CN104807707A - 测定frp—混凝土双面剪切性能的测试装置及测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种测定FRP-混凝土双面剪切性能的测试装置及测试方法，该装置包括液压千斤顶、力传感器、试件、计算机、液压油泵、锚固钢板、静态信号测试分析系统。在试件表面适合位置粘贴纤维布片材。测试前在纤维片材表面粘贴应变片。测试时液压油源可以控制液压千斤顶水平加载。计算机同时控制力传感器和静态信号测试分析系统。位移计通过信号线与静态信号测试分析系统相连，应变片通过导线与静态信号测试分析系统相连。力传感器和静态信号测试分析系统输出端和计算机相连，从而测试FRP-混凝土双面剪切性能。本发明结构简单，拆卸方便，所需材料及仪器少，不仅适用于科研，而且适用于施工现场FRP-混凝土双面剪切性能的测试。
Description
技术领域
本发明涉及一种测定FRP-混凝土双面剪切性能的测试装置及测试方法，属于混凝土建筑领域。
背景技术
土木工程领域中，钢筋混凝土结构随着时间将发生材料老化、结构损伤。所以，为了保证损伤结构的安全性，必须研究损伤结构的加固技术，使其性能能够提升。目前的加固方法大都采用纤维布或钢板进行加固。大量的试验研究表明，采用FRP加固的钢筋混凝土结构构件，其破坏形式往往不是FRP被拉断，而是FRP与混凝土界面粘结不足导致的界面剥离破坏。FRP-混凝土的界面粘结是保证两种材料共同工作的基础，因此FRP-混凝土界面性能的研究结果可以为工程设计人员提供理论基础。
目前规范采用的是正拉试验来测量纤维布与混凝土界面的粘结性能。从受力的角度来说，剪切状态更符合真实受力情况，主要有单面剪切性能和双面剪切性能。单面剪切试验很难解决夹具滑移以及试件对中问题，而双面剪切试验方法一般都较为复杂，试验设备要求也很高，缺乏结构简单，拆卸方便的试验方式。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种组装简单，操作方便的测定FRP-混凝土双面剪切性能的测试装置。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：测定FRP-混凝土双面剪切性能的测试装置，包括液压千斤顶、力传感器、试件、计算机、液压油泵、锚固钢板、静态信号测试分析系统；所述的试件包括分别设置于液压千斤顶顶部和底部的加强试块和测试试块；所述的液压千斤顶通过油管与液压油泵连接；液压油泵提升液压千斤顶，使液压千斤顶顶部和底部分别与加强试块和测试试块；所述的试件表面粘贴纤维布，测试试块表面的纤维布上粘贴应变片；测试试块侧面连接位移计；位移计通过信号线B与静态信号测试分析系统相连，应变片通过导线与静态信号测试分析系统相连；力传感器通过信号线A与静态信号测试分析系统连接；静态信号测试分析系统输出端和计算机相连。
进一步地，所述液压千斤顶顶部自带有力传感器。
进一步地，所述的加强试块采用锚固钢板和对拉螺栓进行锚固。
进一步地，所述液压千斤顶的底部与测试试块之间以及液压千斤顶的顶部与加强试块之间加入钢片。
进一步地，所述钢片的厚度为4-6mm。
优选的，所述钢片的厚度为5mm。
进一步地，所述试件下方设置钢垫块。
本发明的另一目的在于提供一种采用上述测试装置测定FRP-混凝土双面剪切性能的测试方法，该方法包括如下步骤：
(a)装配加载装置：首先试件安装于钢垫块上，在液压千斤顶的顶部安装力传感器；在加强试块和测试试块与液压千斤顶的顶部和底部的接触面上均放置钢片，提升液压千斤顶使其刚刚与钢片接触；
(b) 连接测试装置，将位移计布置在试件的测试试块的侧面，位移计通过信号线B与静态信号分析系统连接；力传感器通过信号线A与计算机连接；应变片通过导线与静态信号分析系统连接，静态态信号分析系统连接计算机；
(c) 打开静态信号测试与分析系统，调零，通过计算机对力传感器和静态信号测试与分析系统实施控制；静态信号测试与分析系统记录加载过程中试块的加强试块与测试试块之间的位移ΔS(t)和纤维布的应变Δε(t)以及试件破坏时的荷载P(t)；
(d) 根据ΔS(t)和P(t)可得荷载-位移曲线，根据Δε(t)和P(t)可得到荷载-应变曲线，测试完成。
本发明的有益效果：本发明的测试装置组装简单，操作方便，试验所需仪器较少，可以在浇筑现场进行测量。液压千斤顶底部和顶部与试块之间加入钢片，这样可以防止混凝土局部受压破坏，也可以使加载更加均匀。锚固钢板和对拉螺栓构成一个整体以解决加强试块锚固问题。
附图说明
图1为本发明测试装置的整体装置图。
图中：1-纤维布；2-试件；3-液压千斤顶；4-力传感器；5-钢片；6-锚固钢板；7-对拉螺栓；8-加强试块；9-测试试块；10-油管；11-油泵；12-信号性A；13-静态信号测试分析系统；14-计算机；15-信号线B；16-应变片；17-导线；18-位移计；19-钢垫块。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案作详细说明。
实施例1
如图1所示的一种测定FRP-混凝土双面剪切性能的测试装置，包括液压千斤顶3、力传感器4、试件2、计算机14、液压油泵11、锚固钢板6、静态信号测试分析系统13；所述的试件2包括分别设置于液压千斤顶3顶部和底部的加强试块8和测试试块9；所述的液压千斤顶3通过油管10与液压油泵11连接；液压油泵11提升液压千斤顶3，使液压千斤顶3顶部和底部分别与加强试块8和测试试块9；所述的试件2表面粘贴纤维布1，测试试块9表面的纤维布1上粘贴应变片16；测试试块9侧面连接位移计18；位移计18通过信号线B15与静态信号测试分析系统13相连，应变片16通过导线17与静态信号测试分析系统13相连；力传感器4通过信号线A12与静态信号测试分析系统13连接；静态信号测试分析系统13输出端和计算机14相连。
