一种粘结滑移性能检测装置及钢筋开槽、应变片防护方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及土木工程粘结滑移性试验领域，具体涉及一种粘结滑移性能检测装置及钢筋开槽、应变片防护方法，特别是混凝土试件在盐冻循环或加速锈蚀后的钢筋混凝土粘结锚固性能测试。
【背景技术】
[0002]粘结滑移性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、梁式实验以及轴拉试验。拉拔试验试件制作简单及试验结果便于分析。因此长期以来用其作为对钢筋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Φ(χ)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:(1)传统钢筋开槽方法对钢筋强度削弱较大，且开槽之后灌注高强度胶后，钢筋整体性较差；(2)试件加载端滑移量的测量结果不准确；(3)目前常用的拉拔装置实验操作过程较为耗时，不高效；(4)目前钢筋粘结应力的测得须借助钢筋内部粘贴的应变片，如何防止试件在冻融循环作用下以及钢筋加速锈蚀后应变片的失效一直是困扰研究人员的难题。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是提供一种粘结滑移性能检测装置，特别是针对冻融循环后以及钢筋加速锈蚀后钢筋混凝土的粘结锚固应力及加载端，自由端滑移量的检测装置。
[0004]为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是:一种粘结滑移性能检测装置，包括电脑、应变采集仪、外框架、内框架、万能试验机横梁压头，内框架与外框架的外框架顶板之间连接，内框架能够在外框架顶板上沿垂直方向滑动，内框架内设有试件，试件中设有垂直方向的钢筋，钢筋底端与内框架的内框架底板固定连接；
钢筋与外框架顶板接触位置设有位移计，试件顶端也设有位移计；
内框架顶板上方设有万能试验机横梁压头；
试件内的一段钢筋上设有应变片，应变片与位移计通过导线与应变采集仪连接，应变采集仪与电脑连接。
[0005]优选的方案中，所述的外框架顶板上设有开槽，开槽内设有钢垫板，钢垫板上设有开孔，钢筋穿过开孔，与内框架底板通过螺帽固定连接。
[0006]优选的方案中，所述的钢垫板上还设有位移计固定孔，位移计穿过位移计固定孔并与试件底面接触。
[0007]优选的方案中，所述的试件底端设有加载端固定装置，加载端固定装置上设有锁紧刀口，锁紧刀口通过锁紧螺栓固定在试件底端露出的钢筋上。
[0008]优选的方案中，所述的试件顶端设有自由端固定装置，自由端固定装置用于固定位于试件顶端的位移计，并使顶端的位移计与试件上端面接触。
[0009]优选的方案中，所述的外框架顶板上设有通孔，内框架的内框架立柱穿过通孔，通孔位置设有导向管。
[0010]优选的方案中，所述的内框架的内框架顶板上设有内框架顶板凸台，万能试验机横梁压头与内框架顶板凸台垂直对齐。
[0011]—种用于钢筋混凝土粘结滑移性检测的钢筋开槽方法，包括以下步骤:
一、将埋入试件的钢筋分成两段，分别为开槽钢筋和不开槽钢筋，开槽钢筋的两端分别车出螺纹，并沿纵肋轴线均匀剖开分为两半，两半钢筋之间通过第一套筒和第二套筒连接，并使开槽段闭合，在开槽段内灌注环氧树脂胶。
[0012]二、不开槽钢筋两端车出螺纹，一端螺纹通过第二套筒与开槽钢筋的粘结段固定，另一端车螺纹能够与检测装置中的螺帽螺纹连接。
[0013]优选的方案中，所述的开槽段为3cmX6cm的矩形凹槽，开槽段一端开至钢筋端头，另一端与钢筋另一端之间留设一定距离。
[0014]—种用于钢筋混凝土粘结滑移性检测的应变片防损方法，其特征在于包括以下步骤:
一、在应变片表面涂抹705硅胶。
[0015]二、将应变片等间距粘贴在钢筋的开槽段内。
[0016]三、将与应变采集仪连接的导线一端穿过开槽段，利用超细的航空导线将导线与应变片焊接。
[0017]四、在钢筋开槽段内灌注环氧树脂。
[0018]五、截取与试件外部钢筋等长的PVC管，PVC管一端套设橡胶堵头，并用水中胶进行粘接，以防止钢筋锈蚀。
[0019]六、钢筋自由端套接PVC直接接头，并用水中胶进行粘接，防止钢筋在冻融循环中锈蚀。
[0020]七、将制作好的密封PVC套管套在钢筋加载端的第二套管上以及钢筋自由端的第一套筒上，作为钢筋的无粘接段，并在套管与钢筋之间涂抹水中胶做防水处理。
