碳纤维布双剪试验的实验加载装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型为一种碳纤维布双剪试验的实验加载装置，包括用于双剪试验的混凝土试块以及用于加载荷载的千斤顶，千斤顶的第一端连有力传感器，千斤顶通过力传感器连接混凝土试块；千斤顶的第二端通过用于根据加载荷载自动调节的固定铰支座连接至用于辅助双剪试验的横卧钢柱上；混凝土试块的至少一组相对侧壁面上粘接有碳纤维布，且碳纤维布朝向横卧钢柱方向延伸并定位于横卧钢柱上。本实用新型碳纤维布双剪试验的实验加载装置，可以大大提高实验效率，且节省实验经费。整个加载装置可以移动，从而保证剪切力在碳纤维布的粘贴面内，使得碳纤维布发生纯剪切破坏。也可用于其他纤维布材料的界面粘结性能试验中。实验可在任何场地中进行。
【专利说明】
碳纤维布双剪试验的实验加载装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及FRP与混凝土界面粘结性能的实验技术领域，尤其涉及碳纤维布双剪试验的实验加载装置。【背景技术】
[0002]现有的FRP(Fiber Reinforced Polymer/Plastic，纤维增强复合材料)与混凝土界面粘结性能的试验方法为一下四种形式:单剪实验、双剪实验、梁式实验和修正梁实验。
[0003]单剪实验虽然简单易行，但需要在单剪实验机上进行，且受到场地的限制。传统的双剪实验也是简单易行，但需要浇筑一批辅助的混凝土试块，不利于材料的节省。梁式实验和修正梁实验的制作工艺较复杂，且界面的破坏形式不是单纯的剪切破坏。
[0004]因此，有必要开发一种能够脱离大型的剪切试验机、安装简单、不受场地限制，节省实验费用且灵活可靠的FRP与混凝土界面剪切实验的加载装置。【实用新型内容】
[0005]本实用新型旨在针对上述现有加载装置的不足，发明一种碳纤维布双剪试验的实验加载装置。
[0006]为了实现上述技术目的，本实用新型专利的技术方案是:一种碳纤维布双剪试验的实验加载装置，包括用于双剪试验的混凝土试块以及用于加载荷载的千斤顶，千斤顶的第一端连有力传感器，千斤顶通过力传感器连接混凝土试块;千斤顶的第二端通过用于根据加载荷载自动调节的固定铰支座连接至用于辅助双剪试验的横卧钢柱上;混凝土试块的至少一组相对侧壁面上粘接有碳纤维布，且碳纤维布朝向横卧钢柱方向延伸并定位于横卧钢柱上。
[0007]进一步地，碳纤维布分别定位于横卧钢柱上对应的侧壁面上。
[0008]进一步地，碳纤维布在横卧钢柱外表面上相互搭接并包裹于横卧钢柱外。
[0009]进一步地，两碳纤维布属于同一块且从横卧钢柱的外表面上包裹横卧钢柱。
[0010]进一步地，横卧钢柱采用半圆形柱、方形柱、三角形柱或梯形柱。
[0011]进一步地，固定铰支座与千斤顶同轴布置，且轴线与横卧钢柱的重心和混凝土试块的重心处于同一直线上。
[0012]进一步地，力传感器与混凝土试块之间还设有用于均匀分散加载荷载以防止应力集中的挡板。
[0013]进一步地，碳纤维布与横卧钢柱之间和/或碳纤维布与混凝土试块之间采用粘接胶粘接。
[0014]进一步地，碳纤维布围合成半封闭空间，半封闭空间的开口朝向混凝土试块，挡板、力传感器、千斤顶、固定铰支座和钢柱均处于半封闭空间内。
[0015]进一步地，千斤顶的输出方向朝向钢柱。
[0016]本实用新型的有益技术效果是:
[0017]本实用新型碳纤维布双剪试验的实验加载装置，可以大大提高实验效率，且节省实验经费。整套加载装置均可以为小型件，容易获得。固定铰支座可以消除碳纤维布拉伸时横向受力不均匀的问题。无需辅以大型的剪切试验机和辅助混凝土试块。加载设备可重复使用。加载设备的安装和拆卸都很方便，且操作简单。固定铰支座使得碳纤维布受力均匀。 整个加载装置可以移动，从而保证剪切力在碳纤维布的粘贴面内，使得碳纤维布发生纯剪切破坏。也可用于其他纤维布材料的界面粘结性能试验中。实验可在任何场地中进行。
[0018]下面结合附图对本实用新型作进一步说明。【附图说明】
