CN110308092A - 一种钢筋混凝土粘结性能拉伸试验机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种钢筋混凝土粘结性能拉伸试验机，包括加热炉，加热炉的上炉壁可拆连接于四周炉壁上端，下炉壁上设置有下炉壁钢筋穿孔，拉伸试验机还包括反力架，反力架包括至少三个并列布置的传力杆及设置于传力杆底部的用于所述粘结试件的混凝土块放置的下承载板，上炉壁上设置有供传力杆沿上下方向贯穿的上炉壁传力杆穿孔，传力杆的上端设置有与下承载板并列布置的上承载板，上承载板上设置有用于与上加载头连接的加载头连接结构，传力杆与上承载板和/或下承载板可拆连接。本发明解决了现有技术中对粘结试件进行拉伸试验时，加热装置与加载装置分离而导致粘结试件加载时的温度低于目标温度，所得试验结果不准确的技术问题。

Description

一种钢筋混凝土粘结性能拉伸试验机
技术领域
本发明涉及一种用于对火灾高温环境中钢筋混凝土粘结性能进行拉伸试验的钢筋混凝土粘结性能拉伸试验机。
背景技术
近年来，随着社会的飞速发展，城市人口日益密集，高层建筑数量激增，燃气、电器的使用也日趋广泛，建筑火灾发生的可能性逐渐增大，控制火灾蔓延的难度也越来越大，建筑结构的火灾问题日益突出。在火灾高温的持续作用下，混凝土构件内的钢筋和混凝土都会因逐渐升高而引起力学性能的下降，而构件中钢筋与混凝土的粘接性能起到关键作用，其劣化对力学性能的影响甚至超过钢筋或混凝土自身的劣化。但钢筋与混凝土粘结性能的劣化程度究竟如何，钢筋与混凝土粘结性能随温度的变化幅度有多大，钢筋-混凝土粘结作用及其原理与常温下有多大差异，这些问题都没能解决，因而无法准确进行钢筋混凝土构件与结构高温力学性能的理论分析和数值模拟。
现有技术中，采用近似的高温中钢筋混凝土粘结性能试验，即待升温设备中的粘结试件温度达到目标值后，立即用高温钳将处于高温状态的试件放到拉伸试验机上加载，即加热装置和加载系统是分离的，粘结试件移动的过程中温度会发生变化，无法达到目标温度，试验结果表明，所得的钢筋混凝土粘结试验结果与火灾高温中钢筋混凝土实际的粘接性能有较大差异；此外，需要多组试验数据时，需要对多个粘结试件进行分别加热，一方面比较浪费能源，各次加热的温度一致性也不容易得到保证。
发明内容
本发明的目的在于提供一种钢筋混凝土粘结性能拉伸试验机，以解决现有技术中对粘结试件进行拉伸试验时，加热装置与加载装置分离而导致粘结试件加载时的温度低于目标温度，所得试验结果不准确的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明中的技术方案如下：
一种钢筋混凝土粘结性能拉伸试验机，包括加载装置和加热装置，加载装置包括沿上下方向可相对移动和相背移动的上加载头和下加载头，加热装置包括加热炉，加热炉包括上炉壁、下炉壁和设置于上炉壁、下炉壁之间的四周炉壁，上炉壁可拆连接于四周炉壁上端，下炉壁上设置有供粘结试件的钢筋下端穿过的下炉壁钢筋穿孔，拉伸试验机还包括反力架，反力架包括至少三个并列布置的传力杆及设置于传力杆底部的用于所述粘结试件的混凝土块放置的下承载板，上炉壁上设置有供传力杆沿上下方向贯穿的上炉壁传力杆穿孔，传力杆的上端设置有与下承载板并列布置的上承载板，上承载板上设置有用于与上加载头连接的加载头连接结构，传力杆与上承载板和/或下承载板可拆连接。
上炉壁上还设置有供所述钢筋的上端穿出的上炉壁钢筋穿孔。
拉伸试验机还包括用于固定于钢筋上侧的穿出端上的位移计及用于顶配于位移计与混凝土上端的顶杆，位移计处于加热炉的上侧，上炉壁上设置有供顶杆沿上下方向贯穿的上炉壁顶杆穿孔。
