专利名称：偏心受压钢筋混凝土柱承压试验装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于建筑结构试验技术领域，尤其涉及一种适用于测试偏心 受压的锈蚀钢筋混凝土柱的承载力和刚度退化情况的试验装置。
背景技术：
目前，测试钢筋混凝土待测钢筋混凝土柱的受压性能通常在长柱试验机 或钢结构反力架试验台上进行， 一般采用载荷传感器测压力，采用位移传感 器测待测钢筋混凝土柱的纵向和横向变形，采用应变计测试试件截面应变情 况。对于偏心受压的锈蚀钢筋混凝土柱，由于混凝土保护层锈胀开裂，采用 通常的测试装置定位、安装和调节较为困难，另一方面，不能获得理想的测 试结果，具体表现为测得的纵向位移中含有钢架变形误差，仅沿试件截面 高度方向粘贴的应变计不能准确测得锈损截面的应变情况。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种能够方便试件定位、安装和调节，并且达 到理想测试精度的偏心受压钢筋混凝土柱承压试验装置。
为了达到上述目的，本实用新型偏心受压钢筋混凝土柱承压试验装置， 包括相互连接的载荷施加装置和载荷传感器，待测钢筋混凝土柱安装在上下 两刀铰支座之间，位移传感器和应变计根据需要安装于待测钢筋混凝土柱表 面，位移传感器、应变计和载荷传感器与数据采集系统连接，其特征在于 安装于待测钢筋混凝土柱跨中锈蚀段纵向位置的位移传感器固定在定轴转动 支座上，所述定轴转动支座由上下两连接件通过滚珠轴承连接构成，以消除 由试件跨中锈蚀段两端截面相对转角而引起的纵向位移误差。
进一步地，所述定轴转动支座的上连接件中设有一空腔，安装于待测钢 筋混凝土柱跨中锈蚀段纵向位置的位移传感器通过一螺钉固定在所述空腔 中。进一步地，上述待测钢筋混凝土柱下端安装在柱脚调节固定装置中，所 述柱脚调节固定装置由一矩形框架和一底板组成，在所述矩形框架的四周设 有若干锁紧螺栓，在所述底板的四角各设一顶升螺栓。
优选地，上述待测钢筋混凝土柱中部的三个侧面上设有应变计；其中， 沿待测钢筋混凝土柱截面高度方向设有5片应变计，在待测钢筋混凝土柱两 个截面宽度方向各设有1片应变计。
优选地，上述上刀铰支座固定在载荷传感器上，所述下刀狡支座固定在 柱脚调节固定装置上。
优选地，上述待测钢筋混凝土柱由电化学加速锈蚀方法制得，也可以从 实际工程中截取而来。
本实用新型由于采用了上述的技术方案，使之与现有技术相比，具有以 下的优点和积极效果
本实用新型偏心受压钢筋混凝土柱承压试验装置将常见的位移传感器固 定支座改进为定轴转动支座，消除了由试件跨中锈蚀段两端截面相对转角而 引起的纵向位移误差，大大提高了测量的精度；另外，设计支座了柱脚调节 固定装置，采用钢板与角钢焊接成型，并且设置了锁紧螺栓和顶升螺栓，大 大方便了试验过程中试件的定位、安装和调节；在待测钢筋混凝土柱中部的 三个侧面上设有应变计，可以更为准确地测得锈蚀混凝土截面的应变情况， 提高了测量的精度，减小了测量误差。
通过以下对本实用新型的实施例并结合其附图的描述，可以进一步理解 本实用新型的目的、具体结构特征和优点。其中，附图为 图1是本实用新型较佳实施例安装后的装备示意图。 图2是柱脚调节固定装置13的俯视图。
图3是图2的1-1剖面图。 图4是图2的2-2剖面图。
图5是应变计9在待测钢筋混凝土柱三个侧面的布置示意图。
图6是位移传感器12在待测钢筋混凝土柱两个侧面的布置示意图。
图7是定轴转动支座11的剖面图(正视)。图8是定轴转动支座11的剖面图(侧视)。
图9是采用不同支座安装位移传感器10时的测量分析原理图。
图中1.待测钢筋混凝土柱,2.钢结构反力架,3.数据采集系统，4.分离式液 压千斤顶，5.荷载传感器,6.刀铰支座,7.垫板,8.位移传感器,9.应变计,10.位移传 感器,11.定轴转动支座,12.位移传感器，13.柱脚调节固定装置，14.刀铰支座，15. 液压泵站，16.上连接件，17.下连接件，18.滚珠轴承，19.空腔，20.螺钉，21.矩 形框架，22.底板，23.锁紧螺栓,24.顶升螺栓。
