一种钢筋混凝土粘结应力及滑移测量装置制造方法
【专利摘要】一种钢筋混凝土粘结应力及滑移测量装置，包括拉拔架，钢筋混凝土拉拔试件置于拉拔架内，钢筋混凝土拉拔试件中的钢筋内槽中贴有多片应变片，在钢筋的加载端设有第二固定装置，第二固定装置与第二螺杆固定连接，第二螺杆与第二直角码固定连接，在混凝土试块表面设有第二定位螺杆，第二定位螺杆与第二位移传感器连接，第二位移传感器的测量杆与第二直角码接触；在钢筋的自由端也相应设有第一位移传感器。本发明通过在混凝土外壁和钢筋端头设置的螺杆，配合位移传感器，从而可以精确测量钢筋自由端和加载端的滑移以及粘结应力，且操作方便，节省人力，提高了测试准确度和工作效率，克服了现有技术中的缺陷。
【专利说明】一种钢筋混凝土粘结应力及滑移测量装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及土木工程的试验领域，特别是一种测量混凝土与钢筋间粘结应力和滑 移的试验装置。
【背景技术】
[0002] 粘结滑移性能是钢筋混凝土结构理论中最重要的基本问题之一。目前，采用的粘 结试验方法有拉拔试验、梁式试验以及轴拉试验。拉拔试验的试件制作及试验装置比较简 单，试验结果便于分析。因此长期以来用其作为对钢筋混凝土间粘结性能进行相对比较的 基准。为实现对粘结滑移τ- s本构关系更精确的描述，多采用钢筋开槽、贴片和由加载 端、自由端推算内滑移分布的方法，探索粘结锚固τ - s关系沿锚长的变化规律，从而得出 了一个位置函数Ψ (X)来反映这种变化。然而在试验中也存在测量结果精度不够，离散性 较大等问题。主要表现为自由端、加载端滑移量的测量比较困难；钢筋开槽、贴片技术比较 复杂以及应变片过于稀疏等问题。所以研究一种能精确测量钢筋与混凝土间粘结应力和滑 移的装置非常具有现实意义。
【发明内容】
[0003] 本发明所要解决的技术问题是提供一种钢筋混凝土粘结应力及滑移测量装置，能 够准确测量自由端、加载端滑移量以及粘结应力，且该装置操作方便，测量节省人力，提高 了测试准确度和工作效率。
[0004] 为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种钢筋混凝土粘结应力及 滑移测量装置，包括拉拔架，钢筋混凝土拉拔试件置于拉拔架内，在钢筋混凝土拉拔试件的 钢筋的粘结段内槽中沿着轴线方向粘贴有多片应变片，在钢筋的加载端设有第二固定装 置，第二固定装置与第二螺杆固定连接，第二螺杆与第二直角码固定连接，在混凝土试块表 面设有第二定位螺杆，第二定位螺杆与第二位移传感器连接，第二位移传感器的测量杆与 第二直角码接触； 在钢筋的自由端设有第一固定装置，第一固定装置与第一螺杆固定连接，第一螺杆与 第一位移传感器固定连接，在混凝土试块表面设有第一定位螺杆，第一定位螺杆与第一直 角码固定连接，第一位移传感器的测量杆与第一直角码接触。
[0005] 第一定位螺杆和第二定位螺杆位于靠近粘结段端头的位置。
[0006] 第一固定装置和第二固定装置与钢筋的连接方式为可拆卸可调节的连接方式。
[0007] 在粘结段两端之外的钢筋上还设有套管，套管包覆在混凝土内。
[0008] 应变片、第一位移传感器和第二位移传感器通过线路与应变采集仪连接，应变采 集仪与电脑连接。
[0009] 拉拔架的上端与万能试验机的固定座连接，钢筋混凝土拉拔试件的加载端穿过拉 拔架下底板与万能试验机的拉拔装置连接。
[0010] 所述的拉拔架下底板设有供钢筋混凝土拉拔试件中钢筋穿过的孔，钢筋混凝土拉 拔试件与拉拔架下底板之间设有钢垫板，钢垫板上设有供加载端穿过的孔。
[0011] 所述的多片应变片首尾顺序排列。
[0012] 本发明提供的一种钢筋混凝土粘结应力及滑移测量装置，通过在混凝土外壁和钢 筋端头设置的螺杆，配合位移传感器，从而可以精确测量钢筋自由端和加载端的滑移量以 及粘结应力，且操作方便，节省人力，提高了测试准确度和工作效率，克服了现有技术中的 缺陷。
【专利附图】
【附图说明】
[0013] 下面结合附图和实例对本发明作进一步说明： 图1为本发明的主视结构示意图。