[0019]图1是本实用新型实施例的碳纤维布双剪试验的实验加载装置的结构示意图。
[0020]图例说明:[0021 ]1、横卧钢柱;2、固定铰支座;3、千斤顶;4、力传感器;5、挡板;6、碳纤维布;7、混凝土试块。【具体实施方式】
[0022]下面对本实用新型技术内容的进一步说明，但并非对本实用新型实质内容的限制。
[0023]图1是本实用新型实施例的碳纤维布双剪试验的实验加载装置的结构示意图。如图1所示，本实施例的碳纤维布双剪试验的实验加载装置，包括用于双剪试验的混凝土试块 7以及用于加载荷载的千斤顶3,千斤顶3的第一端连有力传感器4,千斤顶3通过力传感器4 连接混凝土试块7;千斤顶3的第二端通过用于根据加载荷载自动调节的固定铰支座2连接至用于辅助双剪试验的横卧钢柱1上;混凝土试块7的至少一组相对侧壁面上粘接有碳纤维布6,且碳纤维布6朝向横卧钢柱1方向延伸并定位于横卧钢柱1上。本实用新型碳纤维布双剪试验的实验加载装置，可以大大提高实验效率，且节省实验经费。整套加载装置均可以为小型件，容易获得。固定铰支座可以消除碳纤维布拉伸时横向受力不均匀的问题。无需辅以大型的剪切试验机和辅助混凝土试块。加载设备可重复使用。加载设备的安装和拆卸都很方便，且操作简单。固定铰支座使得碳纤维布受力均匀。整个加载装置可以移动，从而保证剪切力在碳纤维布的粘贴面内，使得碳纤维布发生纯剪切破坏。也可用于其他纤维布材料的界面粘结性能试验中。实验可在任何场地中进行。
[0024]如图1所示，本实施例中，碳纤维布6分别定位于横卧钢柱1上对应的侧壁面上。 [〇〇25]如图1所示，本实施例中，碳纤维布6在横卧钢柱1外表面上相互搭接并包裹于横卧钢柱1外。[〇〇26]如图1所示，本实施例中，两碳纤维布6属于同一块且从横卧钢柱1的外表面上包裹横卧钢柱1。
[0027]如图1所示，本实施例中，横卧钢柱1采用半圆形柱、方形柱、三角形柱或梯形柱。 [〇〇28]如图1所示，本实施例中，固定铰支座2与千斤顶3同轴布置，且轴线与横卧钢柱1的重心和混凝土试块7的重心处于同一直线上。
[0029]如图1所示，本实施例中，力传感器4与混凝土试块7之间还设有用于均匀分散加载荷载以防止应力集中的挡板5。
[0030] 如图1所示，本实施例中，碳纤维布6与横卧钢柱1之间和/或碳纤维布6与混凝土试块7之间采用粘接胶粘接。[0031 ]如图1所示，本实施例中，碳纤维布6围合成半封闭空间，半封闭空间的开口朝向混凝土试块7。挡板5、力传感器4、千斤顶3、固定铰支座2和钢柱均处于半封闭空间内。
[0032]如图1所示，本实施例中，千斤顶3的输出方向朝向钢柱。
[0033]实施时，提供一种碳纤维布双剪试验的实验加载装置，包括半圆形钢柱(横卧钢柱 1)、固定铰支座2、千斤顶3、力传感器4、挡板5、碳纤维布6和混凝土试块7,是在粘贴完碳纤维布6的双剪试块中安装，形成一个封闭的内力加载方式。该装置只需要通过千斤顶3顶升半圆形钢柱，就能实现碳纤维布6双剪试块破坏的全过程。加载所用的装置，既可以保证剥离力在碳纤维布6的粘贴面内，又可以通过固定铰支座2调节碳纤维布6在加载时横向受力不均匀的问题，该装置安装方便操作简单且不受场地的限制。[〇〇34]碳纤维布双剪试验加载所需的实验加载装置的工作性能与传统加载装置相比，具有如下的特征:
[0035](1)双剪试验不需要借助其他的辅助混凝土试块，也不需要专门的剪切试验机，在试验试块上即可完成双剪试验。[〇〇36](2)固定铰支座2可以消除碳布粘贴不整齐时产生的横向受力不均匀问题。[〇〇37](3)可以调整加载装置的位置，确保剪切力与碳纤维布6粘贴平面是共面的。
[0038](4)挡板5可以有效的减小千斤顶3带来的外荷载对试块的破坏。[〇〇39](5)该加载装置安装、操作简单，拆卸及转移方便省力。
[0040](6)不受场地限制，无需外部固定设备。