位移计有两个，两个位移计左右并列布置。
反力架有至少两个，各反力架沿前后方向间隔布置，加热炉的上炉壁上设置有用于分别对各反力架的传力杆进行固定的固定装置，加热装置还包括加热炉支架，加热炉沿前后方向导向移动装配于加热炉支架上。
本发明的有益效果为：在本发明中，加热炉的上炉壁与四周炉壁可拆连接，传力杆与上承载板和/或下承载板可拆连接，因此可以在使用时，将传力杆穿过上炉壁上的上炉壁传力杆穿孔后，完成反力架的组装，最后再将上炉壁连接于四周炉壁上，这样就可以保证下承载板及使用时放置于下承载板上的粘结试件的混凝土处于加热炉内，粘结试件的钢筋的下端经下炉壁钢筋穿孔穿出而用于与加载装置的下加载头连接，上承载板上的加载头连接结构用于与加载装置的上加载头连接，加热炉对粘结试件加热后，粘结试件不需与加热炉分离，可以直接通过加载装置对粘结试件进行加载，保证粘结试件受加载时的温度与目标温度一致，从而保证试验结果。
附图说明
图1是本发明中钢筋混凝土粘结性能拉伸试验机的一个实施例的结构示意图；
图2是图1中加热装置与反力架的配合示意图；
图3是图1中固定装置与传力杆的配合示意图。
具体实施方式
一种钢筋混凝土粘结性能拉伸试验机的实施例如图1~3所示：包括加载装置、加热装置和反力架，加载装置采用常规加载方式，其包括底座18，底座18上设置有四个立柱2，立柱2上沿上下方向导向移动装配有横梁1，横梁1上设置有上加载头3，底座18上设置有下加载头17，下加载头由加载机构驱动，本实施例中加载机构为竖向布置的液压缸（图中未示出），液压缸与下加载头相连而带动下加载头17上下移动，上加载头3、下加载头17均属于现有技术，在此对其结构不再详述。
加热装置包括加热炉支架16和沿前后方向导向移动装配于加热炉支架16上的加热炉，加热炉的底部设置有实现其前后移动的行走轮15，加热炉支架上设置有沿前后方向布置的刻度线25。加热炉包括上炉壁9、下炉壁14和设置于上炉壁9、下炉壁14之间的四周炉壁11，加热炉内设有加热丝，加热炉整体呈长度沿前后方向延伸的长方形盒体结构，其中上炉壁通过螺栓10与四周炉壁可拆连接。在本实施例中，反力架有三个，各反力架沿前后方向间隔布置，各反力架均包括四个并列布置的传力杆4，传力杆的上端通过螺纹可拆连接有上承载板6，传力杆的下端通过螺纹可拆连接有下承载板20，上承载板的中部连接有用于与上加载头连接的加载头连接结构，本实施例中，加载头连接结构为一个竖向布置的连接杆5。上炉壁9上设置有供各传力杆对应穿出的上炉壁传力杆穿孔24。
下承载板20用于放置粘结试件，粘结试件包括竖向布置的钢筋13和与钢筋13浇筑固定的混凝土12，上炉壁上设置有上炉壁钢筋穿孔，下炉壁上设置有下炉壁钢筋穿孔19，钢筋13的上端经上炉壁钢筋穿孔穿出，钢筋的下端经下炉壁钢筋穿孔19穿出，钢筋的下侧穿出端即钢筋的下端用于与加载装置的下加载头17连接，反力架的下承载板上设置有供钢筋径向通过的径向过孔25。拉伸试验机还包括用于固定于钢筋上侧的穿出端上的位移计7及用于顶配于位移计与混凝土上端的顶杆8，位移计处于加热炉的上侧，上炉壁上设置有供顶杆沿上下方向贯穿的上炉壁顶杆穿孔。本实施例中位移计有两个，两个位移计左右并列布置，位移计与钢筋之间设置有隔热层。
加热炉的上炉壁上设置有用于分别对各反力架的传力杆进行固定的固定装置21，固定装置21用于对反力架进行临时固定，本实施例中，固定装置包括与对应传力杆对应布置的轴线沿上下方向延伸的固定环22，固定环套设于传力杆的外围，且固定环固定于上炉壁的上端，固定环上沿径向螺纹装配有顶紧螺钉23，通过旋拧顶紧螺钉，顶紧螺钉顶住传力杆从而实现对反力架的临时固定，需要松开反力架上，旋松顶紧螺钉即可。
