CN103344557A

CN103344557A - Frp与混凝土搭接接头实验装置

Info

Publication number: CN103344557A
Application number: CN2013102478884A
Authority: CN
Inventors: 陈光明; 李云雷; 郭永昌; 刘迪; 何艳红
Original assignee: Guangdong University of Technology
Current assignee: Guangdong University of Technology
Priority date: 2013-06-21
Filing date: 2013-06-21
Publication date: 2013-10-09
Anticipated expiration: 2033-06-21
Also published as: CN103344557B

Abstract

本发明公开了一种FRP与混凝土搭接接头实验装置，FRP通过粘结剂与混凝土试件粘结，将粘结FRP的混凝土试件放置于反力装置中央，通过固定在反力装置上的若干千斤顶对混凝土试件施加正方向作用力或反方向作用力，使得FRP基底混凝土处于压—压状态、拉—压状态或拉—拉状态，同时在FRP自由端施加外力，研究当FRP基底混凝土处于不同应力状态时FRP与混凝土试件界面的粘结性能；利用该装置获得的试验数据,还可以用来验证FRP与混凝土搭接接头有限元模型,从而更深入研究FRP基底混凝土应力状态对FRP与混凝土界面粘结性能影响规律，该实验装置原理明确，操作方便，有较大的应用价值。

Description

FRP与混凝土搭接接头实验装置

技术领域

本发明属于实验装置，具体涉及一种FRP与混凝土搭接接头实验装置。

背景技术

近年来，纤维增强复合材料（Fiber Reinforced Polymer,简称FRP）因其耐腐蚀、轻质、施工便捷等优点，已经被广泛应用于混凝土结构的加固中。由FRP与混凝土粘结界面的粘结强度所决定的FRP有效应力已经被广泛接纳为评价FRP加固效果的关键指标。现有FRP界面粘结强度模型一般由基于如图1所示的FRP与混凝土搭接接头试验所代表的力与边界条件提出，其FRP界面的受力状况与实际加固中FRP界面的受力状况明显不同，与界面相邻的混凝土（简称基底混凝土或FRP基底）应力状态在接头中以纯剪为主，而在实际FRP加固混凝土结构中，以FRP抗剪加固混凝土梁为例， FRP基底混凝土则处于复杂的三向应力状态。因此，将由图1所示的FRP与混凝土搭接接头试验所得到的FRP界面粘结强度模型直接应用于FRP加固结构分析时是不准确的。

不同应力状态下混凝土的开裂强度及断裂能是不一样的，而FRP与混凝土界面的粘结性能又与其基底混凝土裂缝的萌生及扩展直接相关，因此FRP界面基底混凝土的应力状态对FRP与混凝土界面粘结性能有重要影响。而目前广泛采用的FRP与混凝土搭接接头试验并未考虑FRP基底应力状态的影响，所以提供一种能够模拟实际加固混凝土构件中FRP基底混凝土所受的应力状态的实验装置，是对FRP与混凝土界面粘结性能进行深入试验研究的前提，将极大促进FRP这一高性能材料在土木工程领域更广泛应用。

发明内容

本发明的目的是：针对现有实验装置存在的不足，提出一种FRP与混凝土搭接接头实验装置。

本发明提供的一种FRP与混凝土搭接接头实验装置，FRP与混凝土试件粘结，将粘结FRP的混凝土试件放置于反力装置中央，反力装置是四边形框架结构，反力装置的四个边对称安装若干千斤顶，千斤顶压或拉混凝土试件。

所述混凝土试件若处于受压状态，则千斤顶安装在反力装置的内侧，千斤顶的连接件连接钢板，钢板与混凝土试件表面连接；所述混凝土试件若处于受拉状态，则千斤顶安装在反力装置的外侧，千斤顶的连接件连接钢板，钢板与连接螺杆的一端连接，连接螺杆的另一端与混凝土试件内预埋钢板连接。

所述反力装置是水平放置。

所述反力装置安装在固定支座上。

所述反力装置用螺杆固定于地面反力墙上。

FRP通过粘结剂与混凝土试件粘结，将粘结FRP的混凝土试件放置于反力装置中央，通过固定在反力装置上的若干千斤顶对混凝土试件施加正方向作用力或反方向作用力，使得FRP基底混凝土处于压—压状态、拉—压状态或拉—拉状态，同时在FRP自由端施加外力,研究当FRP基底混凝土处于不同应力状态时FRP与混凝土试件界面的粘结性能。

