CN108982246B - 一种多孔砖墙体砌体抗剪强度检测装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多孔砖墙体砌体砌体抗剪强度检测装置及其使用方法，其特征是，所述检测装置包括控制系统、液压系统和检测系统；所述检测系统包括左检测台立柱、右检测台立柱、水平横梁、纵向负载模拟装置、水平负载模拟装置、多孔砖墙体砌体、监测安装座、高频冲击座，所述多孔砖墙体砌体内设填芯区，填芯区的内壁四周设置有螺旋填芯箍筋，螺旋填芯箍筋和填芯区纵向钢筋绑定连接。本发明的优点是：可直接模拟多孔砖墙体砌体在不同情况的加载试验，评估构造抗震性能，并结合监测传感贴片监测数据进行相关对比试验，可以实现多孔砖墙体砌体在不同的构件组成和载荷加载条件下出现的不同的情况模拟。

Description

一种多孔砖墙体砌体抗剪强度检测装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及一种建筑施工检测装置，更具体的说，是涉及一种多孔砖墙体砌体抗剪强度检测装置及其使用方法。

背景技术

汶川大地震后，人们对结构的抗震性能更加重视，砖混结构的墙体多表现为剪切型破坏、弯剪倾覆破坏和弯曲型破坏；在地震作用时，砌体沿通缝截面抗剪强度发挥较大作用，砌体结构中的墙体往往产生交叉斜裂缝，产生这种裂缝的原因是墙体的抗剪强度不足，因此砌体的抗剪强度直接关系到砌体结构的抗震性能。

在现行国家标准《砌体工程现场检测技术标准》GB/T50315-2011中，砌体抗剪强度现场测试的方法有原位单剪法、原位双剪法，原位单剪法适用于各类砖砌体的抗剪强度检测，原位双剪法适用于烧结普通砖和烧结多孔砖砌体的抗剪强度检测。原位单剪法的缺点：(1)在采用原位单剪法进行砌体工程的现场检测时，为方便检测工作，检测部位多选于窗洞口下的墙体，这些部位一般在外墙，而窗洞下外墙砌筑质量往往较差，致使测试结果可能偏低；(2)加工制作试件费力，试验准备工作时间较长。由于存在以上两方面的缺点，应用这种检测方法进行检测的单位不多。原位双剪法适用的砌体主要包括烧结普通砖和烧结多孔砖砌体，适用的块材受限，其他块材的应用有待研究。

经检索CN201610741639.4一种多孔砖墙体砌体抗剪强度检测方法，采用钻芯法检测砌体抗剪强度，直接从砌体中钻取芯样，采用快硬材料对多孔砖砌体芯样圆弧面的孔洞应填补密实，并芯样的端承面进行找平和垫高，进行芯样沿通缝截面抗剪强度试验，根据砌体芯样抗剪强度换算砌体抗剪强度。该方法采用的是钻取芯样，对芯样进行检测，无法从整体上判断多孔砖墙体的具体情况，该方法局性性很大，存在检测点遗漏的问题。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，而提供一种实用性强、检测全面便捷的一种多孔砖墙体砌体抗剪强度检测装置。

本发明的一种多孔砖墙体砌体抗剪强度检测装置，其特征是，所述检测装置包括控制系统、液压系统和检测系统；

所述检测系统包括左检测台立柱、右检测台立柱、水平横梁、纵向负载模拟装置、水平负载模拟装置、多孔砖墙体砌体、监测安装座、高频冲击座，所述多孔砖墙体砌体内设填芯区，填芯区的内壁四周设置有螺旋填芯箍筋，螺旋填芯箍筋和填芯区纵向钢筋绑定连接，填芯区纵向钢筋穿过连接钢板和监测安装座的连接，监测安装座内设置有和连接钢板固定连接的数个锚固钢筋，所述监测安装座有C40混凝土浇筑形成，监测传感器安装在填芯区纵向钢筋上且布置间距为200mm、监测传感器安装在锚固钢筋上且布置间距为250mm，所有的监测传感器通过信号导线和数据采集模块连接，数据采集模块通过通讯模块和数据监测数据库连接，数据监测数据库存储在计算机终端，所述监测安装座通过地脚螺栓安装在检测装置的混凝土基础固定连接；

