一種可消除高溫影響的鋼筋與混凝土拉拔試驗裝置的製作方法

2023-04-28 01:03:32 5

本發明屬於試驗設備技術領域，特別涉及一種可消除高溫影響的鋼筋與混凝土拉拔試驗裝置。

背景技術：

火災是建築結構在服役期間經常面臨的威脅之一。火災中，鋼筋與混凝土的粘結性能發生退化，而鋼筋與混凝土的粘結錨固性能是保證鋼筋混凝土結構承載力關鍵，因此研究高溫下鋼筋與混凝土的粘結錨固性能對火災下結構的承載力及變形有重要意義。然而，高溫下鋼筋與混凝土的粘結滑移拉拔試驗裝置相對較少，且高溫下拉拔試驗條件較為複雜，傳統的拉拔試驗裝置無法消除高溫下鋼筋與混凝土試件的溫度影響，因而無法準確測得高溫下鋼筋與混凝土粘結力和相對滑移值。目前急需開發一種簡易且有效的可消除高溫影響的鋼筋與混凝土拉拔試驗裝置，以解決高溫下鋼筋與混凝土的粘結錨固性能拉拔試驗的測試問題。鑑於此，發明人對可消除高溫影響的鋼筋與混凝土拉拔試驗裝置進行了深入研究和設計，遂由本案產生。

技術實現要素：

針對現有高溫下鋼筋與混凝土的粘結滑移拉拔試驗裝置相對較少，高溫下拉拔試驗條件較為複雜，傳統的拉拔試驗裝置無法消除高溫下鋼筋與混凝土試件的溫度影響的問題，本發明旨在提供一種可消除高溫影響的鋼筋與混凝土拉拔試驗裝置，該試驗裝置可實現消除溫度對於測試儀器的損壞以及鋼筋-混凝土的粘結力和滑移值測量的幹擾，同時裝置加工製造簡單易控，便於裝配安裝，且傳力機理明確，適用於鋼筋-混凝土中心拉拔試驗，測定鋼筋與混凝土間粘結強度和相對滑移，可對高溫下鋼筋-混凝土的粘結滑移性能進行有效的測試。

為實現上述目的，本發明所採用的技術方案是，所述可消除高溫影響的鋼筋與混凝土拉拔試驗裝置，包括上拉拔框架、下拉拔框架、錨具、滑移測量組件和力測量組件；

所述上拉拔框架包括帶球鉸螺杆，六角螺母a，平臺板a，平臺板b，連接螺杆a；

所述下拉拔框架包括平臺板c，平臺板d，連接螺杆b；

所述錨具包括錐形套筒和楔塊；

所述滑移測量組件包括位移計，外伸鋼片，隔熱套管；

所述力測量組件包括帶圓盤螺杆，力傳感器，六角螺母b。

以下對本發明做出進一步說明。

所述平臺板a中心位置開有孔洞，帶球鉸螺杆插入平臺板a的孔洞處並通過六角螺母a進行連接固定；平臺板a和平臺板b之間通過連接螺杆a和螺母進行連接傳力；平臺板b沿一邊中心處開有u型凹槽作為試件安裝與拆卸軌道。

進一步地，所述平臺板c沿一邊中心處開有u型凹槽作為試件安裝與拆卸軌道；平臺板c和平臺板d之間通過連接螺杆b和螺母進行連接傳力。

進一步地，所述錨具利用錐形套筒和楔塊與鋼筋-混凝土拉拔試件的鋼筋加載端錨固成一體。

進一步地，所述滑移測量組件的位移計帶有磁性吸座固定於平臺板b，外伸鋼片中心位置固定隔熱套管，隔熱套管與鋼筋-混凝土拉拔試件的鋼筋自由端固定連接；位移計的測試端同時與外伸鋼片相接觸以測試鋼筋-混凝土拉拔試件自由端的滑移值。

進一步地，所述力測量組件利用帶圓盤螺杆和六角螺母b對力傳感器進行定位和施加壓力以測試鋼筋-混凝土拉拔試件的粘結力。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：本發明可實現高溫下鋼筋與混凝土拉拔試驗，並消除在試驗中存在的溫度影響，能夠實現力測量組件和滑移測量組件分別與高溫試件分離和測試，從而避免溫度對於測試儀器的損壞以及幹擾鋼筋-混凝土的粘結力和滑移值的測量。同時，上拉拔框架通過帶球鉸螺杆與液壓伺服試驗機上夾頭相連，可有效消除試驗過程中受力偏心問題對滑移值採集的影響。試驗裝置加工製造簡單易控，便於裝配安裝，且傳力機理明確，適用於鋼筋-混凝土中心拉拔試驗，測定鋼筋與混凝土間粘結強度和相對滑移，可對高溫下鋼筋-混凝土的粘結滑移性能進行有效的測試。

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步闡述。

附圖說明

圖1是本發明試驗裝置的結構整體三維示意圖；

圖2是本發明試驗裝置的結構整體正視示意圖；

圖3是本發明所述上拉拔框架及局部結構的示意圖；

圖4是本發明所述下拉拔框架及力測量組件的示意圖；

圖5是本發明所述帶圓盤螺杆的示意圖；

圖6是本發明所述錨具的示意圖；

圖7是本發明所述滑移測量組件的示意圖。

在圖中：

1-上拉拔框架，2-下拉拔框架，3-錨具，4-滑移測試組件，5-力測量組件，6-帶球鉸螺杆，7-六角螺母a，8-平臺板a，9-平臺板b，10,11,12,13-連接螺杆a，14-平臺板c，15-平臺板d，16,17,18,19-連接螺杆b，20-帶圓盤螺杆，21-力傳感器，22-六角螺母b，23-錐形套筒；24-楔塊；25,26-位移計，27-外伸鋼片，28-隔熱套管，29-鋼筋-混凝土高溫拉拔試件。

