長(zhǎng)的PVC管，PVC管一端套設(shè)橡膠堵頭，并用水中膠進(jìn)行粘接，以防止鋼筋銹蝕。
[0019]六、鋼筋自由端套接PVC直接接頭，并用水中膠進(jìn)行粘接，防止鋼筋在凍融循環(huán)中銹蝕。
[0020]七、將制作好的密封PVC套管套在鋼筋加載端的第二套管上以及鋼筋自由端的第一套筒上，作為鋼筋的無(wú)粘接段，并在套管與鋼筋之間涂抹水中膠做防水處理。
[0021]本發(fā)明提供了一種粘結(jié)滑移性能檢測(cè)裝置及鋼筋開槽、應(yīng)變片防護(hù)方法，通過(guò)采用上述結(jié)構(gòu)及方式，對(duì)開槽方案進(jìn)行改進(jìn)后，使鋼筋開槽后采用第一套筒、第二套筒及開槽段內(nèi)灌注環(huán)氧樹脂膠使劈開的鋼筋閉合后的整體性得到大幅度提升；開槽段一端與鋼筋一端端頭留有一定距離避免了同一個(gè)截面上鋼筋有效面積過(guò)小而導(dǎo)致鋼筋先于粘結(jié)破壞而屈服，造成試驗(yàn)失??；通過(guò)應(yīng)變片防水防凍方案的改進(jìn)使鋼筋內(nèi)應(yīng)變片得到充分保護(hù)；加載裝置采用內(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，且加載端固定裝置采用鎖緊及頂部刀口設(shè)計(jì)可以使加載端固定裝置固定于鋼筋根部從而使位移計(jì)間接固定在混凝土試件加載端鋼筋根部的一點(diǎn)處，使得加載端滑移量測(cè)量值足夠精確；加載裝置的獨(dú)特設(shè)計(jì)使鋼筋混凝土試件在加載面覆蓋鋼板及安裝好加載端固定裝置、自由端固定裝置及位移計(jì)后，可直接整體穿過(guò)拉拔裝置外框架頂板擱置在外框架頂板上，然后擰緊圓盤螺帽即可開始試驗(yàn)，此裝置在安裝試件方面可大大節(jié)省時(shí)間，提高效率。
【附圖說(shuō)明】
[0022]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明:
圖1為本發(fā)明的立面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖2為本發(fā)明的外框架頂板俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖3為本發(fā)明的鋼墊板俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖4為本發(fā)明的加載端固定裝置的立面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖5為本發(fā)明的加載端固定裝置的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖6為本發(fā)明的試件及鋼筋結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖7為本發(fā)明的開槽鋼筋結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖8為本發(fā)明的不開槽鋼筋結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]圖中:電腦I，應(yīng)變采集儀2，加載端固定裝置3，位移計(jì)4，導(dǎo)向管5，外框架6，自由端固定裝置7，應(yīng)變片8，螺帽9，內(nèi)框架10，鋼墊板11，鎖緊螺栓12，外框架頂板13，試件14，鋼筋15，鎖緊刀口 16，萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)橫梁壓頭17，第一位移計(jì)通孔18，位移固定孔19，開槽20，內(nèi)框架頂板101，內(nèi)框架底板102，內(nèi)框架立柱103，內(nèi)框架頂板凸臺(tái)104，第一套筒21，第二套筒22，開槽段23，粘結(jié)段24，PVC管25，開孔26，開槽鋼筋27，不開槽鋼筋
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【具體實(shí)施方式】
[0031 ] 如圖中，一種粘結(jié)滑移性能檢測(cè)裝置，包括電腦1、應(yīng)變采集儀2、外框架6、內(nèi)框架10、萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)橫梁壓頭17，其特征是:內(nèi)框架10與外框架6的外框架頂板13之間連接，內(nèi)框架10能夠在外框架頂板13上沿垂直方向滑動(dòng)，內(nèi)框架10內(nèi)設(shè)有試件14，試件14中設(shè)有垂直方向的鋼筋15，鋼筋15底端與內(nèi)框架10的內(nèi)框架底板102固定連接；
鋼筋15與外框架頂板13接觸位置設(shè)有位移計(jì)4，試件14頂端也設(shè)有位移計(jì)4 ;
內(nèi)框架頂板101上方設(shè)有萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)橫梁壓頭17 ;
試件14內(nèi)的一段鋼筋15上設(shè)有應(yīng)變片8，應(yīng)變片8與位移計(jì)4通過(guò)導(dǎo)線與應(yīng)變采集儀2連接，應(yīng)變采集儀2與電腦I連接。
[0032]優(yōu)選的方案中，所述的外框架頂板13上設(shè)有開槽20，開槽20內(nèi)設(shè)有鋼墊板11，鋼墊板11上設(shè)有開孔26，鋼筋15穿過(guò)開孔26，與內(nèi)框架底板102通過(guò)螺帽9固定連接。設(shè)計(jì)鋼墊板11的目的，是為了保證混凝土試件有足夠的受力面積，外框架頂板13中間設(shè)置的開槽，是為了試件在安裝過(guò)程中更加方便快捷。
[0033]優(yōu)選的方案中，所述的鋼墊板11上還設(shè)有位移計(jì)固定孔19，位移計(jì)4穿過(guò)位移計(jì)固定孔19并與試件14底面接觸。
[0034]優(yōu)選的方案中，所述的試件14底端設(shè)有加載端固定裝置3，加載端固定裝置3上設(shè)有鎖緊刀口 16，鎖緊刀口 16通過(guò)鎖緊螺栓12固定在試件14底端露出的鋼筋15上。通過(guò)此結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，可以極大地減少非錨固區(qū)段鋼筋變形伸長(zhǎng)的影響，大大提高了鋼筋加載端滑移量的精度。
[0035]優(yōu)選的方案中，所述的試件14頂端設(shè)有自由端固定裝置7，自由端固定裝置7用于固定位于試件14頂端的位移計(jì)4，并使頂端的位移計(jì)4與試件14上端面接觸。采用上述兩條方案中所述的結(jié)構(gòu)，試件在加載端鋼筋插入鋼墊板11后安裝加載端固定裝置3及位移計(jì)4，鋼筋自由端安裝自由端固定裝置7及位移計(jì)4后即可將試件放入外框架頂板13的方孔內(nèi)，接好線后，即可開始試驗(yàn)。和其他許多拉拔裝置相比，該裝置在安裝試件方面十分方便、快捷，節(jié)省了大量時(shí)間及人力。
[0036]優(yōu)選的方案中，所述的外框架頂板13上設(shè)有通孔18，內(nèi)框架10的內(nèi)框架立柱103穿過(guò)通孔18，通孔18位置設(shè)有導(dǎo)向管5。由此結(jié)構(gòu)，使內(nèi)框架10在