[0041](7)该加载装置可用于玻璃纤维布、玄武岩纤维布等相似材料的剪切试验。[〇〇42]试验全过程不需要借助其他辅助混凝土试块，也可替代专门的剪切试验机。该加载装置可有效的消除碳布粘贴不整齐时产生的横向受力不均匀问题。保证了剪切力在碳纤维布6的粘贴面内，不会产生垂直于粘贴面方向的力。加载装置的安装、操作及拆卸都很方便。试验全过程不受场地限制。该加载装置同样可用于其他相似材料的双剪试验中。
[0043]碳纤维布6双剪试验加载装置实施时包括以下步骤，确定碳纤维布6的粘贴位置及安装加载装置所需要的空间；粘贴碳纤维布6,并在碳纤维布6与混凝土试块7所形成的封闭空间中放入半圆形钢柱、固定铰支座2,千斤顶3及力传感器4等形成本实用新型所提出的加载实验装置，然后通过千斤顶3顶升半圆形钢柱进行加载。
[0044]具体实施流程:将裁剪好的碳纤维布6按照施工方法粘贴在混凝土试块7上面;等待碳纤维布6粘接胶达到使用强度;在碳纤维布6围成的封闭空间中依次安装挡板5、力传感器4、千斤顶3、固定铰支座2和半圆型钢柱;完成安装后，调整位置，保证剪切力在碳纤维布6 的粘贴面内，使得碳纤维布6发生纯剪切破坏;通过千斤顶3顶升半圆形钢柱进行加载。进行加载。
[0045]以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的保护范围， 凡是利用本实用新型说明书内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
【主权项】
1.一种碳纤维布双剪试验的实验加载装置，包括用于双剪试验的混凝土试块(7)以及 用于加载荷载的千斤顶(3)，其特征在于，千斤顶(3)的第一端连有力传感器(4)，千斤顶(3)通过力传感器(4)连接混凝土试块 (7)；千斤顶(3)的第二端通过用于根据加载荷载自动调节的固定铰支座(2)连接至用于辅 助双剪试验的横卧钢柱(1)上；混凝土试块(7)的至少一组相对侧壁面上粘接有碳纤维布(6)，且碳纤维布(6)朝向横 卧钢柱(1)方向延伸并定位于横卧钢柱(1)上。2.根据权利要求1所述的碳纤维布双剪试验的实验加载装置，其特征在于，碳纤维布(6)分别定位于横卧钢柱(1)上对应的侧壁面上。3.根据权利要求1所述的碳纤维布双剪试验的实验加载装置，其特征在于，碳纤维布(6)在横卧钢柱(1)外表面上相互搭接并包裹于横卧钢柱(1)外。4.根据权利要求1所述的碳纤维布双剪试验的实验加载装置，其特征在于，碳纤维布(6)均属于同一块且从横卧钢柱(1)的外表面上包裹横卧钢柱(1)。5.根据权利要求1至4中任一项所述的碳纤维布双剪试验的实验加载装置，其特征在 于，横卧钢柱(1)采用半圆形柱、方形柱、三角形柱或梯形柱。6.根据权利要求1至4中任一项所述的碳纤维布双剪试验的实验加载装置，其特征在 于，固定铰支座(2)与千斤顶(3)同轴布置，且轴线与横卧钢柱(1)的重心和混凝土试块(7) 的重心处于同一直线上。7.根据权利要求1至4中任一项所述的碳纤维布双剪试验的实验加载装置，其特征在 于，力传感器(4)与混凝土试块(7)之间还设有用于均匀分散加载荷载以防止应力集中的 挡板(5)。8.根据权利要求1至4中任一项所述的碳纤维布双剪试验的实验加载装置，其特征在 于，碳纤维布(6)与横卧钢柱(1)之间和/或碳纤维布(6)与混凝土试块(7)之间采用粘接胶 粘接。9.根据权利要求1至4中任一项所述的碳纤维布双剪试验的实验加载装置，其特征在 于，碳纤维布(6)围合成半封闭空间，半封闭空间的开口朝向混凝土试块(7)，挡板(5)、力 传感器(4)、千斤顶(3)、固定铰支座(2)和钢柱均处于半封闭空间内。10.根据权利要求1至4中任一项所述的碳纤维布双剪试验的实验加载装置，其特征在 于，千斤顶(3)的输出方向朝向钢柱。
【文档编号】G01N3/24GK205593860SQ201620440190
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年5月15日
【发明人】粱广威, 吴雨源, 龚永智
【申请人】中南大学, 高速铁路建造技术国家工程实验室