所述液压系统包括高频冲击座、冲击器、主泵、电机、主溢流阀、信号发生器、副泵、液压马达、一号换向阀、二号换向阀、蓄能缓冲器、高频换向阀；混凝土基础的中间部位设置有一个安装空间放置高频冲击座，高频冲击座和监测安装座接触连接，高频冲击座通过连接法兰和冲击器连接，冲击器通过液压管道和高频换向阀连接，高频换向阀的转轴和液压马达连接，液压马达通过液压管道和副泵、油箱连接，高频换向阀通过液压管道和主泵连接，主泵和电机连接，主泵和高频换向阀液压管道上安装有蓄能缓冲器及主溢流阀；多孔砖墙体砌体的上半段通过连接装置和水平负载模拟装置连接，水平负载模拟装置安装在左检测台立柱且通过液压管道和二号换向阀连接，多孔砖墙体砌体的上表面和纵向负载模拟装置接触连接，纵向负载模拟装置通过连接法兰安装在水平横梁的下表面且通过液压管道和一号换向阀，水平横梁安装在左检测台立柱和右检测台立柱的上方；

所述控制系统包括计算机终端、压力传感器、中央信号处理器、信号转化器、电控比例调速阀，压力传感器安装在各个负载模拟装置的输入管道上，用于监测负载压力值，压力传感器通过导线和信号转化器连接，信号转化器见信号转化成数字信号发送给中央信号处理器，中央信号处理器将数据发送给计算机终端进行处理反馈，信号处理器获得反馈指令后再通过信号转化器发送控制指令给电控比例调速阀和信号发生器，电控比例调速阀调节各个负载模拟装置压力、信号发生器控制电机的转速控制输出流量。

所述一号换向阀、二号换向阀为三位四通电磁换向阀，常态为开启状态，当液压系统的压力和流量变化值达到系统设定值时，三位四通电磁换向阀为闭合状态。

监测传感器由上层的迭层薄膜、中间的电阻片、下表面的塑料薄膜组成，电阻片通过导线和测量模块连接，测量模块和数据采集模块连接，数据采集模块通过通讯模块和计算机终端连接。

一种多孔砖墙体砌体抗剪强度检测装置的使用方法，所述使用方法包括以下步骤；

步骤1、确定多孔砖墙体砌体的结构设计；根据多孔砖墙体砌体的结构设计，建立装配式多孔砖墙体砌体三维模型，对三维模型进行各相载荷的施加，计算装配式多孔砖墙体砌体在实际应用过程中能够承受的形变极限载荷大小和容易发生断裂的薄弱点，优化多孔砖墙体砌体的结构设计，再确定监测传感器器数量和位置同时根据多孔砖墙体砌体桩需要施加的载荷大小，确定纵向负载模拟装置、水平负载模拟装置的型号及配套液压系统部件的型号；

步骤2、制作多孔砖墙体砌体；所述多孔砖墙体砌体内设填芯区，填芯区的内壁四周设置有螺旋填芯箍筋，螺旋填芯箍筋和填芯区纵向钢筋绑定连接，填芯区纵向钢筋穿过连接钢板和监测安装座的连接，监测安装座内设置有和连接钢板焊接固定连接的数个锚固钢筋，焊接长度不小于100mm，所述监测安装座有C40混凝土浇筑形成，监测传感器采用耐高温的AB胶安装在填芯区纵向钢筋上且布置间距为200mm、监测传感器安装在锚固钢筋上且布置间距为250mm；填芯区长度为500-1000mm填充C40微膨混凝土，经过生产工艺和蒸养后准备测试；

步骤3、测试阶段；根据步骤一计算所得到的多孔砖墙体砌体的每个部位的形变极限载荷，通过纵向负载模拟装置、水平负载模拟装置的不同方向施加载荷及冲击器产生不同频率的振动波形；

步骤4、数据处理；监测传感器产生的监测数据通过数据采集模块进行采集，数据采集模块通过通讯模块和数据监测数据库连接，数据监测数据库存储在计算机终端，计算机对数据进行二次校正，校正变形过程中水平负载模拟装置荷载会产生水平分力，将水平负载模拟装置的数据加载二阶效应，按照多孔砖墙体砌体的横向截面和位移值估算；

步骤5、数据分析；将测量数据和多孔砖墙体砌体变进行分析测量，优化产品。

本发明的有益效果是：1、结构简单，实用性强，安全可靠可直接模拟多孔砖墙体砌体在不同情况的加载试验，评估构造抗震性能，并结合监测传感贴片监测数据进行相关对比试验，可以实现多孔砖墙体砌体在不同的构件组成和载荷加载条件下出现的不同的情况模拟，三维模型数值建模形，并结合验证变极限载荷大小和容易发生变形的薄弱点，预先优化加载模型中可能存在的问题，采集数据反馈优化结构，可以实现水平载荷加载、纵向加载、嵌固深度、振动频率等参数进行试验分析，有效还原现实可能出现的施工复杂情况，解决理论校核后没有验证的缺陷。

