CN109856046A - 一种钢筋-混凝土粘结性能测试装置及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种钢筋‑混凝土粘结性能测试装置及测试方法，装置包括梁氏试件、分配梁和上部连接件，所述梁氏试件包括左、右两块半梁混凝土，由一根通长钢筋连接，所述左、右两块半梁混凝土相对的两侧分别设有L型槽；两个L型槽形成的凹槽中卡合放置有钢铰，钢铰中间设有钢铰转轴，所述钢铰转轴到左、右两块半梁混凝土边缘的距离相等；梁氏试件上方设有分配梁；所述左、右两块半梁混凝土的下方分别设有球铰支座。本发明解决了拉拔粘结试验中钢筋、混凝土应力状态与真实情况不符的问题，本发明加载过程中力臂明确，可测试基于梁氏构件测试钢筋‑混凝土的粘结性能。

Description

一种钢筋-混凝土粘结性能测试装置及测试方法

技术领域

本发明属于材料性能测试技术领域，具体涉及一种钢筋-混凝土粘结性能测试装置及测试方法，适用于钢筋-混凝土梁氏试验,测定钢筋与混凝土间粘结强度。

背景技术

钢筋-混凝土的粘结滑移性能是混凝土的基本力学性能。对钢筋-混凝土的粘结滑移问题的研究不仅在理论上具有重要意义，在工程实践中也非常重要，例如钢筋在混凝土中的锚固长度，搭接长度等。

当前钢筋与混凝土的粘结性能测试主要应用拉拔试验方式进行。该试验方法和试件形式较为简单，但采用这种方法，试验中混凝土和钢筋的应力状态是不同的。而梁氏试验完全模拟钢筋在梁中弯剪区域的锚固状态，与实际受力状态相符，能较好地反映钢筋在实际混凝土结构中的粘结滑移性能。因此，需要一种可测试梁氏构件中钢筋与混凝土粘结性能的试验装置。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种构造简单、组装方便、利于试验观测的试验装置及方法，用于实现测试钢筋-混凝土间的粘结滑移性能。

本发明的技术方案如下：

一种钢筋-混凝土粘结性能测试装置，包括梁氏试件、分配梁、球铰支座和上部连接件，所述梁氏试件包括左、右两块半梁混凝土，由一根通长钢筋连接，所述左、右两块半梁混凝土相对的两侧分别设有L型槽；两个L型槽形成的凹槽中卡合放置有钢铰(钢铰与凹槽相互配合，钢铰和凹槽的尺寸相吻合)，钢铰中间设有钢铰转轴，所述钢铰转轴到左、右两块半梁混凝土边缘的距离相等，力臂明确，以便根据力矩平衡准确地计算钢筋拉力；梁氏试件上方设有分配梁；所述左、右两块半梁混凝土的下方分别设有球铰支座。

球铰支座顶部结构为球铰。

所述分配梁包括钢板和固定铰支座，所述固定铰支座上端与钢板固定连接，固定铰支座下端与梁氏试件固定连接，用来传递荷载并控制加载位置；更进一步地，固定铰支座上端与钢板通过螺栓连接，固定铰支座下端通过螺杆与梁氏试件连接；所述固定铰支座中间设有固定铰支座转轴。

所述钢铰转轴和固定铰支座转轴为钢柱。

所述左、右两块半梁混凝土的上方分别与固定铰支座的下端固定连接。

所述上部连接件为钢棒，钢棒与钢板连接(通过钢棒将加载装置和测试装置连接)，保证试验机的加载装置距梁氏试件有一定的空间，易于放置试件，观察试验。

本发明还提供一种钢筋-混凝土粘结性能测试装置的测试方法，包括如下步骤：

第一步，将梁氏试件置于球铰支座上，微调对中(球铰支座加载过程中起到支撑和自然转动作用)；

第二步，分配梁组装后，将其与梁氏试件连接；

第三步，将钢铰置于梁氏试件两个L型槽形成的凹槽中；

第四步，上部连接件的上端通过荷载传感器加载装置连接，调节加载装置的高度，直至下端穿入钢板中间圆孔，将试验机加载装置与试验装置连接成整体；

第五步，加载装置加载，试件破坏前，钢筋产生较小滑移，任一半梁出现裂缝时，钢筋滑移突然增大，但未脱离混凝土，最终两块半梁相继破坏，出现较大裂缝。

本发明的有益效果为：解决了拉拔粘结试验中钢筋、混凝土应力状态与真实情况不符的问题。本发明钢铰和凹槽的尺寸刚好吻合，直接放在凹槽上，不会晃动，无需与试件固定，即可起到转动作用，采用球铰支座，保证梁氏试件变形，球铰支座始终与试件表面垂直，灵活方便。本装置采用梁氏试件，可更好地模拟钢筋在梁端的粘结锚固情况，并且力臂明确，可计算得钢筋拉力，测试钢筋-混凝土的粘结性能。随着加载逐渐增大，混凝土逐渐向下变形，钢铰也随之变形，钢铰上方钢板间距变小，下方间距变大；固定铰支座也随之转动，其下方的钢板始终与试件表面保持固定。在施加荷载过程中，加载装置与试验装置不会产生脱离。此外本装置易于观察试验现象，且不应影响试验现象的发生。可重复利用。