具体实施方式
如图1所示，本较佳实施例偏心受压钢筋混凝土柱承压试验装置，包括 相互连接的载荷施加装置和载荷传感器5，载荷施加装置由液压泵站15、液 压千斤顶4组成，液压千斤顶4安装在钢结构反力架试验台2上，待测钢筋 混凝土柱1安装在上下两刀铰支座6和14之间，位移传感器8、 10、 12和应 变计9安装于待测钢筋混凝土柱1表面，位移传感器8、 10、 12和载荷传感 器5、应变计9均与数据采集系统3连接，安装于待测钢筋混凝土柱1跨中 锈蚀段纵向位置的位移传感器10固定在定轴转动支座11上。上刀铰支座6 固定在载荷传感器5上，下刀铰支座14固定在柱脚调节固定装置上。
其中，待测钢筋混凝土柱1为锈蚀钢筋混凝土柱，可以是从实际工程中 截取的构件，也可以是由电化学加速锈蚀等其他方法获得的构件。钢结构反 力架试验台2为型钢和钢板等悍接而成的刚架，能提供试验所需的反力即可， 也可以是长柱试验机等类似设备。数据采集系统3由电脑中安装的软件进行 自动记录电阻应变仪所获得的应变计读数和位移传感器的读数，也可人工读 数，其接线方式有全桥、半桥及1/4桥等方式。分离式液压千斤顶4、液 压泵站15配合钢结构反力架试验台2，可给待测钢筋混凝土柱1施加载荷。 荷载传感器5将液压千斤顶4所提供的荷载转换为电信号，传至数据采集系 统3。刀铰支座6和14用于安装待测钢筋混凝土柱1，使待测钢筋混凝土柱 l两端形成铰节点，并且能够精确确定偏心距e。垫板7采用钢材制作，可用 于保护混凝土柱端，防止局部受压破坏。
其中，位移传感器8用于测量待测钢筋混凝土柱1的侧向挠度，位移传 感器10安装在定轴转动支座11上，用于辅助测量锈蚀钢筋混凝土待测钢筋混凝土柱的截面应变情况和刚度退化情况，位移传感器12用于测量待测钢筋 混凝土柱l的纵向变形。
待测钢筋混凝土柱1下端安装在柱脚调节固定装置13中，图2、图3和 图4为本实用新型所设计的柱脚调节固定装置13,由一矩形框架21和一底 板22组成，在矩形框架21的四周设有若干锁紧螺栓23，在底板22的四角 各设一顶升螺栓24。四边备置的锁紧螺栓23用于调节固定待测钢筋混凝土 柱l，四角的顶升螺栓24用于定位、安装和调节，可使试验过程方便易行， 并且能保证测试精度。
如图5所示，应变计9用于测量待测钢筋混凝土柱1跨中截面的应变变 化情况。待测钢筋混凝土柱l中部的三个侧面上设有应变计9;其中，沿待 测钢筋混凝土柱1截面高度方向设有5片应变计9，在待测钢筋混凝土柱1 两个截面宽度方向各设有1片应变计9，从而能够更为准确地测得锈损混凝 土柱1截面的应变情况。
参见图1，首先根据待测钢筋混凝土柱1的高度、分离式液压千斤顶4 的高度和行程范围、荷载传感器5的高度等纵向尺寸，调节钢结构反力架试 验台2的横梁安装高度，然后将粘贴好应变计9的待测钢筋混凝土柱1安装 在柱脚调节固定装置13中，由吊车移动到钢结构反力架试验台2的下方，安 装刀铰支座6和14，接着安装位移传感器8、 10和12，并且连线到数据采集 系统3，最后调节柱脚调节固定装置13可以非常方便地达到准确安装的目的。
图6是位移传感器12在待测钢筋混凝土柱1的两个侧面布置示意图。两 只位移传感器12所测得的数据的平均值作为待测钢筋混凝土柱1的纵向位移 值/\，与荷载传感器5所测得的荷载P进行组合，可以获得试验曲线(尸一 Zl曲线)。由于测量待测钢筋混凝土柱1纵向位移的2个位移传感器12安装 在待测钢筋混凝土柱下端的刀口支座14上，测点固定在待测钢筋混凝土柱上 端的刀口支座6上，从而消除了钢结构反力架试验台2变形对所测纵向位移 的影响。
图7和图8所绘制的是定轴转动支座11的剖面图。定轴转动支座11由 上连接件16和下连接件17通过滚珠轴承18连接构成。定轴转动支座11的 上连接件16中设有一空腔19，安装于待测钢筋混凝土柱1跨中锈蚀段纵向 位置的位移传感器10通过一螺钉20固定在空腔19中。采用定轴转动支座11固定位移传感器IO，可消除由待测钢筋混凝土柱1跨中锈蚀段两端截面相 对转角而引起的纵向位移误差，从而更精确地测量获得锈蚀钢筋混凝土待测 钢筋混凝土柱的截面应变情况和刚度退化情况。具体原理分析可见图9。
