CN216718164U - 一种frp筋-混凝土黏结性能试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种FRP筋‑混凝土黏结性能试验装置，包括支架、伺服拉力机、FRP筋‑混凝土试件，位移计和侧向支撑组件；所述支架包括上下支撑板、以及用于连接上下支撑板的连接杆；所述FRP筋‑混凝土试件包括设置于下支撑板的混凝土试件和竖向设置于混凝土试件偏心位置的FRP筋，所述FRP筋的顶端与伺服拉力机的上部夹具连接，底端与伺服拉力机的下部夹具连接；所述位移计包括设置于FRP筋顶端的第一位移计，以及设置于FRP筋下部的第二位移计；所述侧向支撑组件包括竖向设置于FRP筋‑混凝土试件薄侧的侧向支撑板、以及一端与侧向支撑板连接的支撑杆，支撑杆的另一端与连接杆连接。本实用新型可模拟真实工况，试验数据准确可靠。

Description

一种FRP筋-混凝土黏结性能试验装置

技术领域

本实用新型属于FRP筋试验装置技术领域，特别涉及一种FRP筋-混凝土黏结性能试验装置。

背景技术

FRP筋具有轻质、高强度和耐腐蚀的特点，可用于替代传统钢筋与混凝土的结合，以解决钢筋混凝土结构的耐久性问题。目前，常见的FRP筋与混凝土的粘结试验有三种：拉拔试验、梁式试验和局部粘结-滑移试验，相对于其他两种试验方法，拉拔试验的试件制作简单，便于控制试验条件，因而作为研究钢筋与混凝土粘结性能的基础性试验。

拉拔试验中主要采用中心拉拔试验，中心拉拔试验是指将FRP筋埋置在混凝土试块的中心，采用拉力试验机拔出FRP筋，从而测得拉拔力和滑移量。而实际工程中FRP筋通常布置在混凝土试件的外侧，即FRP筋一侧的混凝土薄，而另一侧的混凝土较厚。当混凝土保护厚度较薄时，内部裂缝贯穿混凝土保护层，从而导致周围混凝土发生劈裂破坏。中心拉拔试验中，混凝土保护层厚度足够，致使内裂缝的发生受到约束，由于FRP筋的表面抗剪强度和硬度一般略低于混凝土，随着拉拔力的增加，FRP筋表面逐渐被剪切磨损，筋与混凝土间滑移量增大，FRP筋被混凝土拔出。因此，中心拉拔试验的受力状态与实际工程施工不符，并且中心拉拔试验不能考虑混凝土保护层厚度对FRP筋的约束作用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种FRP筋-混凝土黏结性能试验装置，旨在解决上述背景技术中现有技术存在的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种FRP筋-混凝土黏结性能试验装置，包括支架、伺服拉力机、FRP筋- 混凝土试件，位移计和侧向支撑组件；所述支架包括上下支撑板、以及用于连接上下支撑板的连接杆；所述FRP筋-混凝土试件包括设置于下支撑板的混凝土试件和竖向设置于混凝土试件偏心位置的FRP筋，所述FRP筋的顶端与伺服拉力机的上部夹具连接，底端与伺服拉力机的下部夹具连接；所述位移计包括设置于FRP筋顶端的第一位移计，以及设置于FRP筋下部的第二位移计；所述侧向支撑组件包括竖向设置于FRP筋-混凝土试件薄侧的侧向支撑板、以及一端与侧向支撑板连接的支撑杆，支撑杆的另一端与连接杆连接。

通过将FRP筋设置于混凝土试件的偏心位置，模拟实际工况，侧向支撑组件用于避免FRP筋偏心设置引起的FRP筋-混凝土试件加载不稳定的问题，使得试验数据更加接近真实工况。