附图说明

图1 为本发明的整体结构示意图；

图2 为本发明的监测传感器的连接示意图；

图3 为本发明的多孔砖墙体砌体的剖面示意图；

图4 为本发明的监测传感器的结构示意图；

图5 为本发明的控制系统的连接示意图；

图中：迭层薄膜21、电阻片22、塑料薄膜23；

左检测台立柱1、右检测台立柱2、水平横梁3、纵向负载模拟装置4、水平负载模拟装置5、多孔砖墙体砌体6、监测安装座7、高频冲击座8、冲击器9、主泵10、电机11、主溢流阀12、信号发生器13、副泵14、液压马达15、一号换向阀16、二号换向阀17、蓄能缓冲器18、高频换向阀19、监测传感器20；

填芯区61、连接钢板62、锚固钢筋63、填芯区纵向钢筋64、螺旋填芯箍筋65。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的描述。

本发明的一种多孔砖墙体砌体抗剪强度检测装置，其特征是，所述检测装置包括控制系统、液压系统和检测系统；

所述检测系统包括左检测台立柱1、右检测台立柱2、水平横梁3、纵向负载模拟装置4、水平负载模拟装置5、多孔砖墙体砌体6、监测安装座7、高频冲击座8，所述多孔砖墙体砌体6内设填芯区61，填芯区61的内壁四周设置有螺旋填芯箍筋65，螺旋填芯箍筋65和填芯区纵向钢筋64绑定连接，填芯区纵向钢筋64穿过连接钢板62和监测安装座7的连接，监测安装座7内设置有和连接钢板62固定连接的数个锚固钢筋63，所述监测安装座7有C40混凝土浇筑形成，监测传感器20安装在填芯区纵向钢筋64上且布置间距为200mm、监测传感器20安装在锚固钢筋63上且布置间距为250mm，所有的监测传感器20通过信号导线和数据采集模块连接，数据采集模块通过通讯模块和数据监测数据库连接，数据监测数据库存储在计算机终端，所述监测安装座7通过地脚螺栓安装在检测装置的混凝土基础固定连接；

所述液压系统包括高频冲击座8、冲击器9、主泵10、电机11、主溢流阀12、信号发生器13、副泵14、液压马达15、一号换向阀16、二号换向阀17、蓄能缓冲器18、高频换向阀19；混凝土基础的中间部位设置有一个安装空间放置高频冲击座8，高频冲击座8和监测安装座7接触连接，高频冲击座8通过连接法兰和冲击器9连接，冲击器9通过液压管道和高频换向阀19连接，高频换向阀19的转轴和液压马达15连接，液压马达15通过液压管道和副泵14、油箱连接，高频换向阀19通过液压管道和主泵10连接，主泵10和电机11连接，主泵10和高频换向阀19液压管道上安装有蓄能缓冲器18及主溢流阀12；多孔砖墙体砌体6的上半段通过连接装置和水平负载模拟装置5连接，水平负载模拟装置5安装在左检测台立柱1且通过液压管道和二号换向阀17连接，多孔砖墙体砌体6的上表面和纵向负载模拟装置4接触连接，纵向负载模拟装置4通过连接法兰安装在水平横梁3的下表面且通过液压管道和一号换向阀16，水平横梁3安装在左检测台立柱1和右检测台立柱2的上方；

所述控制系统包括计算机终端、压力传感器、中央信号处理器、信号转化器、电控比例调速阀，压力传感器安装在各个负载模拟装置的输入管道上，用于监测负载压力值，压力传感器通过导线和信号转化器连接，信号转化器见信号转化成数字信号发送给中央信号处理器，中央信号处理器将数据发送给计算机终端进行处理反馈，信号处理器获得反馈指令后再通过信号转化器发送控制指令给电控比例调速阀和信号发生器，电控比例调速阀调节各个负载模拟装置压力、信号发生器控制电机的转速控制输出流量。

所述一号换向阀16、二号换向阀17为三位四通电磁换向阀，常态为开启状态，当液压系统的压力和流量变化值达到系统设定值时，三位四通电磁换向阀为闭合状态。一号换向阀16从中间位置换向到左右两侧时可以加载水平左右负载，根据换向频率可实现左右剪切力的模拟试验检测，二号换向阀17换向可实现纵向载荷的加载，实现静力载荷试验研究，高频换向阀19可是模拟不同频率的振动输出。

