对多个混凝土试件施加持久轴拉荷载的试验装置及方法

文档序号:9522501阅读:490来源:国知局
对多个混凝土试件施加持久轴拉荷载的试验装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及建筑技术领域,尤其涉及一种对多个早龄期混凝土试件施加持久轴拉损伤荷载的试验装置及方法。
【背景技术】
[0002]早拆模板技术是一种新型的“快拆体系”,正处于工程推广运用阶段。该“快拆体系”就是当某一层浇筑的混凝土达到一定强度时,在保证施工安全的前提下,除保留的立杆及晚拆支撑头外,将梁底模板提早拆除,从而加快施工进度。目前铝合金早拆模板技术中梁板底模的拆除时间主要是参照国外经验,在混凝土龄期达到36小时即拆除梁板底模。然而,只有36小时龄期的混凝土结构在施工荷载的作用下是否产生损伤及其损伤对后期混凝土结构的性能是否会产生影响是工程人员高度关注的问题之一。为此,研究早龄期混凝土在轴心受拉荷载作用后的损伤力学性能尤其是受拉损伤后的弹性模量、应力-应变关系、劈裂强度等,是计算早龄期混凝土结构强度、刚度和稳定性等不可或缺的指标之一。
[0003]目前,一些研究者为研究混凝土的轴心抗拉弹性模量,也进行了一些实验研究。
[0004]如下参考文献:
[0005][1]张文博,毛明杰,杨秋宁,陈伟.粉煤灰混凝土的单轴抗拉弹性模量.科学技术与程,2015,15(9): 225-229。
[0006][2]安明,杨志慧,余自若,翟延峰,高康.活性粉末混凝土抗拉性能研究.铁道学报,2010,32(1):54-58ο
[0007][3]陈萌,毕苏萍,刘立新,彭少民.商品混凝土轴心抗拉强度与受拉弹性模量的试验研究.四川建筑科学研究,34(2): 186-189。
[0008][4]梅国栋,徐礼华,鲁维妙,黄乐.纤维掺量对混杂纤维混凝土轴心抗拉性能的影响分析.武汉大学学报(工学版),2013,46 (6): 752-758。
[0009][5]韩学才,许家文.橡胶再生混凝土轴心抗拉性能试验研究.太原理工大学学报,2014,45(6):799-802。
[0010]张文博(2015) [1]采用采用在棱柱体中心预埋螺纹钢筋,利用钢筋与混凝土的粘结性能对混凝土施加轴心拉力,从而测定混凝土的单轴抗拉弹性模量,如图1所示,柱体中心预埋螺纹钢筋受拉试验装置。图中标号注释:切削螺纹一 1,黏结端一2,钢筋应变片一3,混凝土应变片一 4,试件中央一 5,双面带肋钢筋一 6。
[0011]安明(2010) [2]采用将倒8字型的混凝土试件放置于夹头上进行轴心受拉试验,如图2所示,夹头上进行轴心受拉试验装置。图中标号注释:框架横梁一 1,夹紧螺母一2,框架拉杆一 3,夹头一 4,立杆一 5。
[0012]陈萌(2008) [3]试件采用预埋拉杆式,试件两端各设一根230mm长、直径为12mm的HRB335钢筋作为拉杆,使拉力通过预埋钢筋传递到混凝土试件中。如图3所示,预埋拉杆式轴拉试验装置图。图中标号注释:1 一HRB335钢筋。
[0013]梅国栋(2013) [4]采用在试件端部预埋式哑铃形试件,并采用细螺纹丝杆连接,通过吊笼和球铰与万能试验机的夹头连接,施加轴心拉力。如图4所示,试件端部预埋式哑铃形试件。图中标号注释:万能试验机夹头一 1,球铰一2,钢板一3,球形螺母一4,测力钢杆一 5,数据采集系统一 6,应变片一 7,引伸计一 8。
[0014]韩学才(2014) [5]两头大中间小的哑铃型混凝土试件的端部采用粘结胶与钢板(带拉杆)粘结后,在夹持在试验机进行轴心抗拉试验。如图5所示,夹持在试验机进行轴心抗拉试验。图中标号注释:上拉杆一 1,上拉板一2,哑铃型试件一3,下拉板一4,下拉杆一5。
[0015]现有混凝土棱柱体轴心受拉存在的缺点是:
[0016]①变截面的方法,试件制作较麻烦,需要制作相应的模板,导致试件在几何尺寸上误差较大,进而导致偏心受力。
[0017]②预埋件安装、费时费工。预埋钢筋要求准确埋设,无论是准备工作、制作试件或试验前的联结螺栓都比较麻烦;粘结法则要求试件的粘结面要精心处理,粘结剂的硬化也需要一定的时间,对于早龄期混凝土试件的损伤及损伤后弹模的测试则不适用。
[0018]③只能对单个混凝土试件进行试验,试验工作量繁重。而由于混凝土的离散性较大,一组试件往往需要进行多次试验,如果逐个的对混凝土试件施加持久损伤荷载,则试验的工作量非常巨大。而采用多个试件同时测试,可以减少试验装置的套数和工作量。
[0019]④不能对混凝土试件施加持久的轴心荷载。目前的对混凝土试件施加轴心受拉的试验,大多是一次性的破坏试验。

