纤维增强水泥基复合材料板式试件轴心拉伸试验夹具的制作方法

本实用新型涉及水泥基材料拉伸试验夹具技术领域，特别涉及一种纤维增强水泥基复合材料板式试件轴心拉伸试验夹具。

背景技术：

高韧性水泥基复合材料ecc(engineeredcementitiouscomposite)是上世纪九十年代开始发展起来的一种新型建筑材料，这种新材料强调高延性，具有远高于混凝土材料的极限拉应变，典型ecc材料极限拉应变能够达到混凝土材料的200倍以上。目前，ecc材料还处于发展阶段，在对其进行研究和改进的过程中，需要测试其抗拉性能，但水泥基材料直接拉伸测试较难实现，对混凝土来说，《混凝土结构设计规范》规定使用劈裂试验代替直接拉伸试验换算得到材料的抗拉强度，但劈裂试验只能得到抗拉强度，无法测出其拉应变，因而无法满足关注变形的ecc材料测试，ecc材料的受拉行为研究必须通过直接拉伸试验得出。

在对于ecc材料抗拉性能研究方面，目前国际上分为两派，一派是在美国流行的薄板试件拉伸测试，另一派是在日本流行的哑铃型试件测试。这两种试验方案都有其各自的优缺点，由于ecc材料独特的应变硬化特性，使用两端截面增大的哑铃型试件，也无法避免其在截面增大的非测试区域形成裂缝。板式构件则无法像哑铃试件一样套入反力装置中，使用带有万向节的电子拉伸试验机进行试验，只能由试验机夹头夹住后进行拉伸，因此无法克服偏心弯矩造成的应力分布不均匀的问题。

对于ecc板式试件来说，使用试验机夹紧前通常会在夹紧区域内黏贴frp布与金属片进行端部加强，以防试验过程中试件端部被直接夹碎。由于外贴加强片后表面平行度可能存在偏差，且试验机夹头对中可能不精确，故试件夹紧后会由于微小的初始偏差会在端部形成初始弯矩，存在初始弯矩的试件加拉伸载荷后截面形成偏心受拉的应力状态，即应力分布一边偏大，另一边偏小，由于弯矩大小随试件轴向线性分布，反弯点位于中点，弯矩为零，两端弯矩最大，因此偏心受拉越靠近试件两端越明显，这会造成板式构件受拉试验总会在端部发生破坏，因此需要一种方式消除板式构件的初始弯矩，做到轴拉试验中试件全截面应力均匀分布。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本实用新型的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种纤维增强水泥基复合材料板式试件轴心拉伸试验夹具，从而克服现有拉伸试验夹具无法克服偏心弯矩造成的应力分布不均匀的缺点。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种纤维增强水泥基复合材料板式试件轴心拉伸试验夹具，包括两个夹紧装置，两个所述夹紧装置对称的设置于试件的上下两端，每个所述夹紧装置包括：两个夹板，两个该夹板前后相对分布，且两个该夹板的外端的中部均开设有一个第一连接孔，两个所述第一连接孔通过一连接杆连接；以及拉杆，其呈u形状分布，该拉杆位于两个所述夹板之间且穿设在所述连接杆上，该拉杆的开口端朝外设置且与试验机连接。

优选地，上述技术方案中，所述连接杆包括第一螺栓和第一螺母，所述第一螺栓依次穿过两个所述第一连接孔并与所述第一螺母连接。

优选地，上述技术方案中，每个所述夹紧装置的两个所述夹板的外端的内侧面均向内凸设有一凸台，且每个所述夹板的所述第一连接孔开设于所述凸台上。

优选地，上述技术方案中，每个所述夹紧装置的两个所述夹板的左右两端自下至上均匀的设置有若干个第二连接孔，且两个所述夹板上对应的两个所述第二连接孔通过第二螺栓和第二螺母紧固连接。

