CN112113841B - 一种槽式预埋组件锚固受拉承载力试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于建筑材料检验技术领域，特别涉及一种槽式预埋组件锚固受拉承载力试验装置，本发明通过设置多个伺服电机及多个伺服电动缸可以自动调整接触式位移传感器和垂直压板A的位置，测试过程自动化，消除了人为干扰因素，提高了试验质量和效率。

Description

一种槽式预埋组件锚固受拉承载力试验装置

技术领域

本发明属于建筑材料检验技术领域，特别涉及一种槽式预埋组件锚固受拉承载力试验装置。

背景技术

建筑幕墙通常采用槽式预埋组件悬挂在建筑主体结构上，槽式预埋组件是槽式预埋件和T型螺栓副组成的锚固连接组合件，其中槽式预埋件由槽钢和锚筋构成预埋于钢筋混凝土中，T型螺栓副由T型螺栓、螺母、平垫圈和弹簧垫圏组成。T型螺栓副连接固定建筑幕墙，所以槽式预埋组件锚固质量是保证幕墙不造成脱落的关键。槽式预埋组件锚固受拉承载力不够会导致T型螺栓副在受轴向拉力作用下使预埋于混凝土中的槽式预埋组件出现失效和混凝土锥体劈裂破坏发生严重质量事故。测试槽式预埋组件锚固受拉承载力是在试验室中进行的，槽式预埋组件按规定预埋于抗拉强度等级C30素混泥土试块中养护期满后进行锚固受拉承载力试验，5件试样锚固受拉承载力均不应低于标准值。现还没有专用于测试建筑幕墙用槽式预埋组件锚固受拉承载力的试验装置。

发明内容

本发明要解决的问题是克服背景技术的不足，提供一种用于测试建筑幕墙用的槽式预埋组件锚固受拉承载力试验装置。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种槽式预埋组件锚固受拉承载力试验装置，包括工作台，所述工作台左右两端分别向上固定有垂直板B，两垂直板B上分别固定伺服电动缸A，伺服电动缸A向下的活塞杆A下端部与一水平板固定在一起，水平板平行工作台台面；所述水平板的中心位置设有孔A，伺服电动缸B的活塞杆B垂直向下穿过水平板的孔A，伺服电动缸B固定在水平板上，活塞杆B下端固定法兰盘B，法兰盘B下端固定压力传感器，在压力传感器下端装有凹台法兰盘，在凹台法兰盘内装有凸台螺母，凸台螺母下端旋接T型螺栓，T型螺栓位于槽钢内，槽钢锚固在槽式预埋组件锚固试块内，槽式预埋组件锚固试块放置在工作台台面中心位置；槽钢左右两边分别设有接触式位移传感器，接触式位移传感器插在固定套A中，固定套A与条形轴套C一体连接，条形轴套C上设有滑套D，在两侧的滑套D内穿有一水平滑杆，滑套D能在水平滑杆上滑动，水平滑杆中部安装在固定套B上，固定套B上还固定有双出轴伺服电机E，双出轴伺服电机E的左右两边的丝杆轴E的旋向相反，丝杆轴E与水平滑杆平行，在丝杆轴E左边旋有左旋丝母C，在丝杆轴E右边旋有右旋丝母D，左旋丝母C和右旋丝母D分别固定在左右两侧的条形轴套C上；所述固定套B固定在一悬臂杆的端部，悬臂杆另一端焊接在立杆的上端，立杆的下端焊接在法兰盘C上，法兰盘C固定在伺服电机D的伸缩杆的伸缩端的上端，伺服电机D固定在工作台台面上；在两个接触式位移传感器的外侧分别设有垂直压板A，垂直压板A上端连接水平台，水平台向上一体连接一凸板，在水平板上左右两边各设有对称的两个槽，槽沿左右方向布置，所述凸板向上穿过槽且凸板可以沿槽滑动，每个凸板上均设有孔B，左右两侧的前后凸板之间通过孔B均连接一水平轴，左侧的水平轴的前后两端分别焊有左旋丝母A，右侧的水平轴的前后两端分别焊有右旋丝母B，在水平板上表面前端和后端的中部各固定一双出轴伺服电机C，两左旋丝母A分别旋在两双出轴伺服电机C的两丝杆轴C的左侧，两右旋丝母B分别旋在两双出轴伺服电机C的两丝杆轴C的右侧，丝杆轴C的两端装在轴座上；在两垂直板B的下部内侧对应弹性垫的位置分别固定有监控摄像头A，在两垂直压板A的内侧分别固定监控摄像头B；伺服电动缸A、伺服电动缸B、双出轴伺服电机C、双出轴伺服电机E、伺服电机D、接触式位移传感器、监控摄像头A、监控摄像头B、压力传感器的电控导线均与PLC控制器连接。