附图说明

图1是本发明结构示意图；

图2是本发明固定铰支座侧视图；

图3是本发明钢铰侧视图；

图4是本发明梁氏试件示意图；

图5是受力分析简图；

图中：1梁氏试件；2支座；3固定铰支座；4钢铰；5螺杆；6钢棒；7钢板；8螺栓；9钢柱；10钢筋。

具体实施方式

如图1所示，一种钢筋-混凝土粘结性能测试装置，包括梁氏试件1、分配梁和钢棒6，所述梁氏试件1包括左、右两块半梁混凝土，由一根通长钢筋10连接，所述左、右两块半梁混凝土相对的两侧分别设有L型槽；两个L型槽形成的凹槽中卡合放置有钢铰4(钢铰与凹槽相互配合，钢铰和凹槽的尺寸相吻合)，钢铰4中间设有钢铰转轴，所述钢铰转轴到左、右两块半梁混凝土边缘的距离相等，力臂明确，以便根据力矩平衡准确地计算钢筋拉力；梁氏试件1上方设有分配梁；所述左、右两块半梁混凝土的下方分别设有球铰支座2。

所述分配梁包括钢板7和固定铰支座3，固定铰支座3上端与钢板7通过螺栓8连接，所述左、右两块半梁混凝土的上方分别与固定铰支座3的下端通过螺杆5连接；所述固定铰支座3中间设有固定铰支座转轴。

所述钢铰转轴和固定铰支座转轴为钢柱。

所述钢棒6与钢板7中心连接(通过钢棒将加载装置和测试装置连接)，保证试验机的加载装置距梁氏试件有一定的空间，易于放置试件，观察试验。

梁氏试件1为尺寸100*100*400mm的混凝土，左、右两块半梁混凝土较小的间距为30mm，两个L型槽间距为50mm，放置钢铰4，L型槽长100mm，宽50mm，厚10mm，钢铰4长100mm，宽50mm，厚50mm，钢筋10的直径为12或16mm，钢筋10距混凝土边缘距离为30mm；两球铰间距300mm；钢板7长150mm，宽130mm，厚20mm，钢板7左右两端部开洞直径10mm，中心开洞直径10mm；固定铰支座3长130mm，宽50mm，高100mm，两个固定铰支座3中间间距100mm，钢棒6一端直径10mm；螺杆5表面设有螺纹，直径10mm。

一种钢筋-混凝土粘结性能测试装置的测试方法，包括如下步骤：

第一步，预制梁氏试件1，将梁氏试件1置于球铰支座2，微调对中；

第二步，分配梁组装后，将其与梁氏试件1相连接，固定铰支座3上端与钢板7通过螺栓8固定，下端通过螺杆5与梁氏试件1固定；

第三步，将钢铰4置于梁氏试件1两个L型槽形成的凹槽中，使力臂明确，力矩平衡可得钢筋拉力，如图4，钢筋拉力F＝P*(a₁-a₂)/(2*la)，其中，P表示加载力，a₁为钢铰到球铰支座的距离、a₂为钢铰到固定铰支座的距离、la为球铰到钢筋的距离，a₁＝160mm,a₂＝50mm，la＝45mm；

第四步，钢棒6的上端通过荷载传感器与加载装置连接，调节加载装置的高度，直至钢棒6下端穿入钢板7中间圆孔，将加载装置与试验装置连接成整体；

第五步，加载装置加载，试件破坏前，钢筋10产生较小滑移，任一半梁出现裂缝时，钢筋10滑移突然增大，但未脱离混凝土，最终两块半梁相继破坏，出现较大裂缝。

所述加载装置为电液伺服500吨试验机。

以上仅是本发明的范例，对本发明的保护范围不构成任何限制。凡采用等同变换或者等效变换替换而成的技术方案，均落在本发明权利保护范围之内。

Claims (5)

1.一种钢筋-混凝土粘结性能测试装置，其特征在于：包括梁氏试件(1)、分配梁、球铰支座(2)和上部连接件，所述梁氏试件(1)包括左、右两块半梁混凝土，由一根通长钢筋(10)连接，所述左、右两块半梁混凝土相对的两侧分别设有L型槽；两个L型槽形成的凹槽中卡合放置有钢铰(4)，钢铰(4)中间设有钢铰转轴，所述钢铰转轴到左、右两块半梁混凝土边缘的距离相等；梁氏试件(1)上方设有分配梁；所述左、右两块半梁混凝土的下方分别设有球铰支座(2)。

2.如权利要求1所述的一种钢筋-混凝土粘结性能测试装置，其特征在于：所述分配梁包括钢板(7)和固定铰支座(3)，所述固定铰支座(3)上端与钢板(7)固定连接，固定铰支座(3)下端与梁氏试件(1)固定连接。

3.如权利要求2所述的一种钢筋-混凝土粘结性能测试装置，其特征在于：所述左、右两块半梁混凝土的上方分别与固定铰支座(3)的下端固定连接。

4.如权利要求2所述的一种钢筋-混凝土粘结性能测试装置，其特征在于：所述上部连接件为钢棒(6)，钢棒(6)与钢板(7)连接。

5.如权利要求1所述的一种钢筋-混凝土粘结性能测试装置的测试方法，包括如下步骤：

第一步，将梁氏试件(1)置于球铰支座(2)上，微调对中；

第二步，分配梁组装后，将其与梁氏试件(1)连接；

第三步，将钢铰(4)置于梁氏试件(1)两个L型槽形成的凹槽中；

第四步，上部连接件的上端通过荷载传感器与加载装置连接，调节加载装置的高度，直至上部连接件的下端穿入钢板(7)中间圆孔；

第五步，加载装置加载，试件破坏前，钢筋产生较小滑移，任一半梁出现裂缝时，钢筋滑移突然增大，但未脱离混凝土，最终两块半梁相继破坏，出现较大裂缝。