优选地，上述技术方案中，所述试件的上下两端分别粘贴有加强片，每个所述夹板的里端的内侧面向内凸设有凸块，所述凸块呈开口朝里的v形状分布，且所述凸块的厚度不大于所述加强片的厚度，每个所述夹板的所述凸块抵靠在所述加强片的端面上。

优选地，上述技术方案中，每个所述夹紧装置还包括一个位移计架，所述位移计架呈l形状分布，所述位移计架的垂直端通过螺栓与对应的所述夹紧装置的两个所述夹板连接。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

1.本实用新型的夹紧装置包括两个夹板和拉杆，两个夹板用于夹紧试件的端部，拉杆呈u形状分布且穿设在连接杆上，使用时，将两个夹紧装置对称的设置于试件的上下两端，通过夹板夹紧试件的端部，拉杆的弯曲端通过连接杆与两个夹板连接，开口端与试验机连接，以使拉杆与夹板之间为点接触连接，当拉杆受到拉力作用时，不传递弯矩，只传递轴力，能够实现万向铰的功能，消除板式试件直接夹紧会产生的偏心受拉问题。

2.本实用新型的每个夹板的里端的内侧面向内凸设有凸块，凸块呈开口朝里的v形状分布，以使位于试件上端的两个夹板的凸块的顶部抵靠在加强片的底部的端面上，位于试件下端的两个夹板的凸块的底部抵靠在加强片的顶部的端面上，通过试验机的拉伸，既能够防止试件与夹板之间发生相对滑动，又能进一步保证试件受到的拉力是通过几何形心轴的轴向拉力，提高试验效果。

附图说明

图1是根据本实用新型的纤维增强水泥基复合材料板式试件轴心拉伸试验夹具的结构示意图。

图2是根据本实用新型的图1的左视示意图

图3根据本实用新型的夹板的结构示意图。

图4是根据本实用新型的图3的左视示意图。

图5是根据本实用新型的拉杆的结构示意图。

图6是根据本实用新型的位移计架的结构示意图。

主要附图标记说明：

1-拉杆，2-试件，3-夹板，3-1-第一连接孔，3-2-凸台，3-3-第二连接孔，3-4-凸块，4-第二螺母，5-第二螺栓，6-第一螺母，7-第一螺栓，8-位移计架，8-1-第三连接孔，8-2-第一连接板，8-3-第二连接板。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本实用新型的保护范围并不受具体实施方式的限制。

除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。

图1至图6显示了根据本实用新型优选实施方式的一种纤维增强水泥基复合材料板式试件轴心拉伸试验夹具的结构示意图，该夹具包括两个夹紧装置，两个夹紧装置对称的设置于试件2的上下两端，即试件2的上下两端分别通过一夹紧装置与试验机连接，通过试验机对试件2进行拉伸试验。参考图1至图6，每个夹紧装置包括两个夹板3以及拉杆1，两个夹板3前后相对分布，用于夹紧试件2，且两个夹板3的外端的中部均开设有一个第一连接孔3-1，两个第一连接孔3-1通过一连接杆连接，即位于试件2上端的两个夹板3的上端的中部均开设有一个第一连接孔3-1，两个第一连接孔3-1通过一连接杆连接；位于试件2下端的两个夹板3的下端的中部均开设有一个第一连接孔3-1，两个第一连接孔3-1通过一连接杆连接；拉杆1呈u形状分布，拉杆1位于两个夹板3之间且穿设在连接杆上，拉杆1的开口朝外设置且与试验机连接，即位于试件2上端的拉杆1的开口端朝上设置且与试验机连接，位于试件2的下端的拉杆1的开口端朝下设置且与试验机连接。使用时，将两个夹紧装置对称的设置于试件2的上下两端，通过夹板3夹紧试件2的端部，拉杆1的弯曲端通过连接杆与两个夹板3连接，开口端与试验机连接，以使拉杆1与夹板3之间为点接触连接，当拉杆1受到拉力作用时，不传递弯矩，只传递轴力，能够实现万向铰的功能，消除板式试件2直接夹紧会产生的偏心受拉问题，简化结构。