[0021]本发明提供了一种粘结滑移性能检测装置及钢筋开槽、应变片防护方法，通过采用上述结构及方式，对开槽方案进行改进后，使钢筋开槽后采用第一套筒、第二套筒及开槽段内灌注环氧树脂胶使劈开的钢筋闭合后的整体性得到大幅度提升；开槽段一端与钢筋一端端头留有一定距离避免了同一个截面上钢筋有效面积过小而导致钢筋先于粘结破坏而屈服，造成试验失败；通过应变片防水防冻方案的改进使钢筋内应变片得到充分保护；加载装置采用内框架和外框架的结构，可以将位移计紧密固定在试件自由端和加载端处，且加载端固定装置采用锁紧及顶部刀口设计可以使加载端固定装置固定于钢筋根部从而使位移计间接固定在混凝土试件加载端钢筋根部的一点处，使得加载端滑移量测量值足够精确；加载装置的独特设计使钢筋混凝土试件在加载面覆盖钢板及安装好加载端固定装置、自由端固定装置及位移计后，可直接整体穿过拉拔装置外框架顶板搁置在外框架顶板上，然后拧紧圆盘螺帽即可开始试验，此装置在安装试件方面可大大节省时间，提高效率。
【附图说明】
[0022]下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明:
图1为本发明的立面结构示意图。
[0023]图2为本发明的外框架顶板俯视结构示意图。
[0024]图3为本发明的钢垫板俯视结构示意图。
[0025]图4为本发明的加载端固定装置的立面结构示意图。
[0026]图5为本发明的加载端固定装置的俯视结构示意图。
[0027]图6为本发明的试件及钢筋结构示意图。
[0028]图7为本发明的开槽钢筋结构示意图。
[0029]图8为本发明的不开槽钢筋结构示意图。
[0030]图中:电脑I，应变采集仪2，加载端固定装置3，位移计4，导向管5，外框架6，自由端固定装置7，应变片8，螺帽9，内框架10，钢垫板11，锁紧螺栓12，外框架顶板13，试件14，钢筋15，锁紧刀口 16，万能试验机横梁压头17，第一位移计通孔18，位移固定孔19，开槽20，内框架顶板101，内框架底板102，内框架立柱103，内框架顶板凸台104，第一套筒21，第二套筒22，开槽段23，粘结段24，PVC管25，开孔26，开槽钢筋27，不开槽钢筋
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【具体实施方式】
[0031 ] 如图中，一种粘结滑移性能检测装置，包括电脑1、应变采集仪2、外框架6、内框架10、万能试验机横梁压头17，其特征是:内框架10与外框架6的外框架顶板13之间连接，内框架10能够在外框架顶板13上沿垂直方向滑动，内框架10内设有试件14，试件14中设有垂直方向的钢筋15，钢筋15底端与内框架10的内框架底板102固定连接；
钢筋15与外框架顶板13接触位置设有位移计4，试件14顶端也设有位移计4 ;
内框架顶板101上方设有万能试验机横梁压头17 ;
试件14内的一段钢筋15上设有应变片8，应变片8与位移计4通过导线与应变采集仪2连接，应变采集仪2与电脑I连接。
[0032]优选的方案中，所述的外框架顶板13上设有开槽20，开槽20内设有钢垫板11，钢垫板11上设有开孔26，钢筋15穿过开孔26，与内框架底板102通过螺帽9固定连接。设计钢垫板11的目的，是为了保证混凝土试件有足够的受力面积，外框架顶板13中间设置的开槽，是为了试件在安装过程中更加方便快捷。
[0033]优选的方案中，所述的钢垫板11上还设有位移计固定孔19，位移计4穿过位移计固定孔19并与试件14底面接触。
[0034]优选的方案中，所述的试件14底端设有加载端固定装置3，加载端固定装置3上设有锁紧刀口 16，锁紧刀口 16通过锁紧螺栓12固定在试件14底端露出的钢筋15上。通过此结构的改进，可以极大地减少非锚固区段钢筋变形伸长的影响，大大提高了钢筋加载端滑移量的精度。
[0035]优选的方案中，所述的试件14顶端设有自由端固定装置7，自由端固定装置7用于固定位于试件14顶端的位移计4，并使顶端的位移计4与试件14上端面接触。采用上述两条方案中所述的结构，试件在加载端钢筋插入钢垫板11后安装加载端固定装置3及位移计4，钢筋自由端安装自由端固定装置7及位移计4后即可将试件放入外框架顶板13的方孔内，接好线后，即可开始试验。和其他许多拉拔装置相比，该装置在安装试件方面十分方便、快捷，节省了大量时间及人力。
[0036]优选的方案中，所述的外框架顶板13上设有通孔18，内框架10的内框架立柱103穿过通孔18，通孔18位置设有导向管5。由此结构，使内框架10在