[0014] 图2为本发明的右视结构示意图。
[0015] 图3为图1中钢筋混凝土拉拔试件连接部分的局部放大示意图。
[0016] 图4为图2中钢筋混凝土拉拔试件连接部分的局部放大示意图。
[0017] 图中：拉拔架下底板1，钢垫板2,第一固定装置3,第二固定装置3'，第一定位螺杆 4,第二定位螺杆4'，第一直角码5,第二直角码5'，第一螺杆6,第二螺杆6'，第一位移传感 器7,第二位移传感器7'，应变片8,应变采集仪9,电脑10,套管11，粘结段12,加载端13， 自由端14,钢筋混凝土拉拔试件15,拉拔架16,固定座17,拉拔装置18,线路19。
【具体实施方式】
[0018] 如图1?4中，一种钢筋混凝土粘结应力及滑移测量装置，包括拉拔架16,拉拔架 16的上端与万能试验机的固定座连接，钢筋混凝土拉拔试件15的加载端13穿过拉拔架下 底板1与万能试验机的拉拔装置18连接。
[0019] 钢筋混凝土拉拔试件15置于拉拔架16内，优选的拉拔架16的拉拔架下底板1设 有供钢筋混凝土拉拔试件15中的钢筋穿过的孔，钢筋混凝土拉拔试件15与拉拔架下底板 1之间设有钢垫板2,钢垫板2上设有供加载端13穿过的孔。钢垫板2的中心开孔避免拉 拔架下底板1的孔对钢筋混凝土拉拔试件15的破坏形态产生影响。
[0020] 在钢筋混凝土拉拔试件15的钢筋沿轴线方向经线切割、铣槽处理，在钢筋混凝土 拉拔试件钢筋的粘结段内槽中贴有多片应变片8,优选的，所述的多片应变片8首尾顺序排 列。优选的，钢筋经线切割沿轴线切为两半，并在切开的两半钢筋上沿轴线铣出横截面为矩 形的槽。应变片8置于钢筋粘结段所铣的槽内，应变片贴好后将线切割的两半钢筋用环氧 树脂闭合，由此结构，获得更为精确的粘结应力所对应的钢筋应变参数。
[0021] 在钢筋的加载端13设有第二固定装置3'，第二固定装置3'与第二螺杆6'固定连 接，第二螺杆6'与第二直角码5'固定连接，在混凝土试块表面设有第二定位螺杆4'，第二 定位螺杆4'与第二位移传感器7'连接，第二位移传感器7'的测量杆与第二直角码5'接 触； 在钢筋的自由端14设有第一固定装置3,第一固定装置3与第一螺杆6固定连接，第 一螺杆6与第一位移传感器7固定连接，在混凝土试块表面设有第一定位螺杆4,第一定位 螺杆4与第一直角码5固定连接，第一位移传感器7的测量杆与第一直角码5接触。以加 载端13为例，当加载端13产生位移，则第二螺杆6'与有第二定位螺杆4'之间产生相对位 移，第二位移传感器7'的测量杆则产生伸缩位移，第二位移传感器7'即将位移数据传送至 应变采集仪9。
[0022] 由上述的结构，精确测量粘结段12两端的加载端13和自由端14的相对滑移数 据。
[0023] 优选的如图3中，第一定位螺杆4和第二定位螺杆4'位于靠近粘结段12端头的 位置。由此结构，进一步提高加载端13和自由端14的测量精度。
[0024] 进一步优选的，两端之外的钢筋上还设有套管11，套管11包覆在混凝土内。由此 结构，使混凝土具有足够的宽度用于安装第一定位螺杆4和第二定位螺杆4'，从而使第一 定位螺杆4和第二定位螺杆4'的轴线正好位于粘结段12的端面。
[0025] 第一固定装置3和第二固定装置3'与钢筋的连接方式为可拆卸可调节的连接方 式。由此结构，便于装拆和调节与钢筋连接的松紧度。
[0026] 应变片8、第一位移传感器7和第二位移传感器7'通过线路19与应变采集仪9连 接，应变采集仪9与电脑10连接。由应变采集仪9将采集到的数据送入电脑10中进行分 析。
