CN110579402B - 一种研究frp加固梁蠕变特性的持续加载装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种研究FRP加固梁蠕变特性的持续加载装置,包括钢架台支座、竖向钢梁、水平圆钢柱、杠杆横梁、传力短钢梁、加载点圆钢柱、传力长钢梁、试验梁、千斤顶、位移百分表和压力传感器;工作时,千斤顶施加荷载后,以杠杆横梁的中点为支点,基于杠杆原理,荷载通过杠杆横梁、传力短钢梁、加载点圆钢柱和传力长钢梁传递到多根试验梁上;千斤顶的加载范围大,所能施加荷载范围大,且不受力臂所需空间的限制,又能够对多根FRP加固梁同时进行加载,大大提高了加载效率,同时可以实时监控千斤顶的施加荷载、加载区顶部的荷载和传递到底部的荷载,以及每根FRP加固试验梁的跨中挠度,提高了时效性。
Description
技术领域
本发明涉及加载试验装置技术领域,特别是涉及一种研究FRP加固梁蠕变特性的持续加载装置。
背景技术
传统的受弯构件(如FRP加固梁)的长期性能试验常用加载方式有堆载法、杠杆法、千斤顶加载法和螺杆法。堆载法荷载稳定,但受空间限制,需要大量重物,加载水平有限;千斤顶加载法和螺杆法依靠反力装置提供加载,采用力传感器控制荷载大小,缺点是由于构件的徐变作用荷载随时间降低;杠杆法加载优点是荷载稳定,通过调节力臂长度可以方便控制荷载大小,可以有效提高加荷等级,但对于施加荷载要求较大的实验会对力臂长度提出更高的要求,这点可能会受空间限制。而且传统的受弯构件(如FRP加固梁)的长期性能试验一般只对单一试件进行加载试验,实验装置空间利用效率低,利用对于需要同时测试多根试件的长期性能试验无法满足其要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种研究FRP加固梁蠕变特性的持续加载装置,以解决上述现有技术存在的问题,装置结构简单,安装方便,所能施加荷载范围大,且不受力臂所需空间的限制,又能够对多根FRP加固梁同时进行加载,大大提高了加载效率,同时可以实时监控千斤顶的施加荷载、加载区顶部的荷载和传递到底部的荷载,以及每根试验FRP加固梁的跨中挠度,提高了时效性。
为实现上述目的,本发明提供了如下方案:
本发明提供一种研究FRP加固梁蠕变特性的持续加载装置,包括钢架台支座、竖向钢梁、水平圆钢柱、杠杆横梁、传力短钢梁、加载点圆钢柱、传力长钢梁、试验梁、千斤顶、位移百分表和压力传感器;
所述竖向钢梁设置于所述钢架台支座的顶部两侧,所述杠杆横梁纵向设置于两根所述竖向钢梁之间;所述水平圆钢柱的中部穿设在所述杠杆横梁上并与所述杠杆横梁固定连接,所述水平圆钢柱的两端分别穿过两根所述竖向钢梁并与两根所述竖向钢梁转动连接;
所述传力短钢梁设置于所述杠杆横梁的首端底部,所述试验梁设置有多根,多根所述试验梁竖向排列设置于所述传力短钢梁和所述钢架台支座之间,相邻的两根所述试验梁之间设置有所述传力长钢梁,位于底部的所述试验梁与所述钢架台支座之间也设置有所述传力长钢梁,所述传力长钢梁的底端和顶端与所述试验梁的之间均限位设置有所述加载点圆钢柱,所述传力短钢梁的底端与其底部的所述试验梁之间也限位设置有所述加载点圆钢柱;
所述千斤顶的缸体端坐落于地面上,顶推端与所述杠杆横梁的尾端底部相抵;所述位移百分表和所述压力传感器用于实施监测所述千斤顶的施加荷载、所述杠杆横梁的首端底部的加载区顶部荷载和传递到底部的荷载,以及每根所述试验梁的跨中挠度。
优选地,所述水平圆钢柱与所述杠杆横梁焊接固定。
优选地,所述水平圆钢柱穿出于两根所述杠杆横梁的外端螺纹连接有螺栓。
优选地,所述钢架台支座包括两根纵向钢梁和两根横向钢梁,两根所述纵向钢梁平行设置,两根所述横向钢梁横向焊接于两根所述纵向钢梁之间,两根所述竖向钢梁分别焊接于其中一根所述纵向钢梁的顶部,且两根所述竖向钢梁对称设置。
优选地,所述传力短钢梁与其底部的所述试验梁之间设置有两根所述加载点圆钢柱,两根所述加载点圆钢柱限位于所述传力短钢梁底部两端设置的限位槽内。
优选地,所述传力长钢梁与其顶部的所述试验梁和其底部的所述试验梁之间均设置有两个所述加载点圆钢柱;所述加载点圆钢柱分别限位于所述传力长钢梁的顶部两端设置的限位槽内和底部中间位置处相对设置的两个限位槽内。
优选地,所述位移百分表安装在每根所述试验梁的跨中位置。