监测传感器20由上层的迭层薄膜21、中间的电阻片22、下表面的塑料薄膜23组成，电阻片22通过导线和测量模块连接，测量模块和数据采集模块连接，数据采集模块通过通讯模块和计算机终端连接。

一种多孔砖墙体砌体抗剪强度检测装置的使用方法，所述使用方法包括以下步骤；

步骤1、确定多孔砖墙体砌体的结构设计；根据多孔砖墙体砌体的结构设计，建立装配式多孔砖墙体砌体三维模型，对三维模型进行各相载荷的施加，计算装配式多孔砖墙体砌体在实际应用过程中能够承受的形变极限载荷大小和容易发生断裂的薄弱点，优化多孔砖墙体砌体的结构设计，再确定监测传感器器20数量和位置同时根据多孔砖墙体砌体桩需要施加的载荷大小，确定纵向负载模拟装置4、水平负载模拟装置5的型号及配套液压系统部件的型号；

步骤2、制作多孔砖墙体砌体；所述多孔砖墙体砌体6内设填芯区61，填芯区61的内壁四周设置有螺旋填芯箍筋65，螺旋填芯箍筋65和填芯区纵向钢筋64绑定连接，填芯区纵向钢筋64穿过连接钢板62和监测安装座7的连接，监测安装座7内设置有和连接钢板62焊接固定连接的数个锚固钢筋63，焊接长度不小于100mm，所述监测安装座7有C40混凝土浇筑形成，监测传感器20采用耐高温的AB胶安装在填芯区纵向钢筋64上且布置间距为200mm、监测传感器20安装在锚固钢筋63上且布置间距为250mm；填芯区61长度为500-1000mm填充C40微膨混凝土，经过生产工艺和蒸养后准备测试；

步骤3、测试阶段；根据步骤一计算所得到的多孔砖墙体砌体的每个部位的形变极限载荷，通过纵向负载模拟装置4、水平负载模拟装置5的不同方向施加载荷及冲击器9产生不同频率的振动波形；

步骤4、数据处理；监测传感器20产生的监测数据通过数据采集模块进行采集，数据采集模块通过通讯模块和数据监测数据库连接，数据监测数据库存储在计算机终端，计算机对数据进行二次校正，校正变形过程中水平负载模拟装置5荷载会产生水平分力，将水平负载模拟装置5的数据加载二阶效应，按照多孔砖墙体砌体的横向截面和位移值估算；

计算机终端发出自动可调的激励信号给控制系统的信号处理器，实现电控比例调速阀的自动调节，由压力传感器的监测反馈和监测传感器反馈补偿构成了系统双闭环反馈结构系统，在负载突然发生变化时，该系统可有效的进行避免，确保系统的稳定性能，提高不同负载情况的监测精度。

步骤5、数据分析；将测量数据和多孔砖墙体砌体变进行分析测量，优化产品。

本发明可以实现多孔砖墙体砌体在不同的构件组成和载荷加载条件下出现的不同的情况模拟，三维模型数值建模形，并结合验证变极限载荷大小和容易发生变形的薄弱点，预先优化加载模型中可能存在的问题，可以实现水平载荷加载、纵向加载、嵌固深度振动频率等参数进行试验分析，可以有效还原现实可能出现的施工复杂情况。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (4)

1.一种多孔砖墙体砌体抗剪强度检测装置，其特征是，所述检测装置包括控制系统、液压系统和检测系统；

所述检测系统包括左检测台立柱、右检测台立柱、水平横梁、纵向负载模拟装置、水平负载模拟装置、多孔砖墙体砌体、监测安装座、高频冲击座，所述多孔砖墙体砌体内设填芯区，填芯区的内壁四周设置有螺旋填芯箍筋，螺旋填芯箍筋和填芯区纵向钢筋绑定连接，填芯区纵向钢筋穿过连接钢板和监测安装座连接，监测安装座内设置有和连接钢板固定连接的数个锚固钢筋，所述监测安装座由C40混凝土浇筑形成，监测传感器安装在填芯区纵向钢筋上且布置间距为200mm， 监测传感器安装在锚固钢筋上且布置间距为250mm，所有的监测传感器通过信号导线和数据采集模块连接，数据采集模块通过通讯模块和数据监测数据库连接，数据监测数据库存储在计算机终端，所述监测安装座通过地脚螺栓与安装在检测装置中的混凝土基础固定连接；

