偏心受壓鋼筋混凝土柱承壓試驗裝置的製作方法
2023-05-05 04:02:26 1
專利名稱：偏心受壓鋼筋混凝土柱承壓試驗裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於建築結構試驗技術領域，尤其涉及一種適用於測試偏心 受壓的鏽蝕鋼筋混凝土柱的承載力和剛度退化情況的試驗裝置。
背景技術：
目前，測試鋼筋混凝土待測鋼筋混凝土柱的受壓性能通常在長柱試驗機 或鋼結構反力架試驗臺上進行， 一般採用載荷傳感器測壓力，採用位移傳感 器測待測鋼筋混凝土柱的縱向和橫向變形，採用應變計測試試件截面應變情 況。對於偏心受壓的鏽蝕鋼筋混凝土柱，由於混凝土保護層鏽脹開裂，採用 通常的測試裝置定位、安裝和調節較為困難，另一方面，不能獲得理想的測 試結果，具體表現為測得的縱向位移中含有鋼架變形誤差，僅沿試件截面 高度方向粘貼的應變計不能準確測得鏽損截面的應變情況。
發明內容
本實用新型的目的是提供一種能夠方便試件定位、安裝和調節，並且達 到理想測試精度的偏心受壓鋼筋混凝土柱承壓試驗裝置。
為了達到上述目的，本實用新型偏心受壓鋼筋混凝土柱承壓試驗裝置， 包括相互連接的載荷施加裝置和載荷傳感器，待測鋼筋混凝土柱安裝在上下 兩刀鉸支座之間，位移傳感器和應變計根據需要安裝於待測鋼筋混凝土柱表 面，位移傳感器、應變計和載荷傳感器與數據採集系統連接，其特徵在於 安裝於待測鋼筋混凝土柱跨中鏽蝕段縱向位置的位移傳感器固定在定軸轉動 支座上，所述定軸轉動支座由上下兩連接件通過滾珠軸承連接構成，以消除 由試件跨中鏽蝕段兩端截面相對轉角而引起的縱向位移誤差。
進一步地，所述定軸轉動支座的上連接件中設有一空腔，安裝於待測鋼 筋混凝土柱跨中鏽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。進一步地，上述待測鋼筋混凝土柱下端安裝在柱腳調節固定裝置中，所 述柱腳調節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 有若干鎖緊螺栓，在所述底板的四角各設一頂升螺栓。
優選地，上述待測鋼筋混凝土柱中部的三個側面上設有應變計；其中， 沿待測鋼筋混凝土柱截面高度方向設有5片應變計，在待測鋼筋混凝土柱兩 個截面寬度方向各設有1片應變計。
優選地，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 柱腳調節固定裝置上。
優選地，上述待測鋼筋混凝土柱由電化學加速鏽蝕方法製得，也可以從 實際工程中截取而來。
本實用新型由於採用了上述的技術方案，使之與現有技術相比，具有以 下的優點和積極效果
本實用新型偏心受壓鋼筋混凝土柱承壓試驗裝置將常見的位移傳感器固 定支座改進為定軸轉動支座，消除了由試件跨中鏽蝕段兩端截面相對轉角而 引起的縱向位移誤差，大大提高了測量的精度；另外，設計支座了柱腳調節 固定裝置，採用鋼板與角鋼焊接成型，並且設置了鎖緊螺栓和頂升螺栓，大 大方便了試驗過程中試件的定位、安裝和調節；在待測鋼筋混凝土柱中部的 三個側面上設有應變計，可以更為準確地測得鏽蝕混凝土截面的應變情況， 提高了測量的精度，減小了測量誤差。
通過以下對本實用新型的實施例並結合其附圖的描述，可以進一步理解 本實用新型的目的、具體結構特徵和優點。其中，附圖為 圖1是本實用新型較佳實施例安裝後的裝備示意圖。 圖2是柱腳調節固定裝置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是應變計9在待測鋼筋混凝土柱三個側面的布置示意圖。
圖6是位移傳感器12在待測鋼筋混凝土柱兩個側面的布置示意圖。
圖7是定軸轉動支座11的剖面圖(正視)。圖8是定軸轉動支座11的剖面圖(側視)。
圖9是採用不同支座安裝位移傳感器10時的測量分析原理圖。
圖中1.待測鋼筋混凝土柱,2.鋼結構反力架,3.數據採集系統，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.應變計,10.位移傳 感器,11.定軸轉動支座,12.位移傳感器，13.柱腳調節固定裝置，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。