优选的，所述垂直压板A下端装有弹性垫。

优选的，所述活塞杆A下端部固定有法兰盘A，法兰盘A下端通过螺栓与水平板固定在一起。

优选的，所述槽钢通过工字钢锚筋锚固在槽式预埋组件锚固试块内。

本发明的有益效果是：本发明提供了一种专用于测试建筑幕墙用槽式预埋组件锚固受拉承载力试验装置及使用方法，可以自动调整接触式位移传感器和垂直压板A的位置，测试过程自动化，消除了人为干扰因素，提高了试验质量和效率。

附图说明

图1是本发明的主视图。

图2是图1俯视图。

图3是图1的侧视图。

图4是图1的B-B放大旋转视图。

图5是图1的C-C剖视图。

图中，1地面，2工作台，3工作台台面，4PLC控制器，5监控摄像头A， 6弹性垫，7垂直压板A，8接触式位移传感器，9水平滑杆，10监控摄像头B，11水平板，12法兰盘A，13活塞杆A，14垂直板B，15伺服电动缸A，16轴座，17丝杆轴C，18水平台，19凸板,20水平轴， 21压力传感器，22法兰盘B，23活塞杆B，24孔A，25伺服电动缸B，26凹台法兰盘，27凸台螺母，28T型螺栓，29槽钢，30工字钢锚筋，31槽式预埋组件锚固试块，33固定套A，34固定套B，35左旋丝母A，36双出轴伺服电机C，37伺服电机D，38法兰盘C，39悬臂杆，40右旋丝母B，41立杆，43伸缩杆，44双出轴伺服电机E，45丝杆轴E，46条形轴套C，47左旋丝母C，48右旋丝母D，49滑套D，50槽，51孔B。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，本领域技术人员在没有作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。在本发明的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”、“上”、“下”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

图1至图5为本发明的实施例之一，地面1上放置工作台2，在工作台台面3左右两端向上通过螺栓分别固定垂直板B14，垂直板B14垂直工作台2，两侧垂直板B14平行，在两垂直板B14上部的内侧通过螺栓分别固定伺服电动缸A15，伺服电动缸A15的活塞杆A13下端部固定有法兰盘A12，法兰盘A12下端通过螺栓与一水平板11固定在一起，水平板11平行于工作台台面3，水平板11的中心位置通过螺栓装有伺服电动缸B25，伺服电动缸B25的活塞杆B23垂直穿过水平板11中心位置的孔A24，活塞杆B23下端固定法兰盘B22，法兰盘B22下端通过螺栓固定压力传感器21，在压力传感器21下端通过螺栓装有凹台法兰盘26，在凹台法兰盘26内装有凸台螺母27，凹台法兰盘26的凹台与凸台螺母27的凸台配合卡合在一起。凸台螺母27下端旋接T型螺栓28，T型螺栓28下端部位于槽钢29中部，槽式预埋组件锚固试块31放置在工作台台面3中心位置，其中槽钢29长度方向沿前后方向，这里所说的前后方向为垂直附图1纸面的方向为前后方向。T型螺栓28和槽钢29预埋在槽式预埋组件锚固试块31内，并且槽钢29底部进一步通过工字钢锚筋30锚固在槽式预埋组件锚固试块31内。