优选地,所述压力传感器设置有多个,多个所述压力传感器分别安装在所述千斤顶与所述杠杆横梁之间、最顶端的所述加载试验梁与所述传力短钢梁之间以及最底端的所述加载试验梁与其底部的所述传力长钢梁之间。
本发明相对于现有技术取得了以下有益技术效果:
本发明提供的研究FRP加固梁蠕变特性的持续加载装置,荷载稳定且竖向可调,可施加的荷载范围大,可用于不同几何尺寸构件的加载,且可同时进行多根试件的加载,且通过压力传感器实时监控试验梁上所施加荷载,提高了时效性。该加载装置既适合受弯构件(如FRP加固梁)的长期性能试验,又适合荷载与环境作用下受弯构件(如FRP加固梁)的耐久性试验。与现有技术相比,首先,本发明将杠杆原理和机械式千斤顶相互结合,荷载稳定而且即使在较小的力臂长度下,由于机械式千斤顶的加载范围大,也能施加较大范围的荷载,这满足了一些对荷载要求比较大的实验需求,其次,由于力臂长度要求不高,不受空间限制;而且,加载系统能够对多根FRP加固梁同时进行加载,同时测量多根FRP加固梁的长期性能,节约了试验空间,提高了加载效率;最后压力传感器可以实时监控在试验FRP加固梁上所施加荷载,提高了时效性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明中研究FRP加固梁蠕变特性的持续加载装置的立体结构示意图;
图2为本发明中研究FRP加固梁蠕变特性的持续加载装置的侧向视图;
图中:1-钢架台支座、2-竖向钢梁、3-水平圆钢柱、4-杠杆横梁、5-传力短钢梁、6-加载点圆钢柱、7-传力长钢梁、8-试验梁、9-千斤顶、10-位移百分表、11-压力传感器、12-螺栓。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种研究FRP加固梁蠕变特性的持续加载装置,以解决现有技术存在的问题。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,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。
本实施例提供了种研究FRP加固梁蠕变特性的持续加载装置,如图1、图2所示,包括钢架台支座1、竖向钢梁2、水平圆钢柱3、杠杆横梁4、传力短钢梁5、加载点圆钢柱6、传力长钢梁7、试验梁8、千斤顶9、位移百分表10和压力传感器11;
竖向钢梁2焊接于钢架台支座1的顶部两侧,杠杆横梁4纵向设置于两根竖向钢梁2之间;水平圆钢柱3的中部穿设在杠杆横梁4上并与杠杆横梁4焊接固定,水平圆钢柱3的两端分别穿过两根竖向钢梁2并与两根竖向钢梁2转动连接,水平圆钢柱3穿出于两根杠杆横梁4的外端螺纹连接有螺栓12,通过螺栓12实现轴向限位;
传力短钢梁5设置于杠杆横梁4的首端底部,与杠杆横梁4接触设置;试验梁8设置有多根,多根试验梁8竖向排列设置于传力短钢梁5和钢架台支座1之间,相邻的两根试验梁8之间设置有传力长钢梁7,位于底部的试验梁8与钢架台支座1之间也设置有传力长钢梁7,传力长钢梁7的底端和顶端与试验梁8的之间均限位设置有加载点圆钢柱6,传力短钢梁5的底端与其底部的试验梁8之间也限位设置有加载点圆钢柱6;
千斤顶9的缸体端坐落于地面上,顶推端与杠杆横梁4的尾端底部相抵;位移百分表10和压力传感器11用于实施监测千斤顶9的施加荷载、杠杆横梁4的首端底部的加载区顶部荷载和传递到底部的荷载,以及每根试验梁8的跨中挠度。
于本具体实施例中,钢架台支座1包括两根纵向钢梁和两根横向钢梁,两根纵向钢梁平行设置,两根横向钢梁横向焊接于两根纵向钢梁之间,两根竖向钢梁2分别焊接于其中一根纵向钢梁的顶部,且两根竖向钢梁2对称设置。
于本具体实施例中,传力短钢梁5与其底部的试验梁8之间设置有两根加载点圆钢柱6,两根加载点圆钢柱6限位于传力短钢梁5底部两端设置的限位槽内;传力长钢梁7与其顶部的试验梁8和其底部的试验梁8之间均设置有两个加载点圆钢柱6;加载点圆钢柱6分别限位于传力长钢梁7的顶部两端设置的限位槽内和底部中间位置处相对设置的两个限位槽内。