具體實施方式
如圖1所示，本較佳實施例偏心受壓鋼筋混凝土柱承壓試驗裝置，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安裝在鋼結構反力架試驗臺2上，待測鋼筋 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 變計9安裝於待測鋼筋混凝土柱1表面，位移傳感器8、 10、 12和載荷傳感 器5、應變計9均與數據採集系統3連接，安裝於待測鋼筋混凝土柱1跨中 鏽蝕段縱向位置的位移傳感器10固定在定軸轉動支座11上。上刀鉸支座6 固定在載荷傳感器5上，下刀鉸支座14固定在柱腳調節固定裝置上。
其中，待測鋼筋混凝土柱1為鏽蝕鋼筋混凝土柱，可以是從實際工程中 截取的構件，也可以是由電化學加速鏽蝕等其他方法獲得的構件。鋼結構反 力架試驗臺2為型鋼和鋼板等悍接而成的剛架，能提供試驗所需的反力即可， 也可以是長柱試驗機等類似設備。數據採集系統3由電腦中安裝的軟體進行 自動記錄電阻應變儀所獲得的應變計讀數和位移傳感器的讀數，也可人工讀 數，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配合鋼結構反力架試驗臺2，可給待測鋼筋混凝土柱1施加載荷。 荷載傳感器5將液壓千斤頂4所提供的荷載轉換為電信號，傳至數據採集系 統3。刀鉸支座6和14用於安裝待測鋼筋混凝土柱1，使待測鋼筋混凝土柱 l兩端形成鉸節點，並且能夠精確確定偏心距e。墊板7採用鋼材製作，可用 於保護混凝土柱端，防止局部受壓破壞。
其中，位移傳感器8用於測量待測鋼筋混凝土柱1的側向撓度，位移傳 感器10安裝在定軸轉動支座11上，用於輔助測量鏽蝕鋼筋混凝土待測鋼筋混凝土柱的截面應變情況和剛度退化情況，位移傳感器12用於測量待測鋼筋 混凝土柱l的縱向變形。
待測鋼筋混凝土柱1下端安裝在柱腳調節固定裝置13中，圖2、圖3和 圖4為本實用新型所設計的柱腳調節固定裝置13,由一矩形框架21和一底 板22組成，在矩形框架21的四周設有若干鎖緊螺栓23，在底板22的四角 各設一頂升螺栓24。四邊備置的鎖緊螺栓23用於調節固定待測鋼筋混凝土 柱l，四角的頂升螺栓24用於定位、安裝和調節，可使試驗過程方便易行， 並且能保證測試精度。
如圖5所示，應變計9用於測量待測鋼筋混凝土柱1跨中截面的應變變 化情況。待測鋼筋混凝土柱l中部的三個側面上設有應變計9;其中，沿待 測鋼筋混凝土柱1截面高度方向設有5片應變計9，在待測鋼筋混凝土柱1 兩個截面寬度方向各設有1片應變計9，從而能夠更為準確地測得鏽損混凝 土柱1截面的應變情況。
參見圖1，首先根據待測鋼筋混凝土柱1的高度、分離式液壓千斤頂4 的高度和行程範圍、荷載傳感器5的高度等縱向尺寸，調節鋼結構反力架試 驗臺2的橫梁安裝高度，然後將粘貼好應變計9的待測鋼筋混凝土柱1安裝 在柱腳調節固定裝置13中，由吊車移動到鋼結構反力架試驗臺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，並且連線到數據採集 系統3，最後調節柱腳調節固定裝置13可以非常方便地達到準確安裝的目的。
圖6是位移傳感器12在待測鋼筋混凝土柱1的兩個側面布置示意圖。兩 只位移傳感器12所測得的數據的平均值作為待測鋼筋混凝土柱1的縱向位移 值/\，與荷載傳感器5所測得的荷載P進行組合，可以獲得試驗曲線(屍一 Zl曲線)。由於測量待測鋼筋混凝土柱1縱向位移的2個位移傳感器12安裝 在待測鋼筋混凝土柱下端的刀口支座14上，測點固定在待測鋼筋混凝土柱上 端的刀口支座6上，從而消除了鋼結構反力架試驗臺2變形對所測縱向位移 的影響。
圖7和圖8所繪製的是定軸轉動支座11的剖面圖。定軸轉動支座11由 上連接件16和下連接件17通過滾珠軸承18連接構成。定軸轉動支座11的 上連接件16中設有一空腔19，安裝於待測鋼筋混凝土柱1跨中鏽蝕段縱向 位置的位移傳感器10通過一螺釘20固定在空腔19中。採用定軸轉動支座11固定位移傳感器IO，可消除由待測鋼筋混凝土柱1跨中鏽蝕段兩端截面相 對轉角而引起的縱向位移誤差，從而更精確地測量獲得鏽蝕鋼筋混凝土待測 鋼筋混凝土柱的截面應變情況和剛度退化情況。具體原理分析可見圖9。