在槽式预埋组件锚固试块31上表面位于槽钢29左右两边分别设有接触式位移传感器8，槽钢29左右两边的接触式位移传感器8分别插在固定套A33中，并通过紧固螺栓与固定套A33固定在一起。固定套A33与一条形轴套C46为一体结构，固定套A33位于条形轴套C46的端部，在左右两侧的条形轴套C46上均设有滑套D49，在两滑套D49内穿过一水平滑杆9，滑套D49能在水平滑杆9上滑动，水平滑杆9中部安装在固定套B34上，固定套B34上还固定有双出轴伺服电机E44，双出轴伺服电机E44的左右两边的丝杆轴E45的旋向相反，在丝杆轴E45左边旋有左旋丝母C47，在丝杆轴E45右边旋有右旋丝母D48，左旋丝母C47和右旋丝母D48分别固定在左右两侧的条形轴套C46上。其中丝杆轴E45的轴中心线与水平滑杆9轴中心线平行且在同一水平面内，即丝杆轴E45与水平滑杆9平行且等高，接触式位移传感器8竖直向下与丝杆轴E45和水平滑杆9均垂直。上述的固定套B34固定在一悬臂杆39的端部，悬臂杆39另一端焊接在立杆41的上端，立杆41的下端焊接在法兰盘C38上，法兰盘C38固定在伺服电机D37的伸缩杆43的伸缩端的上端，伺服电机D37通过螺栓固定在工作台台面3上。上述结构为接触式位移传感器8移动装置，通过伺服电机D37控制伸缩杆43的上下伸缩，从而控制固定套B34的上下位置，即控制了两侧的接触式位移传感器8的上下位置；通过双出轴伺服电机E44控制左旋丝母C47和右旋丝母D48，从而控制两侧滑套D49在水平滑杆9上滑动，即控制了两侧的接触式位移传感器8的左右位置。

在两个接触式位移传感器8的外侧分别设有垂直压板A7，垂直压板A7垂直槽式预埋组件锚固试块31向上，垂直压板A7下端装有弹性垫6，在垂直压板A7的上端设有水平台18，水平台18为与水平板11平行的平板，水平台18的上表面与水平板11的下表面接触。在水平板11上左右两边分别设有对称的两个槽50，即水平板11的左侧设有两个槽50，水平板11的右侧设有两个槽50，水平板11上共设有四个槽，且槽50长度方向沿左右方向设置。水平台18向上一体连接一凸板19，所述凸板19自下向上穿过槽50且凸板19可以沿槽50滑动，水平板11上设有四个槽50，因此凸板19也有四个，且每个凸板19上均设有孔B51。左侧的前后凸板19之间通过孔B51连接一水平轴20，同样右侧的前后凸板19之间通过孔B51也连接一水平轴20，两水平轴20平行。左侧的水平轴20的前后两端分别焊有左旋丝母A35，右侧的水平轴20的前后两端分别焊有右旋丝母B40。在水平板11上表面中心线上前后位置通过螺栓各固定一双出轴伺服电机C36，每一个双出轴伺服电机C36的丝杆轴C17的左侧为左旋其上旋有左旋丝母A35，丝杆轴C17的右侧为右旋其上旋有右旋丝母B40，丝杆轴C17的两端装在轴座16上，轴座16固定在水平板11上。前后丝杆轴C17平行，丝杆轴C17与水平轴20垂直。上述的结构为垂直压板A7的左右移动装置，通过双出轴伺服电机C36的丝杆轴C17的转动，使得左右两侧的左旋丝母A35和右旋丝母B40转动，从而使得左右两侧的水平轴20移动，进而使得凸板19在槽50内左右滑动，从而带动垂直压板A7左右移动；垂直压板A7的上下移动则通过左右两侧的伺服电动缸A15控制。

在两垂直板B14的下部内侧对应弹性垫6的位置分别固定监控摄像头A5，监控摄像头A5监控垂直压板A7下端的弹性垫6是否压到槽式预埋组件锚固试块31上表面，并向PLC控制器4传送影像数据。在两垂直压板A7的内侧分别固定监控摄像头B10，监控摄像头B10同样向PLC控制器4传送影像数据。