参考图1和图2，优选地，每个夹紧装置的连接杆包括第一螺栓7和第一螺母6，第一螺栓7依次穿过两个第一连接孔3-1并与第一螺母6连接，以便于连接杆的拆装。

参考图3和图4，优选地，每个夹紧装置的两个夹板3的外端的内侧面均向内凸设有一凸台3-2，即位于试件2上端的两个夹板3的上端的内侧面均向内凸设有一凸台3-2，位于试件2下端的两个夹板3的下端的内侧面均向内凸设有一凸台3-2，且每个夹板3的第一连接孔3-1开设于凸台3-2上，以提高夹板3与连接杆和拉杆1连接的强度，便于试件2的拉伸试验的进行。

参考图3和图4，优选地，每个夹紧装置的两个夹板3的左右两端自下至上均匀的设置有若干个第二连接孔3-3，且两个夹板3上对应的两个第二连接孔3-3通过第二螺栓5和第二螺母4紧固连接，通过旋转第二螺母4，即可控制两个夹板3的夹紧和松开。其中，位于试件2上端的两个夹板3的第二连接孔3-3均设置于凸台3-2的下方，且均设置于试件2的外侧；位于试件2下端的两个夹板3的第二连接孔3-3均设置于凸台3-2的上方，且均设置于试件2的外侧，以便于试件2的拆装。

参考图1至图4，优选地，试件2的上下两端分别粘贴有加强片，每个夹板3的里端的内侧面向内凸设有凸块3-4，凸块3-4呈开口朝里的v形状分布，且凸块3-4的厚度不大于加强片的厚度，每个夹板3的凸块3-4抵靠在加强片的端面上，即位于试件2上端的两个夹板3的下端的内侧面均向内凸设有凸块3-4，且凸块3-4呈开口朝下v形状分布，每个夹板3的凸块3-4的顶部凸起抵靠在加强片的底面上；位于试件2下端的两个夹板3的上端的内侧面均向内凸设有凸块3-4，且凸块3-4呈开口朝上的v形状分布，每个夹板3的凸块3-4的底部凸起抵靠在加强片的顶面上，以防止试件2与夹板3之间发生相对滑动，进一步保证试件2受到的拉力是通过几何形心轴的轴向拉力。

参考图2和图6，优选地，每个夹紧装置还包括位移计架8，位移计架8呈l形状分布，且位移计架8的垂直端通过螺栓与对应的夹紧装置的两个夹板3连接。其中，每个位移计架8包括第一连接板8-2和第二连接板8-3，第一连接板8-2的下端与第二连接板8-3的上端连接，第一连接板8-2通过螺栓与对应的夹紧装置的两个夹板3连接，即位移计架8的第一连接板8-2的左右两端分别开设有第三连接孔8-1，第三连接孔8-1与夹板3的第二连接孔3-3对应设置，安装时，通过第二螺栓5依次穿过两个夹板3的第二连接孔3-3和第一连接板8-2的第三连接孔8-1，并通过第二螺母4紧固连接即可。两个位移计架8分别安装于一个夹紧装置的两个夹板3上，以使位移计架8与夹具刚性连接，且将两个位移计架8对称的设置于试件2的上下两端，以便于将位移计安装于两个位移计架8之间，使位移计的位移量与试件2的伸长量完全一致，保证测量结果的准确性。

采用本实用新型的夹具的拉杆1与两个夹板3之间为点接触连接，能够只传递轴力，不传递弯矩，从而实现万向铰的功能，消除了板式试件2直接夹紧会产生的偏心受拉问题，结构简单；每个夹板3的v形状的凸块3-4既能防止试件2与夹板3之间发生相对滑动，又能进一步保证试件2受到的拉力是通过几何形心轴的轴向拉力，提高试验效果。

前述对本实用新型的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本实用新型限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本实用新型的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本实用新型的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本实用新型的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。