CN104697858B - 一种钢筋本构关系试验装置与方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钢筋本构关系试验装置与方法。试验装置包括拉伸试件、门字形的加载梁和至少一组加力杆，加力杆包括调节螺钉和推杆，加载梁包括横梁和固定在横梁两端的立柱，立柱上包括试件孔，拉伸试件穿过试件孔；横梁上包括至少一个螺纹孔，螺纹孔为通孔；推杆的后端插入所述的通孔，前端抵住拉伸试件的侧面，调节螺钉旋入螺纹孔，调节螺钉的前端抵住推杆的后端。通过旋转调节螺钉，可以调整作用在拉伸试件上的横向力。本发明通过对拉伸试件施加横向力，能够模拟钢筋在混凝土中承受径向力的状态，可以较为准确地获得混凝土锈蚀钢筋的试验数据。
Description
[技术领域]
本发明涉及钢筋拉伸试验，尤其涉及一种钢筋本构关系试验装置与方法。
[背景技术]
钢筋混凝土结构中，钢筋的抗拉能力是整个结构体系服役可靠性的重要保障。而钢筋抗拉能力的优劣，可以其本构关系模型及性能指标集中表征。进行拉伸试验，可以获得钢筋本构关系曲线及其应力应变特征值。在此方面，已建立标准的实验方法和规范的实验步骤，例如我国的国标《金属材料拉伸试验：室温试验方法(GB/T 228.1-2010)》，美国的ASTM也颁布了相应规程。
基于钢筋拉伸试验的相关规程，各国学者进行了大量实验研究，钢筋试件模拟或取自一般环境下的钢筋混凝土结构以及腐蚀环境中的锈蚀钢筋混凝土结构。然而，常规钢筋试件的拉伸实验广泛忽略的一些重要影响因素，因而没有更为客观地考虑混凝土结构钢筋的实际受荷状况：受拉区钢筋在承受主拉应力的同时，还承受着来自拉区混凝土的径向压力——后者正是使钢筋承受主拉力的重要始作俑者；此外，钢筋还承受着混凝土施加的表面轴向摩擦力，尤其是在锈蚀劣化钢筋混凝土构件的受拉区。研发一种可以同时考虑钢筋径向和轴向附加应力分布的拉伸本构关系试验装置与方法，十分必要。
[发明内容]
本发明要解决的技术问题是提供一种能够模拟钢筋在混凝土中承受径向力的钢筋本构关系试验装置及方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，一种钢筋本构关系试验装置，包括拉伸试件、门字形的加载梁和至少一组加力杆，加力杆包括调节螺钉和推杆，加载梁包括横梁和固定在横梁两端的立柱，立柱上包括试件孔，拉伸试件穿过试件孔；横梁上包括至少一个螺纹孔，螺纹孔为通孔；推杆的后端插入所述的通孔，前端抵住拉伸试件的侧面，调节螺钉旋入螺纹孔，调节螺钉的前端抵住推杆的后端。
以上所述的钢筋本构关系试验装置，包括复数组所述的加力杆，横梁上包括复数个所述的螺纹孔，复数个螺纹孔沿横梁的长轴方向分开布置。
以上所述的钢筋本构关系试验装置，推杆的前端为弧面，推杆的前端与拉伸试件点接触。
以上所述的钢筋本构关系试验装置，包括应变采集仪和测试径向力的应变片，测试径向力的应变片粘贴在推杆的杆体上，测试径向力的应变片的信号输出端接应变采集仪。
以上所述的钢筋本构关系试验装置，包括两片测试摩擦力的应变片，两片测试摩擦力的应变片的信号输出端分别接应变采集仪；两片测试摩擦力的应变片粘贴在拉伸试件上，沿拉伸试件的轴向分别布置在推杆的两侧。
一种钢筋本构关系试验方法，包括上述的钢筋本构关系试验装置，通过旋转调节螺钉，调整作用在拉伸试件上的横向力。
以上所述的钢筋本构关系试验方法，钢筋本构关系试验装置包括应变采集仪和测试径向力的应变片，测试径向力的应变片粘贴在推杆的杆体上，测试径向力的应变片的信号输出端接应变采集仪；根据应变采集仪获得的数据，调整作用在拉伸试件上的横向力。