两个伺服电动缸A15、伺服电动缸B25、两个双出轴伺服电机C36、双出轴伺服电机E44、伺服电机D37、两个接触式位移传感器8、两个监控摄像头A5、两个监控摄像头B10、压力传感器21的电控导线均与PLC控制器4连接。

使用方法：

将槽式预埋组件锚固试块31放置在工作台台面3中心位置并使槽钢29长度方向为前后方向，T型螺栓28下端位于槽钢29的中部位置，T型螺栓28的垂直中心线与伺服电动缸B25的垂直中心线应同轴，将凸台螺母27旋在T型螺栓28的上部，将槽式预埋组件锚固试块31的有效锚固深度输入PLC控制器4，按动PLC控制器4中的试验启动按钮与PLC控制器4连接的各电控部件进入工作状态，PLC控制器4根据有效锚固深度值启动双出轴伺服电机E44，丝杆轴E45转动，因丝杆轴E45左右两端丝杆旋向相反，左旋丝母C47和右旋丝母D48朝相反方向移动，从而带动两侧的条形轴套C46朝相反方向移动，进而使得左侧的接触式位移传感器8和右侧的接触式位移传感器8同步沿水平滑杆9移动，当两个接触式位移传感器8移至规定位置后双出轴伺服电机E44停止工作。然后PLC控制器4再控制伺服电机D37工作使伸缩杆43的伸缩端缓慢向下移动，当两个接触式位移传感器8的下端接触到槽式预埋组件锚固试块31的上表面并到达规定压入位移值后，这时PLC控制器4控制伺服电机D37停止工作。

PLC控制器4启动两个双出轴伺服电机C36，前后的丝杆轴C17左右两边的丝杆旋向相反，当前后两个丝杆轴C17转动时两个左旋丝母A35带动左侧的水平轴20移动，同样两个右旋丝母A带动右侧的水平轴20移动，从而带动凸板19沿槽50滑动，凸板19下方一体连接的垂直压板A7也同步移动，当两个垂直压板A7移动到设定距离后两个双出轴伺服电机C36停止工作。

这时PLC控制器4控制两个伺服电动缸A15的活塞杆A13伸长使水平板11下移，当监控摄像头A5向PLC控制器4传送的影像数据显示垂直压板A7下端的弹性垫6压到槽式预埋组件锚固试块31上表面后，PLC控制器4控制两个伺服电动缸A15停止工作。

然后PLC控制器4控制伺服电动缸B25工作，使得活塞杆B23缓慢缩短移动，固定在活塞杆B23下端的压力传感器21向PLC控制器4传送的力值达到预先施加10%单个T型螺栓28最小拉力荷载的初始荷载后，PLC控制器4控制伺服电动缸B25的活塞杆B23移动速度，使作用在T型螺栓28上的应力速率不大于10MPa/s，且匀速加载。

PLC控制器4根据压力传感器21传送的力值和两个监控摄像头A5及两个监控摄像头B10影像数据记录并绘制出槽式预埋组件锚固试块31失效过程中极限受拉承载力的荷载-位移曲线，出示有代表性的预埋于混凝土中的槽式预埋组件失效、混凝土拔出破坏、混凝土锥体破坏、混凝土劈裂破坏时的拉力值对应的图片或影像。如上试验5块槽式预埋组件锚固试块31，PLC控制器4自动得出试验结论。该装置及使用方法实现了自动调整接触式位移传感器8和垂直压板A7位置，测试过程自动化，消除了人为干扰因素，提高了试验质量和效率，弥补了该专用测试装置空白。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对上述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (4)