【发明内容】

[0020]本发明要解决的技术问题之一,在于提供一种对多个混凝土试件施加持久轴拉荷载的试验装置,降低了试验的工作量;而且能够快速拆除,周转使用。
[0021]本发明问题之一是这样实现的:一种对多个混凝土试件施加持久轴拉荷载的试验装置,所述试验装置包括:至少三个反力架、一上横梁、一加载分配梁、多个串接连接杆、至少两个螺纹连接杆、四个限位扣件、一齿轮式千斤顶、一压力传感器、以及一压力传感器读数仪;所述三个反力架并排平行设置,所述上横梁架设在三个反力架的顶部;所述螺纹连接杆穿过上横梁后通过螺母进行固定,且螺纹连接杆位于相邻两个反力架的中间;所述螺纹连接杆吊住多个的混凝土试件,形成一个混凝土试件串,所述螺纹连接杆尾部与混凝土试件串中第一个混凝土试件连接,相邻两个混凝土试件之间通过所述串接连接杆连接,混凝土试件串中最后一个混凝土试件通过串接连接杆与所述加载分配梁上的卡口连接;所述加载分配梁横向架设于三个反力架的下梁杆下方,中间的反力架的下梁杆底部与加载分配梁之间设置所述齿轮式千斤顶;两两限位扣件焊接于加载分配梁两端的上翼缘;所述压力传感器设置于齿轮式千斤顶上,所述压力传感器读数仪与所述压力传感器连接。
[0022]进一步的,所述分配梁限位装置包括两个结构相同,且对称设置的限位组件,所述限位组件包括:两个带凹槽的立杆、两个滑轮、和一压杆;所述限位扣件套设在立杆上,所述压杆架设在两个限位扣件之间,所述加载分配梁位于压杆下方,且位于两个立杆之间;所述加载分配梁的两侧安装所述滑轮,并让滑轮在分配梁限位装置中的竖向立杆的凹槽中运动。
[0023]进一步的,所述混凝土试件包括一试件模、两个连接卡槽以及一十字形卡槽式固定架;所述两个连接卡槽对称设置于试件模内;所述连接卡槽包括依次设置的带卡口的钢板层、结构胶层以及预制混凝土层;所述十字形卡槽式固定架包括一长边和一短边,所述短边两端部均设置一卡槽,长边两端部均设置有两个前后设置的卡槽;所述短边的两个卡槽与试件模的左右两壁连接,所述长边的两个前卡槽与试件模的前后两壁连接,长边的两个后卡槽将连接卡槽进行固定限位在试件模内。
[0024]进一步的,所述加载分配梁为“工”字型。
[0025]进一步的,所述螺纹连接杆的尾部设置有“一”字型限位条。
[0026]进一步的,所述串接连接杆的前后两端均设置有“一”字型限位条。
[0027]本发明要解决的技术问题之二,在于提供一种对多个混凝土试件施加持久轴拉荷载的试验方法,该方法中的试验装置能进行快速拆除,能进行周转使用;该方法减少了对混凝土试件施加持久轴拉损伤荷载的工作量。
[0028]本发明问题之二是这样实现的:一种对多个混凝土试件施加持久轴拉荷载的试验方法,所述方法需提供一试验装置,该试验装置包括:至少三个反力架、一上横梁、一加载分配梁、多个串接连接杆、至少两个螺纹连接杆、一分配梁限位装置、四个限位扣件、一齿轮式千斤顶、一压力传感器、以及一压力传感器读数仪;
[0029]所述方法具体包括如下步骤:
[0030]步骤1、制作多个早龄期的混凝土试件;
[0031]步骤2、安装所述实验装置,并对各个混凝土试件施加拉力;该步骤2具体为:将螺纹连接杆与反力架顶部的上横梁连接,连接方式是通过在上横梁的上、下预留孔,螺纹连接杆穿过后一端通过螺母固定,并利用螺母来调节左右两边混凝土试件串的高度使加载分配梁保持水平,螺纹连接杆另一端与混凝土试件中的连接卡槽连接,来吊住混凝土试件;各混凝土试件之间通过串接连接杆与所述的连接卡槽连接,形成一个混凝土试件串,并通过调
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