具體實施方式

一種可消除高溫影響的鋼筋與混凝土拉拔試驗裝置由上拉拔框架、下拉拔框架、錨具、滑移測量組件和力測量組件組成，參見圖1～圖7。本發明試驗裝置結構的整體示意圖如圖1和2所示，上拉拔框架1和下拉拔框架2通過錨具3連接成一體。上拉拔框架如圖3所示，其由帶球鉸螺杆6，六角螺母a7，平臺板a8，平臺板b9及四根連接螺杆a10、11、12、13組成。帶球鉸螺杆6的螺杆端與液壓伺服試驗機上夾頭相連，球鉸端通過六角螺母a7定位於在平臺板a8中心的預開孔洞處，平臺板a8和平臺板b9之間通過四根連接螺杆a10、11、12、13進行連接傳力，平臺板b9沿一邊中心處開有u型凹槽且u型凹槽開槽深度至平臺板b9中心位置，作為試件安裝與拆卸軌道。下拉拔框架2如圖4所示，由平臺板c14，平臺板d15及四根連接螺杆b16、17、18、19組成。平臺板c14與平臺板b9沿同一邊的中心處開有深度至平臺板c14中心處的u型凹槽，作為試件安裝與拆卸軌道，平臺板c14和平臺板d15之間通過四根連接螺杆b16、17、18、19進行連接傳力。錨具3由錐形套筒23及楔塊24組成，如圖6所示。鋼筋加載端受力時帶動楔塊沿錐形套筒23錐向滑動，錐形套筒通過環箍力限制楔塊錐向位移，從而使錨具與鋼筋錨固為一體，達到鋼筋加載端受力的目的。滑移測量組件4如圖7所示，由兩個位移計25、26，外伸鋼片27及隔熱套管28組成。隔熱套管28與外伸鋼片27的中心位置固定連接形成一個整體，隔熱套管28與鋼筋-混凝土高溫拉拔試件29的鋼筋自由端可靠連接，通過利用位移計25、26的測試端與外伸鋼片27兩端相接觸以測試鋼筋-混凝土高溫拉拔試件29自由端的滑移值。力測量組件5由帶圓盤螺杆20(如圖5所示)、力傳感器21及六角螺母b22組成。液壓伺服試驗機下夾頭與帶圓盤螺杆20的螺杆端相連對帶圓盤螺杆20施加向下的拉力，力傳感器21通過承受帶圓盤螺杆20的圓盤端的壓力來測試鋼筋與混凝土的粘結力，六角螺母b22位於平臺板d15的下部，起到固定傳感器21的位置的作用。

當本發明用於高溫下鋼筋與混凝土的拉拔試驗，上拉拔框架1中帶球鉸螺杆6的螺杆端與試驗機上夾頭相連，使上拉拔框架1及鋼筋-混凝土高溫拉拔試件29的混凝土基體部分保持位置不變，力測量組件5中的帶圓盤螺杆20的螺杆端與試驗機下夾頭相連，加載過程中與試驗機下夾頭一起向下同步運動，從而帶動下拉拔框架2、錨具3及鋼筋-混凝土高溫拉拔試件29的鋼筋一起向下運動。拉拔試件鋼筋自由端滑移值通過位移計25、26測得，鋼筋-混凝土高溫拉拔試件29的粘結力通過力傳感器21承受帶圓盤螺杆20的圓盤端壓力測得。與傳統的鋼筋-混凝土拉拔試驗裝置相比，本發明的上拉拔框架1通過帶球鉸螺杆6與試驗機上夾頭相連，有效消除試驗過程中受力偏心問題對滑移值採集的影響；採用開槽深度至平臺板中心的u型凹槽作為試件安裝與拆卸軌道，保證了鋼筋-混凝土拉拔試件位於平臺板中心區域，確保了拉拔試件與裝置的傳力在同一軸線上；採用連接螺杆a、b分別固定支撐上拉拔框架1、上拉拔框架2的平臺板，可以根據試驗條件靈活調節上拉拔框架1、下拉拔框架2的淨空尺寸，以滿足不同尺寸試件的試驗要求；採用滑移測量組件4、力測量組件5對鋼筋-混凝土拉拔試件的自由端滑移、粘結力進行測試和採集，能夠實現力測量組件和滑移測量組件分別與高溫試件分離測試，從而避免溫度對於測試儀器的損壞以及幹擾鋼筋-混凝土的粘結力和滑移值的測量。同樣，由於本發明裝置採用簡單的傳力構造實現將力傳感器21、位移計25、26分別與鋼筋-混凝土高溫拉拔試件29分離，因此本發明裝置同樣適用於其他溫度環境下的鋼筋與混凝土拉拔試驗，如常溫環境、低溫環境等。

上述實施例闡明的內容應當理解為這些實施例僅用於更清楚地說明本發明，而不用於限制本發明的範圍，在閱讀了本發明之後，本領域技術人員對本發明的各種等價形式的修改均落於本申請所附權利要求所限定的範圍。