图9是采用不同支座安装位移传感器10时的测量分析原理图，结合图1
可知待测钢筋混凝土柱1跨中锈蚀段两端截面的初始距离为AC，采用不
锈钢丝连接C点与位移传感器10的滑针的端点B，分析过程中假定不锈钢 丝的长度不变，即BC-B,C产B2d。试验应测量线段AC与Ad的差值。当 采用固定支座安装位移传感器10时，位移传感器10不可能随着不锈钢丝移 动而产生转动，滑针端点B移动到B!点，数据采集系统3记录的是BBJ勺 长度；若采用本实用新型所设计的定轴转动支座11安装位移传感器10时， 位移传感器10随着不锈钢丝移动而产生转动，即B点转动到B3点，滑针端 点B3移动到B2点，数据采集系统3记录的是B3B2的长度，该值是试验所需 测量的精确值，消除了待测钢筋混凝土柱1跨中锈蚀段A、 C两端截面相对 转角而引起的纵向位移误差。
虽然本实用新型已依据较佳实施例在上文中加以说明，但这并不表示本 实用新型的范围只局限于上述的结构，只要被本实用新型的权利要求所覆盖 的结构均在保护范围之内。本技术领域的技术人员在阅读上述的说明后可很 容易地发展出的等效替代结构，在不脱离本实用新型之精神与范围下所作之 均等变化与修饰，皆应涵盖于本实用新型专利范围之内。
权利要求1. 一种偏心受压钢筋混凝土柱承压试验装置，包括相互连接的载荷施加装置和载荷传感器，待测钢筋混凝土柱安装在上下两刀铰支座之间，位移传感器和应变计根据需要安装于待测钢筋混凝土柱表面，位移传感器、应变计和载荷传感器与数据采集系统连接，其特征在于安装于待测钢筋混凝土柱跨中锈蚀段纵向位置的位移传感器固定在定轴转动支座上，所述定轴转动支座由上下两连接件通过滚珠轴承连接构成。
2. 如权利要求1所述的偏心受压钢筋混凝土柱承压试验装置，其特征在 于所述定轴转动支座的上连接件中设有一空腔，安装于待测钢筋混凝土柱 跨中锈蚀段纵向位置的位移传感器通过一螺钉固定在所述空腔中。
3. 如权利要求1或2所述的偏心受压钢筋混凝土柱承压试验装置，其特 征在于所述待测钢筋混凝土柱下端安装在柱脚调节固定装置中，所述柱脚 调节固定装置由 一矩形框架和一底板组成，在所述矩形框架的四周设有若干 锁紧螺栓，在所述底板的四角各设一顶升螺栓。
4. 如权利要求1或2所述的偏心受压钢筋混凝土柱承压试验装置，其特征在于所述待测钢筋混凝土柱中部的三个侧面上设有应变计；其中，沿待 测钢筋混凝土柱截面高度方向设有5片应变计，在待测钢筋混凝土柱两个截 面宽度方向各设有1片应变计。
5. 如权利要求3所述的偏心受压钢筋混凝土柱承压试验装置，其特征在 于所述上刀铰支座固定在载荷传感器上，所述下刀铰支座固定在柱脚调节 固定装置上。
6. 如权利要求1或2所述的偏心受压钢筋混凝土柱承压试验装置，其特征在于所述待测钢筋混凝土柱由电化学加速锈蚀方法制得。
专利摘要本实用新型属于建筑结构试验技术领域，尤其涉及一种适用于测试偏心受压的锈蚀钢筋混凝土柱的承载力和刚度退化情况的试验装置，该装置包括相互连接的载荷施加装置和载荷传感器，待测钢筋混凝土柱安装在上下两刀铰支座之间，位移传感器和应变计根据需要安装于待测钢筋混凝土柱表面，位移传感器、应变计和载荷传感器与数据采集系统连接，安装于待测钢筋混凝土柱跨中锈蚀段纵向位置的位移传感器固定在定轴转动支座上，定轴转动支座由上下两连接件通过滚珠轴承连接构成，以消除由试件跨中锈蚀段两端截面相对转角而引起的纵向位移误差。本实用新型提供了一种能够方便试件定位、安装和调节，并且达到理想测试精度的偏心受压钢筋混凝土柱承压试验装置。
文档编号G01N3/00GK201314882SQ20082015713
公开日2009年9月23日 申请日期2008年12月16日 优先权日2008年12月16日
发明者健 伏, 周桂香, 晔 姜, 朱慈勉, 蒋凤昌, 薛剑胜, 赵英豪 申请人:江苏省第一建筑安装有限公司