使用时，打开上炉壁，将各反力架的传力杆经上炉壁传力杆穿孔24穿过后，完成反力架的组装，粘结试件的钢筋经下承载板上的下承载板钢筋穿孔穿过后，粘结试件的混凝土放置于下承载板上，然后将上炉壁连接于四周炉壁上，完成加热炉的组装，固定装置对三个反力架进行固定，通过加热炉对三个反力架上的粘结试件进行同时加热，一方面可以节省能源，另外也可以保证三个粘结试件温度的一致性，加热完成后，上加载头下行与其中一个反力架的连接杆连接，下加载头上行与对应的钢筋下端连接，松开该反力架对应的固定装置，通过加载装置对该粘结试件进行竖向拉伸加载，位移计连接在加热炉上侧的钢筋上，通过深入炉内的顶杆与混凝土顶压配合量测变形，得到高温中钢筋粘结的滑移曲线，位移计位于钢筋的上端，且与钢筋之间有隔热层，钢筋的热量不会传导至位移计上，且钢筋的上端为不受力的自由端，因此该段钢筋本身的变形可以忽略，两个位移计采集的平均值即为钢筋-混凝土的粘结滑移量。在完成一个粘结试件的拉伸试验后，松开上加载头和下加载头，前后移动加热炉，将另外一个粘结试件移动至与上加载头、下加载头对应位置处，可以对下一个粘结试件进行拉伸加载试验，如此重复可以完成对所有粘结试件的拉伸试验。
本发明中，通过上炉壁与四周炉壁的可拆连接配合关系，通过传力杆与上承载板、下承载板的可拆连接配合关系，使得可以将特殊结构的反力架贯穿加热炉设置，从而保证粘结试件在被加载时，不与加热炉分离，避免了现有技术中，粘结试件与加热炉分离后容易失温的问题；此外，可以完成对多个粘结试件的拉伸试验，获得多组试验数据的同时，节省能源，还可以尽可能的保证各拉伸试验中粘结试件温度的一致性，试验数据更有参考价值。在本发明的其它实施例中，传力杆也可以仅与上承载板或下承载板可拆连接；上炉壁与四周炉壁之间的可拆连接也可以通过其它方式来实现，比如说通过卡扣来实现上炉壁与四周炉壁的可拆连接；传力杆与上承载板、下承载板的可拆连接也可以通过螺栓来实现。

Claims (5)

1.一种钢筋混凝土粘结性能拉伸试验机，包括加载装置和加热装置，加载装置包括沿上下方向可相对移动和相背移动的上加载头和下加载头，其特征在于：加热装置包括加热炉，加热炉包括上炉壁、下炉壁和设置于上炉壁、下炉壁之间的四周炉壁，上炉壁可拆连接于四周炉壁上端，下炉壁上设置有供粘结试件的钢筋下端穿过的下炉壁钢筋穿孔，拉伸试验机还包括反力架，反力架包括至少三个并列布置的传力杆及设置于传力杆底部的用于所述粘结试件的混凝土块放置的下承载板，上炉壁上设置有供传力杆沿上下方向贯穿的上炉壁传力杆穿孔，传力杆的上端设置有与下承载板并列布置的上承载板，上承载板上设置有用于与上加载头连接的加载头连接结构，传力杆与上承载板和/或下承载板可拆连接。
2.根据权利要求1所述的拉伸试验机，其特征在于：上炉壁上还设置有供所述钢筋的上端穿出的上炉壁钢筋穿孔。
3.根据权利要求2所述的拉伸试验机，其特征在于：拉伸试验机还包括用于固定于钢筋上侧的穿出端上的位移计及用于顶配于位移计与混凝土上端的顶杆，位移计处于加热炉的上侧，上炉壁上设置有供顶杆沿上下方向贯穿的上炉壁顶杆穿孔。
4.根据权利要求3所述的拉伸试验机，其特征在于：位移计有两个，两个位移计左右并列布置。
5.根据权利要求1~4任意一项所述的拉伸试验机，其特征在于：反力架有至少两个，各反力架沿前后方向间隔布置，加热炉的上炉壁上设置有用于分别对各反力架的传力杆进行固定的固定装置，加热装置还包括加热炉支架，加热炉沿前后方向导向移动装配于加热炉支架上。
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