本发明通过对拉伸试件施加横向力，能够模拟钢筋在混凝土中承受径向力的状态，可以较为准确地获得混凝土锈蚀钢筋的试验数据。
[附图说明]
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明实施例1钢筋本构关系试验装置的结构示意图。
图2是本发明实施例1钢筋本构关系试验装置左视的结构示意图。
图3是本发明实施例2钢筋本构关系试验装置的结构示意图。
[具体实施方式]
本发明实施例1钢筋本构关系试验装置的结构如图1和图2所示，包括拉伸试验机、应变采集仪、拉伸试件1、门字形的加载梁2和一组加力杆。
拉伸试件1的两端夹在拉伸试验机两个夹头10中。
加载梁2包括横梁201和固定在横梁201两端的立柱202，立柱202上有一个试件孔203，拉伸试件1穿过试件孔203，试件孔203套在拉伸试件1的两端。
横梁201上包括多个沿横梁的长轴方向分开布置螺纹孔204，螺纹孔204为通孔。
加力杆包括调节螺钉3和推杆4，推杆4的前端为弧面401。
推杆4的后端插入螺纹孔204中，前端的弧面401抵住拉伸试件1的侧面，推杆4的前端与拉伸试件1点接触。
调节螺钉3旋入螺纹孔204，调节螺钉3的前端抵住推杆4的后端。
测试径向力的应变片5和应变片6对称地粘贴在推杆4的杆体上，应变片5和应变片6的信号输出端接应变采集仪。
应变片7和应变片8的信号输出端也分别接应变采集仪。应变片7和应变片8粘贴在拉伸试件1的表面上，沿拉伸试件1的轴向分别布置在推杆4的两侧。
根据应变片7和应变片8测出的力，得出其差值，即可获得推杆4与拉伸试件1之间的摩擦力。
根据应变片5和应变片6测出的推力，再通过旋转调节螺钉3，就可以调整作用在拉伸试件1上的横向力达到试验要求的横向力。
本发明实施例2钢筋本构关系试验装置的结构如图3所示，与实施例1不同的是，采用了两组加力杆，可以对拉伸试件1不同的位置分别施加横向力。
Claims (7)
1.一种钢筋本构关系试验装置，包括拉伸试件，其特征在于，包括门字形的加载梁和至少一组加力杆，加力杆包括调节螺钉和推杆，加载梁包括横梁和固定在横梁两端的立柱，立柱上包括试件孔，拉伸试件穿过试件孔；横梁上包括至少一个螺纹孔，螺纹孔为通孔；推杆的后端插入所述的通孔，前端抵住拉伸试件的侧面，调节螺钉旋入螺纹孔，调节螺钉的前端抵住推杆的后端。
2.根据权利要求1所述的钢筋本构关系试验装置，其特征在于，包括复数组所述的加力杆，横梁上包括复数个所述的螺纹孔，复数个螺纹孔沿横梁的长轴方向分开布置。
3.根据权利要求1所述的钢筋本构关系试验装置，其特征在于，推杆的前端为弧面，推杆的前端与拉伸试件点接触。
4.根据权利要求1所述的钢筋本构关系试验装置，其特征在于，包括应变采集仪和测试径向力的应变片，测试径向力的应变片粘贴在推杆的杆体上，测试径向力的应变片的信号输出端接应变采集仪。
5.根据权利要求1所述的钢筋本构关系试验装置，其特征在于，包括两片测试摩擦力的应变片，两片测试摩擦力的应变片的信号输出端分别接应变采集仪；两片测试摩擦力的应变片粘贴在拉伸试件上，沿拉伸试件的轴向分别布置在推杆的两侧。
6.一种钢筋本构关系试验方法，其特征在于，包括权利要求1所述的钢筋本构关系试验装置，通过旋转调节螺钉，调整作用在拉伸试件上的横向力。
7.根据权利要求6所述的钢筋本构关系试验方法，其特征在于，钢筋本构关系试验装置包括应变采集仪和测试径向力的应变片，测试径向力的应变片粘贴在推杆的杆体上，测试径向力的应变片的信号输出端接应变采集仪；根据应变采集仪获得的数据，调整作用在拉伸试件上的横向力。
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