在本实施方式中，液压千斤顶3顶部自带有力传感器4。
在本实施方式中，加强试块8采用锚固钢板6和对拉螺栓7进行锚固，以保证纤维布1在测试试块9发生剥离破坏。
在本实施方式中，液压千斤顶3底部与测试试块9之间以及液压千斤顶3顶部与加强试块8之间加入厚度为5mm的钢片5，防止混凝土局部受压破坏，也可以使加载更加均匀。
在本实施方式中，钢片5的厚度可以为4-6mm之间的任意值。
在本实施方式中，试件2下方设置钢垫块19。
本发明的装置可以测出荷载和位移的全过程曲线和荷载和应变的全过程曲线。
实施例2
采用实施例1的测试装置测定FRP-混凝土双面剪切性能的测试方法，包括如下步骤：
(a)装配加载装置：首先试件2安装于钢垫块19上，在液压千斤顶3的顶部安装力传感器4； 在加强试块8和测试试块9与液压千斤顶3的顶部和底部的接触面上均放置钢片5，提升液压千斤顶3使其刚刚与钢片5接触；
(b) 连接测试装置，将位移计18布置在试件2的测试试块9的侧面，位移计18通过信号线B15与静态信号分析系统13连接；力传感器通过信号线A12与计算机14连接；应变片16通过导线17与静态信号分析系统13连接，静态态信号分析系统13连接计算机14；
(c) 打开静态信号测试与分析系统13，调零，通过计算机14对力传感器4和静态信号测试与分析系统13实施控制；静态信号测试与分析系统13记录加载过程中试块2的加强试块8与测试试块9之间的位移ΔS(t)和纤维布的应变Δε(t)以及试件破坏时的荷载P(t)；
(d) 根据ΔS(t)和P(t)可得荷载-位移曲线，根据Δε(t)和P(t)可得到荷载-应变曲线，测试完成。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (8)
1.测定FRP-混凝土双面剪切性能的测试装置，其特征在于：包括液压千斤顶(3)、力传感器(4)、试件(2)、计算机(14)、液压油泵(11)、锚固钢板(6)、静态信号测试分析系统(13)；所述的试件(2)包括分别设置于液压千斤顶(3)顶部和底部的加强试块(8)和测试试块(9)；所述的液压千斤顶(3)通过油管(10)与液压油泵(11)连接；液压油泵(11)提升液压千斤顶(3)，使液压千斤顶(3)顶部和底部分别与加强试块(8)和测试试块(9)；所述的试件(2)表面粘贴纤维布(1)， 测试试块(9)表面的纤维布(1)上粘贴应变片(16)；测试试块(9)侧面连接位移计(18)；位移计(18)通过信号线B(15)与静态信号测试分析系统(13)相连，应变片(16)通过导线(17)与静态信号测试分析系统(13)相连；力传感器(4)通过信号线A(12)与静态信号测试分析系统(13)连接；静态信号测试分析系统(13)输出端和计算机(14)相连。
2.根据权利要求1所述的测定FRP-混凝土双面剪切性能的测试装置，其特征在于：所述液压千斤顶(3)顶部自带有力传感器(4)。
3.根据权利要求1所述的测定FRP-混凝土双面剪切性能的测试装置，其特征在于：所述的加强试块(9)采用锚固钢板(6)和对拉螺栓(7)进行锚固。
4.根据权利要求1所述的测定FRP-混凝土双面剪切性能的测试装置，其特征在于：所述液压千斤顶(3)底部与测试试块(9)之间以及液压千斤顶(3)顶部与加强试块(8)之间加入钢片(5)。
5.根据权利要求4所述的测定FRP-混凝土双面剪切性能的测试装置，其特征在于：所述钢片(5)的厚度为4-6mm。
6.根据权利要求5所述的测定FRP-混凝土双面剪切性能的测试装置，其特征在于：所述钢片(5)的厚度为5mm。
7.根据权利要求1所述的测定FRP-混凝土双面剪切性能的测试装置，其特征在于：所述试件(2)下方设置钢垫块(19)。
8.一种采用权利要求1所述的测试装置测定FRP-混凝土双面剪切性能的测试方法，其特征在于：所述的方法包括如下步骤：
(a)装配加载装置：首先试件(2)安装于钢垫块(19)上，在液压千斤顶(3)的顶部安装力传感器(4)；在加强试块(8)和测试试块(9)与液压千斤顶(3)的顶部和底部的接触面上均放置钢片(5)，提升液压千斤顶(3)使其刚刚与钢片(5)接触；
(b) 连接测试装置，将位移计(18)布置在试件(2)的测试试块(9)的侧面，位移计(18)通过信号线B(15)与静态信号分析系统(13)连接；力传感器通过信号线A(12)与计算机(14)连接；应变片(16)通过导线(17)与静态信号分析系统(13)连接，静态态信号分析系统(13)连接计算机(14)；
(c) 打开静态信号测试与分析系统(13)，调零，通过计算机(14)对力传感器(4)和静态信号测试与分析系统(13)实施控制；静态信号测试与分析系统(13)记录加载过程中试块(2)的加强试块(8)与测试试块(9)之间的位移ΔS(t)和纤维布的应变Δε(t)以及试件破坏时的荷载P(t)；
(d) 根据ΔS(t)和P(t)可得荷载-位移曲线，根据Δε(t)和P(t)可得到荷载-应变曲线，测试完成。
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