所述千斤顶若提供正方向作用力，即混凝土试件处于受压状态，则千斤顶安装在反力装置内侧，千斤顶通过连接件作用于钢板上，钢板与混凝土试件表面连接；反之，千斤顶若提供反方向作用力，即混凝土试件处于受拉状态，千斤顶安装在反力装置外侧，千斤顶通过连接螺杆与混凝土内预埋钢板连接。

所述反力装置水平放置，其刚度适应千斤顶对混凝土试件施加正方向作用力或反方向作用力的要求。所述千斤顶作用力的大小由液压泵准确控制。

所述反力装置尺寸大小，以及千斤顶的吨位、数量根据混凝土试件的尺寸以及所需的应力水平确定。

本发明是一种FRP与混凝土搭接接头实验装置。将粘结FRP的混凝土试件放置于固定的反力装置中间，由液压泵控制千斤顶作用于与混凝土试件连接的钢板，施加不同大小的正向作用力或反向作用力，使得FRP基底混凝土处于压—压状态、拉—压状态或拉—拉状态, 然后在FRP自由端施加外力,以此研究当FRP基底混凝土处于不同应力状态时FRP与混凝土界面的粘结性能。

本发明的有益效果是：

实验装置原理明确，操作方便，可准确地使FRP基底混凝土处于不同的应力状态，便于分析FRP基底混凝土复杂应力状态对FRP与混凝土试件界面粘结性能的影响。利用该装置获得的试验数据,还可以用来验证FRP与混凝土搭接接头有限元模型,从而更深入研究FRP基底混凝土应力状态对FRP与混凝土界面粘结性能影响规律。

附图说明

图1为目前所广泛采用的FRP与混凝土搭接接头单剪试验。

图2～图10为本发明一种FRP与混凝土搭接接头实验装置的示意图。通过调整千斤顶与反力装置的相对位置，由千斤顶施加压力可实现基底混凝土所需的不同应力状态。

其中：

图2为压—压状态示意图，图3为A-A剖面图，图4为B-B剖面图，图5为拉—压状态示意图，图6为C-C剖面图，图7为D-D剖面图，图8为拉—拉状态示意图，图9为E-E剖面图，图10为F-F剖面图。

图中标号说明：1—千斤顶；2—连接件；3—钢板；4—混凝土试件；5—反力装置；6—FRP；7—粘结剂；8—连接螺杆；9—混凝土内预埋钢板。

具体实施方式

图2，图,5，图8分别为本发明的其中一种实施方式。采用钢板焊接成刚度足够大的四边形的反力装置5，反力装置5水平放置，可通过螺杆固定于固定支座（如地面或地面反力墙）上。千斤顶1固定于反力装置5上；其中，若千斤顶1提供正向作用力（即混凝土试件4受压），则固定于反力装置5内侧，反之，若千斤顶1提供反向作用力（即混凝土试件4受拉），则固定于反力装置5外侧。千斤顶作用端通过连接件2与钢板3连接。若混凝土试件受压，则钢板3直接与混凝土试件接触；若混凝土试件受拉，则钢板3通过连接螺杆8与混凝土内预埋钢板9连接。通过千斤顶安放位置的调整（如图2～图10所示），及液压泵控制千斤顶施加不同大小的作用力，使得混凝土试件处于不同的复杂应力状态。

Claims

1.一种FRP与混凝土搭接接头实验装置，其特征在于：FRP与混凝土试件粘结，将粘结FRP的混凝土试件放置于反力装置中央，反力装置是四边形框架结构，反力装置的四个边对称安装若干千斤顶，千斤顶压或拉混凝土试件。

2.根据权利要求1所述的实验装置，其特征在于：所述混凝土试件若处于受压状态，则千斤顶安装在反力装置的内侧，千斤顶的连接件连接钢板，钢板与混凝土试件表面连接；所述混凝土试件若处于受拉状态，则千斤顶安装在反力装置的外侧，千斤顶的连接件连接钢板，钢板与连接螺杆的一端连接，连接螺杆的另一端与混凝土试件内预埋钢板连接。

3.根据权利要求1所述的实验装置，其特征在于：所述反力装置是水平放置。

4.根据权利要求1所述的实验装置，其特征在于：所述反力装置安装在固定支座上。

5.根据权利要求1所述的实验装置，其特征在于：所述反力装置用螺杆固定于地面反力墙上。