进一步的，所述支撑杆对称设置于侧向支撑板的两侧，支撑杆穿过连接杆与侧向支撑板连接，所述侧向支撑板两侧的支撑杆之间设置固定板，所述固定板两侧设有供支撑杆穿过的限位孔，固定板穿设于支撑杆上且设置于连接杆侧壁。通过固定板对侧向支撑板两侧的支撑杆限位，保证侧向支撑板与混凝土试件侧壁贴合，从而提供稳定的侧向支撑。

进一步的，所述FRP筋套设PVC套管，所述PVC套管位于混凝土试件下部且穿过下支撑板的下通孔。

进一步的，所述下通孔呈椭圆形，避免试验过程FRP筋接触下支撑板损伤。

进一步的，所述FRP筋与伺服拉力机的上部夹具之间设置万向铰。通过万向铰消除FRP筋偏心设置、以及FRP筋-混凝土试件制作误差等因素引起的弯矩。

进一步的，所述FRP筋的底端套设钢套管，钢套管用于防止伺服拉力机的下部夹具与FRP筋之间发生相对滑移，增强对FRP筋底部的固定。

进一步的，所述侧向支撑板与混凝土试件之间、以及下支撑板与混凝土试件之间均设置四氟乙烯膜。通过四氟乙烯膜减弱侧向支撑板和下支撑板对混凝土试件的约束，提升实验数据的准确性。

相比于现有技术的缺点和不足，本实用新型具有以下有益效果：

1.本实用新型提供一种FRP筋-混凝土黏结性能试验装置，通过在混凝土试件上偏心设置FRP筋，使试验工况接近真实工况，同时设置侧向支撑组件避免 FRP筋偏心设置引起的混凝土试件不稳定性，得到符合工程应用的试验数据，进而得到更加准确的设计理论。

2.FRP筋的顶部与伺服拉力机的上部夹具之间设置万向铰，可以有效消除因FRP偏心设置、以及FRP筋-混凝土试件制作误差引起的弯矩，提升试验的稳定性。

3.通过在侧向支撑板与混凝土试件、以及下支撑板与混凝土试件之间设置四氟乙烯膜，减弱侧向支撑板和下支撑板对混凝土试件的约束，进而提升试验结果的准确性。

附图说明

图1是本实用新型实施例中一种FRP筋-混凝土黏结性能试验装置的结构示意图。

图2是本实用新型实施例中下支撑板的结构示意图。

图3是本实用新型实施例中固定板的结构示意图。

图中：1-伺服拉力机的下部夹具；2-伺服拉力机的上部夹具；3-上支撑板； 4-下支撑板；41-连接孔；42-下通孔；5-混凝土试件；6-FRP筋；7-位移计；8- 侧向支撑板；9-支撑杆；10-万向铰；11-四氟乙烯膜；12-钢套管；13-固定板； 131-限位孔；14-连接杆；15-PVC套管。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

参照图1，一种FRP筋-混凝土黏结性能试验装置包括，支架，用于承托 FRP筋-混凝土试件；伺服拉力机，为拉拔试验提供动力；FRP筋-混凝土试件，设置于伺服拉力机的上下夹具之间；位移计7，用于测量FRP筋6与混凝土试件5之间的相对滑移量；侧向支撑组件，为FRP筋-混凝土试件提供侧向支撑。

支架位于伺服拉力机的上部夹具与下部夹具之间，包括上支撑板3、下支撑板4(参照图2)和连接杆14，上下支撑板通过连接杆14固定，具体的，上下支撑板呈方形，采用钢板制作，上支撑板3和下支撑板4设有位置对应的上下通孔，上通孔用于设置伺服拉力机的上部夹具2，下通孔42用于供FPR筋6 穿过，下通孔41的形状优选椭圆形，防止FRP筋6与下支撑板4碰撞损伤，上下支撑板的各直角处设置用于穿过并限位连接杆14的连接孔41，连接孔41之间对称设置，连接杆14采用高强度螺杆，连接杆14位于连接孔41的上下两侧分别设置螺母固定，从而通过连接杆14固定上下支撑板形成支架。