所述液压系统包括高频冲击座、冲击器、主泵、电机、主溢流阀、信号发生器、副泵、液压马达、一号换向阀、二号换向阀、蓄能缓冲器、高频换向阀；混凝土基础的中间部位设置有一个安装空间放置高频冲击座，高频冲击座和监测安装座接触连接，高频冲击座通过连接法兰和冲击器连接，冲击器通过液压管道和高频换向阀连接，高频换向阀的转轴和液压马达连接，液压马达通过液压管道和副泵、油箱连接，高频换向阀通过液压管道和主泵连接，主泵和电机连接，主泵和高频换向阀之间的液压管道上安装有蓄能缓冲器及主溢流阀；多孔砖墙体砌体的上半段通过连接装置和水平负载模拟装置连接，水平负载模拟装置安装在左检测台立柱且通过液压管道和二号换向阀连接，多孔砖墙体砌体的上表面和纵向负载模拟装置接触连接，纵向负载模拟装置通过连接法兰安装在水平横梁的下表面且通过液压管道和一号换向阀连接，水平横梁安装在左检测台立柱和右检测台立柱的上方；

所述控制系统包括计算机终端、压力传感器、中央信号处理器、信号转化器、电控比例调速阀，压力传感器安装在各个负载模拟装置的输入管道上，用于监测负载压力值，压力传感器通过导线和信号转化器连接，信号转化器将信号转化成数字信号发送给中央信号处理器，中央信号处理器将数据发送给计算机终端进行处理反馈，信号处理器获得反馈指令后再通过信号转化器发送控制指令给电控比例调速阀和信号发生器，电控比例调速阀调节各个负载模拟装置压力、信号发生器控制电机的转速从而控制输出流量。

2.根据权利要求1所述的一种多孔砖墙体砌体抗剪强度检测装置，其特征是，所述一号换向阀、二号换向阀为三位四通电磁换向阀，常态为开启状态，当液压系统的压力和流量变化值达到系统设定值时，三位四通电磁换向阀为闭合状态。

3.根据权利要求1所述的一种多孔砖墙体砌体抗剪强度检测装置，其特征是，监测传感器由上层的迭层薄膜、中间的电阻片、下表面的塑料薄膜组成，电阻片通过导线和测量模块连接，测量模块和数据采集模块连接，数据采集模块通过通讯模块和计算机终端连接。

4.根据权利要求1所述的一种多孔砖墙体砌体抗剪强度检测装置的使用方法，其特征是，所述使用方法包括以下步骤；

步骤1、确定多孔砖墙体砌体的结构设计；根据多孔砖墙体砌体的结构设计，建立装配式多孔砖墙体砌体三维模型，对三维模型进行各向载荷的施加，计算装配式多孔砖墙体砌体在实际应用过程中能够承受的形变极限载荷大小和容易发生断裂的薄弱点，优化多孔砖墙体砌体的结构设计，再确定监测传感器数量和位置， 同时根据多孔砖墙体砌体需要施加的载荷大小，确定纵向负载模拟装置、水平负载模拟装置的型号及配套液压系统部件的型号；

步骤2、制作多孔砖墙体砌体；所述多孔砖墙体砌体内设填芯区，填芯区的内壁四周设置有螺旋填芯箍筋，螺旋填芯箍筋和填芯区纵向钢筋绑定连接，填芯区纵向钢筋穿过连接钢板和监测安装座连接，监测安装座内设置有和连接钢板焊接固定连接的数个锚固钢筋，焊接长度不小于100mm，所述监测安装座由C40混凝土浇筑形成，监测传感器采用耐高温的AB胶安装在填芯区纵向钢筋上且布置间距为200mm， 监测传感器安装在锚固钢筋上且布置间距为250mm；填芯区长度为500-1000mm，填充C40微膨混凝土，经过生产工艺和蒸养后准备测试；

步骤3、测试阶段；根据步骤1计算所得到的多孔砖墙体砌体的每个部位的形变极限载荷，通过纵向负载模拟装置、水平负载模拟装置在不同方向施加载荷及通过冲击器产生不同频率的振动波形；

步骤4、数据处理；监测传感器产生的监测数据通过数据采集模块进行采集，数据采集模块通过通讯模块和数据监测数据库连接，数据监测数据库存储在计算机终端，计算机对数据进行二次校正，校正变形过程中水平负载模拟装置荷载会产生水平分力，将水平负载模拟装置的数据加载二阶效应，按照多孔砖墙体砌体的横向截面和位移值估算水平负载值；

步骤5、数据分析；将测量数据和多孔砖墙体砌体变形进行分析测量，优化产品。

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