于本具体实施例中,位移百分表10安装在每根试验梁8的跨中位置;压力传感器11设置有多个,多个压力传感器11分别安装在千斤顶9与杠杆横梁4之间、最顶端的加载试验梁8与传力短钢梁5之间以及最底端的加载试验梁8与其底部的传力长钢梁7之间;为使压力传感器11实现测量,加载试验梁8与传力短钢梁5之间的压力传感器11位于传力短钢梁5底部的两个加载点圆钢柱6与加载试验梁8之间,同理,最底端的加载试验梁8与传力长钢梁7之间的压力传感器11位于传力长钢梁7顶部的两个加载点圆钢柱6与加载试验梁8之间。
本发明提供的研究FRP加固梁蠕变特性的持续加载装置,工作时,千斤顶9施加一定大小的荷载后,以杠杆横梁4的中点为支点,基于杠杆原理,荷载通过杠杆横梁4传递到加载区的传力短钢梁5处,在传力短钢梁5的凹槽处通过合适凹槽尺寸的加载点圆钢柱6将上部传来的荷载施加到试验梁8上,上部的试验梁8与带四个凹槽的传力长钢梁7在靠近端部的凹槽处通过加载点圆钢柱6传力,然后带四个凹槽的传力长钢梁7通过安装在钢梁底部凹槽处的加载点圆钢柱6将荷载继续传递到下面的试验梁8处,这样连续传力,直到将荷载传到底部的传力长钢梁7,此过程中,位移百分表10和压力传感器11实时监控千斤顶9的施加荷载、加载区顶部的荷载和传递到底部的荷载,以及每根试验梁8的跨中挠度,达到了多个试验梁8同时施加四点弯曲持续荷载并实时监控的效果。
该装置结构简单,安装方便,所能施加荷载范围大,且不受力臂所需空间的限制,又能够对多根FRP加固梁同时进行加载,大大提高了加载效率,同时可以实时监控千斤顶9的施加荷载、加载区顶部的荷载和传递到底部的荷载,以及每根试验梁8的跨中挠度,提高了时效性。可做模拟实验如下:
1、受弯构件(如FRP加固梁)的长期性能试验;
2、持续荷载与环境作用下受弯构件(如FRP加固梁)的耐久性试验。
本发明应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (3)
1.一种研究FRP加固梁蠕变特性的持续加载装置,其特征在于:包括钢架台支座、竖向钢梁、水平圆钢柱、杠杆横梁、传力短钢梁、加载点圆钢柱、传力长钢梁、试验梁、千斤顶、位移百分表和压力传感器;
所述竖向钢梁设置于所述钢架台支座的顶部两侧,所述杠杆横梁纵向设置于两根所述竖向钢梁之间;所述水平圆钢柱的中部穿设在所述杠杆横梁上并与所述杠杆横梁固定连接,所述水平圆钢柱的两端分别穿过两根所述竖向钢梁并与两根所述竖向钢梁转动连接;
所述传力短钢梁设置于所述杠杆横梁的首端底部,所述试验梁设置有多根,多根所述试验梁竖向排列设置于所述传力短钢梁和所述钢架台支座之间,相邻的两根所述试验梁之间设置有所述传力长钢梁,位于底部的所述试验梁与所述钢架台支座之间也设置有所述传力长钢梁,所述传力长钢梁的底端和顶端与所述试验梁的之间均限位设置有所述加载点圆钢柱,所述传力短钢梁的底端与其底部的所述试验梁之间也限位设置有所述加载点圆钢柱;
所述千斤顶的缸体端坐落于地面上,顶推端与所述杠杆横梁的尾端底部相抵;所述位移百分表和所述压力传感器用于实施监测所述千斤顶的施加荷载、所述杠杆横梁的首端底部的加载区顶部荷载和传递到底部的荷载,以及每根所述试验梁的跨中挠度;
所述水平圆钢柱与所述杠杆横梁焊接固定;
所述水平圆钢柱穿出于两根所述竖向钢梁的外端螺纹连接有螺栓;
所述钢架台支座包括两根纵向钢梁和两根横向钢梁,两根所述纵向钢梁平行设置,两根所述横向钢梁横向焊接于两根所述纵向钢梁之间,两根所述竖向钢梁分别焊接于其中一根所述纵向钢梁的顶部,且两根所述竖向钢梁对称设置;
所述传力短钢梁与其底部的所述试验梁之间设置有两根所述加载点圆钢柱,两根所述加载点圆钢柱限位于所述传力短钢梁底部两端设置的限位槽内;
所述传力长钢梁与其顶部的所述试验梁和其底部的所述试验梁之间均设置有两个所述加载点圆钢柱;所述加载点圆钢柱分别限位于所述传力长钢梁的顶部两端设置的限位槽内和底部中间位置处相对设置的两个限位槽内。
2.根据权利要求1所述的研究FRP加固梁蠕变特性的持续加载装置,其特征在于:所述位移百分表安装在每根所述试验梁的跨中位置。
3.根据权利要求1所述的研究FRP加固梁蠕变特性的持续加载装置,其特征在于:所述压力传感器设置有多个,多个所述压力传感器分别安装在所述千斤顶与所述杠杆横梁之间、最顶端的所述试验梁与所述传力短钢梁之间以及最底端的所述试验梁与其底部的所述传力长钢梁之间。
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