1.一种槽式预埋组件锚固受拉承载力试验装置，包括工作台（2），其特征在于：所述工作台（2）左右两端分别向上固定有垂直板B（14），两垂直板B（14）上分别固定伺服电动缸A（15），伺服电动缸A（15）向下的活塞杆A（13）下端部与一水平板（11）固定在一起，水平板（11）平行工作台台面（3）；所述水平板（11）的中心位置设有孔A（24），伺服电动缸B（25）的活塞杆B（23）垂直向下穿过水平板（11）的孔A（24），伺服电动缸B（25）固定在水平板（11）上，活塞杆B（23）下端固定法兰盘B（22），法兰盘B（22）下端固定压力传感器（21），在压力传感器（21）下端装有凹台法兰盘（26），在凹台法兰盘（26）内装有凸台螺母（27），凸台螺母（27）下端旋接T型螺栓（28），T型螺栓（28）位于槽钢（29）内，槽钢（29）锚固在槽式预埋组件锚固试块（31）内，槽式预埋组件锚固试块（31）放置在工作台台面（3）中心位置；槽钢（29）左右两边分别设有接触式位移传感器（8），接触式位移传感器（8）插在固定套A（33）中，固定套A（33）与条形轴套C（46）一体连接，条形轴套C（46）上设有滑套D（49），在两侧的滑套D（49）内穿有一水平滑杆（9），滑套D（49）能在水平滑杆（9）上滑动，水平滑杆（9）中部安装在固定套B（34）上，固定套B（34）上还固定有双出轴伺服电机E（44），双出轴伺服电机E（44）的左右两边的丝杆轴E（45）的旋向相反，丝杆轴E（45）与水平滑杆（9）平行，在丝杆轴E（45）左边旋有左旋丝母C（47），在丝杆轴E（45）右边旋有右旋丝母D（48），左旋丝母C（47）和右旋丝母D（48）分别固定在左右两侧的条形轴套C（46）上；所述固定套B（34）固定在一悬臂杆（39）的端部，悬臂杆（39）另一端焊接在立杆（41）的上端，立杆（41）的下端焊接在法兰盘C（38）上，法兰盘C（38）固定在伺服电机D（37）的伸缩杆（43）的伸缩端的上端，伺服电机D（37）固定在工作台台面（3）上；在两个接触式位移传感器（8）的外侧分别设有垂直压板A（7），垂直压板A（7）上端连接水平台（18），水平台（18）向上一体连接一凸板（19），在水平板（11）上左右两边各设有对称的两个槽（50），槽（50）沿左右方向布置，所述凸板（19）向上穿过槽（50）且凸板（19）可以沿槽（50）滑动，每个凸板（19）上均设有孔B（51），左右两侧的前后凸板（19）之间通过孔B（51）均连接一水平轴（20），左侧的水平轴（20）的前后两端分别焊有左旋丝母A（35），右侧的水平轴（20）的前后两端分别焊有右旋丝母B（40），在水平板（11）上表面前端和后端的中部各固定一双出轴伺服电机C（36），两左旋丝母A（35）分别旋在两双出轴伺服电机C（36）的两丝杆轴C（17）的左侧，两右旋丝母B（40）分别旋在两双出轴伺服电机C（36）的两丝杆轴C（17）的右侧，丝杆轴C（17）的两端装在轴座（16）上；在两垂直板B（14）的下部内侧对应弹性垫（6）的位置分别固定有监控摄像头A（5），在两垂直压板A（7）的内侧分别固定监控摄像头B（10）；伺服电动缸A（15）、伺服电动缸B（25）、双出轴伺服电机C（36）、双出轴伺服电机E（44）、伺服电机D（37）、接触式位移传感器（8）、监控摄像头A（5）、监控摄像头B（10）、压力传感器（21）的电控导线均与PLC控制器（4）连接。

2.根据权利要求1所述的槽式预埋组件锚固受拉承载力试验装置，其特征在于：所述垂直压板A（7）下端装有弹性垫（6）。

3.根据权利要求1所述的槽式预埋组件锚固受拉承载力试验装置，其特征在于：所述活塞杆A（13）下端部固定有法兰盘A（12），法兰盘A（12）下端通过螺栓与水平板（11）固定在一起。

4.根据权利要求1所述的槽式预埋组件锚固受拉承载力试验装置，其特征在于：所述槽钢（29）通过工字钢锚筋（30）锚固在槽式预埋组件锚固试块（31）内。