[0027] 试验步骤： 步骤一：将螺纹钢筋用线切割的方法沿纵肋切割成两半，在车床上对两半钢筋进行铣 槽； 步骤二：将多片应变片8,依次粘贴在钢筋粘结段所铣的槽内，并引出线路19后将两半 钢筋用环氧树脂黏合在一起以保证钢筋的完整性，在非粘结段套上套管11 ; 步骤三：将步骤二完成的钢筋放入模具中，在模具中固定第一定位螺杆4及第二定位 螺杆4 '，向模具中浇筑混凝土成型后拆去模具标准养护28天即形成钢筋混凝土拉拔试件 15 ； 步骤四：将钢筋混凝土拉拔试件15置于拉拔架16内，在加载端13 处安装第二固定装置3'，连接第二固定装置3'与第二螺杆6'后将第二直角码5'固定 连接在第二螺杆6'上，将第二位移传感器7'与混凝土试块表面的第二定位螺杆4'连接， 保证第二位移传感器7'的测量杆与第二直角码5'接触。同样方法在自由端14处安装第 一固定装置3,连接第一固定装置3与第一螺杆6后将第一直位移传感器7固定连接在第一 螺杆6上，将第二直角码5与混凝土试块表面的第一定位螺杆4连接，保证第一位移传感器 7的测量杆与第二直角码5接触； 步骤五：将从应变片8、第一位移传感器7和第二位移传感器7'引出的线路19与应变 采集仪9连接，将应变采集仪9连在电脑10上； 步骤六：开启万能试验机，将拉拔装置18牢固的夹在钢筋混凝土拉拔试件加载端13 处，准备开始试验； 步骤七：控制万能试验机拉拔装置18进行加载，在每级荷载下控制电脑10采集应变片 8、第一位移传感器和第二位移传感器通过线路19传输给应变采集仪9的应变和位移数据， 直至钢筋凝土拉拔试件破坏。
【权利要求】
1. 一种钢筋混凝土粘结应力及滑移测量装置，包括拉拔架（16)，钢筋混凝土拉拔试件 (15)置于拉拔架（16)内，在钢筋混凝土拉拔试件（15)的钢筋的粘结段（12)内槽中沿着轴 线方向粘贴有多片应变片（8)，其特征是：在钢筋的加载端（13)设有第二固定装置（3'），第 二固定装置（3'）与第二螺杆（6'）固定连接，第二螺杆（6'）与第二直角码（5'）固定连接， 在混凝土试块表面设有第二定位螺杆（4'），第二定位螺杆（4'）与第二位移传感器（7'）连 接，第二位移传感器（7'）的测量杆与第二直角码（5'）接触； 在钢筋的自由端（14)设有第一固定装置（3)，第一固定装置（3)与第一螺杆（6)固定 连接，第一螺杆（6)与第一位移传感器（7)固定连接，在混凝土试块表面设有第一定位螺杆 (4)，第一定位螺杆（4)与第一直角码（5)固定连接，第一位移传感器（7)的测量杆与第一直 角码（5)接触。
2. 根据权利要求1所述的一种钢筋混凝土粘结应力及滑移测量装置，其特征是：第一 定位螺杆（4)和第二定位螺杆（4'）位于靠近粘结段（12)端头的位置。
3. 根据权利要求1所述的一种钢筋混凝土粘结应力及滑移测量装置，其特征是：第一 固定装置（3)和第二固定装置（3'）与钢筋的连接方式为可拆卸可调节的连接方式。
4. 根据权利要求1所述的一种钢筋混凝土粘结应力及滑移测量装置，其特征是：在粘 结段（12 )两端之外的钢筋上还设有套管（11 )，套管（11)包覆在混凝土内。
5. 根据权利要求1所述的一种钢筋混凝土粘结应力及滑移测量装置，其特征是：应变 片（8 )、第一位移传感器（7 )和第二位移传感器（7'）通过线路（19 )与应变采集仪（9 )连接， 应变采集仪（9 )与电脑（10 )连接。
6. 根据权利要求1所述的一种钢筋混凝土粘结应力及滑移测量装置，其特征是：拉拔 架（16)的上端与万能试验机的固定座连接，钢筋混凝土拉拔试件（15)的加载端（13)穿过 拉拔架下底板（1)与万能试验机的拉拔装置（18)连接。
7. 根据权利要求6所述的一种钢筋混凝土粘结应力及滑移测量装置，其特征是：所述 的拉拔架下底板（1)设有供钢筋混凝土拉拔试件（15)中的钢筋穿过的孔，钢筋混凝土拉拔 试件（15)与拉拔架下底板（1)之间设有钢垫板（2)，钢垫板（2)上设有供加载端（13)穿过 的孔。
8. 根据权利要求1所述的一种钢筋混凝土粘结应力及滑移测量装置，其特征是：所述 的多片应变片（8)首尾顺序排列。
9. 根据权利要求1所述的一种钢筋混凝土粘结应力及滑移测量装置，其特征是：钢筋 沿轴线切为两半，并在切开的两半钢筋上沿轴线铣出横截面为矩形的槽，应变片（8)固定 安装在槽内。
【文档编号】G01N19/04GK104122201SQ201410306597
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年7月1日 优先权日:2014年7月1日
【发明者】徐港, 李运攀, 潘琪, 王青, 邓庆 申请人:三峡大学