圖9是採用不同支座安裝位移傳感器10時的測量分析原理圖，結合圖1
可知待測鋼筋混凝土柱1跨中鏽蝕段兩端截面的初始距離為AC，採用不
鏽鋼絲連接C點與位移傳感器10的滑針的端點B，分析過程中假定不鏽鋼 絲的長度不變，即BC-B,C產B2d。試驗應測量線段AC與Ad的差值。當 採用固定支座安裝位移傳感器10時，位移傳感器10不可能隨著不鏽鋼絲移 動而產生轉動，滑針端點B移動到B!點，數據採集系統3記錄的是BBJ勺 長度；若採用本實用新型所設計的定軸轉動支座11安裝位移傳感器10時， 位移傳感器10隨著不鏽鋼絲移動而產生轉動，即B點轉動到B3點，滑針端 點B3移動到B2點，數據採集系統3記錄的是B3B2的長度，該值是試驗所需 測量的精確值，消除了待測鋼筋混凝土柱1跨中鏽蝕段A、 C兩端截面相對 轉角而引起的縱向位移誤差。
雖然本實用新型已依據較佳實施例在上文中加以說明，但這並不表示本 實用新型的範圍只局限於上述的結構，只要被本實用新型的權利要求所覆蓋 的結構均在保護範圍之內。本技術領域的技術人員在閱讀上述的說明後可很 容易地發展出的等效替代結構，在不脫離本實用新型之精神與範圍下所作之 均等變化與修飾，皆應涵蓋於本實用新型專利範圍之內。
權利要求1. 一種偏心受壓鋼筋混凝土柱承壓試驗裝置，包括相互連接的載荷施加裝置和載荷傳感器，待測鋼筋混凝土柱安裝在上下兩刀鉸支座之間，位移傳感器和應變計根據需要安裝於待測鋼筋混凝土柱表面，位移傳感器、應變計和載荷傳感器與數據採集系統連接，其特徵在於安裝於待測鋼筋混凝土柱跨中鏽蝕段縱向位置的位移傳感器固定在定軸轉動支座上，所述定軸轉動支座由上下兩連接件通過滾珠軸承連接構成。
2. 如權利要求1所述的偏心受壓鋼筋混凝土柱承壓試驗裝置，其特徵在 於所述定軸轉動支座的上連接件中設有一空腔，安裝於待測鋼筋混凝土柱 跨中鏽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. 如權利要求1或2所述的偏心受壓鋼筋混凝土柱承壓試驗裝置，其特 徵在於所述待測鋼筋混凝土柱下端安裝在柱腳調節固定裝置中，所述柱腳 調節固定裝置由 一矩形框架和一底板組成，在所述矩形框架的四周設有若干 鎖緊螺栓，在所述底板的四角各設一頂升螺栓。
4. 如權利要求1或2所述的偏心受壓鋼筋混凝土柱承壓試驗裝置，其特徵在於所述待測鋼筋混凝土柱中部的三個側面上設有應變計；其中，沿待 測鋼筋混凝土柱截面高度方向設有5片應變計，在待測鋼筋混凝土柱兩個截 面寬度方向各設有1片應變計。
5. 如權利要求3所述的偏心受壓鋼筋混凝土柱承壓試驗裝置，其特徵在 於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節 固定裝置上。
6. 如權利要求1或2所述的偏心受壓鋼筋混凝土柱承壓試驗裝置，其特徵在於所述待測鋼筋混凝土柱由電化學加速鏽蝕方法製得。
專利摘要本實用新型屬於建築結構試驗技術領域，尤其涉及一種適用於測試偏心受壓的鏽蝕鋼筋混凝土柱的承載力和剛度退化情況的試驗裝置，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，位移傳感器和應變計根據需要安裝於待測鋼筋混凝土柱表面，位移傳感器、應變計和載荷傳感器與數據採集系統連接，安裝於待測鋼筋混凝土柱跨中鏽蝕段縱向位置的位移傳感器固定在定軸轉動支座上，定軸轉動支座由上下兩連接件通過滾珠軸承連接構成，以消除由試件跨中鏽蝕段兩端截面相對轉角而引起的縱向位移誤差。本實用新型提供了一種能夠方便試件定位、安裝和調節，並且達到理想測試精度的偏心受壓鋼筋混凝土柱承壓試驗裝置。
文檔編號G01N3/00GK201314882SQ20082015713
公開日2009年9月23日 申請日期2008年12月16日 優先權日2008年12月16日
發明者健 伏, 周桂香, 曄 姜, 朱慈勉, 蔣鳳昌, 薛劍勝, 趙英豪 申請人:江蘇省第一建築安裝有限公司