FRP筋-混凝土试件包括混凝土试件5和穿设于混凝土试件5中的FRP筋6，其中，FRP筋6竖向穿设于混凝土试件5的偏心位置，即FRP筋6两侧的混凝土厚度不同，从而使试验符合实际工程情况，FRP筋6的顶端与伺服拉力机的上部夹具2连接，底端与伺服拉力机的下部夹具1连接。

位移计7包括第一位移计和第二位移计，第一位移计设置于FRP筋6位于混凝土试件5上方的部分并固定于上支撑板3底部，第二位移计设置于FRP筋 6位于混凝土试件5下方的部分并固定于下支撑板4底部，通过第一位移计和第二位移计测量试验过程中FRP筋6与混凝土试件5之间的相对滑移量。

侧向支撑组件设置于FRP筋-混凝土试件的混凝土较薄的一侧，侧向支撑组件包括侧向支撑板8、支撑杆9和固定板13(参照图3)，侧向支撑板8竖向贴合于混凝土试件5侧壁，支撑杆9穿过连接杆14与侧向支撑板8连接，支撑杆9对称设置于侧向支撑板8的两侧，支撑杆9穿设于连接杆14的两侧分别设置螺母固定，固定板13两端分别设置供支撑杆9穿过的限位孔131，固定板 13套设于支撑杆9上并通过螺母固定于连接杆14侧壁，固定板13将侧向支撑板8两侧的支撑杆9连接，从而对固定板13两侧的支撑杆9限位，并提升支撑杆9与侧向支撑板8连接的稳定性，侧向支撑组件能够防止由于FRP筋6偏心设置引起混凝土试件5加载的不稳定，从而还原实际施工场景，得到更为准确的试验数据。

为了防止伺服拉力机的下部夹具1与FRP筋6之间发生相对滑移，在FRP 筋6的下端设置钢套管12，增强伺服拉力机的下部夹具1对FRP筋6的握裹力。

FRP筋6套设PVC套管15，用于调节FRP筋6与混凝土试件的黏结长度具体的，PVC套管15位于混凝土试件5的下部并穿过下支撑板4的下通孔41。

FRP筋6的顶端与伺服拉力机的上部夹具2之间设置万向铰10，可有效消除FRP筋-混凝土试件偏心导致的弯矩，确保拉拔试验时施加在FRP筋-混凝土试件的力在一条线上。

在侧向支撑板8与混凝土试件5之间、以及下支撑板4与混凝土试件5之间均设置四氟乙烯膜11，分别减弱混凝土试件5与侧向支撑板8、下支撑板4 的摩擦力，释放侧向支撑板8与下支撑板4对混凝土试件5的约束。

本实用新型提供一种FRP筋-混凝土黏结性试验装置，通过将FRP筋设置于混凝土试件的偏心位置，模拟实际应用工况，提升试验数据的准确性和应用价值，侧向支撑组件能够防止FRP筋偏心引起的加载不稳定的问题，FRP筋的顶端通过万向铰与伺服拉力机的上部夹具连接，消除了实验过程中FRP筋偏心和FRP筋-混凝土试件制作误差等因素引起的弯矩，混凝土试件与下支撑板之间、以及混凝土试件与侧向支撑板之间均设有四氟乙烯膜，减弱下支撑板与侧向支撑板对混凝土试件的约束。本实用新型结构简单，试验工况与FRP筋-混凝土试件的实际应用工况接近，实用性强。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种FRP筋-混凝土黏结性能试验装置，其特征在于，包括支架、伺服拉力机、FRP筋-混凝土试件，位移计和侧向支撑组件；所述支架包括上下支撑板、以及用于连接上下支撑板的连接杆；所述FRP筋-混凝土试件包括设置于下支撑板的混凝土试件和竖向设置于混凝土试件偏心位置的FRP筋，所述FRP筋的顶端与伺服拉力机的上部夹具连接，底端与伺服拉力机的下部夹具连接；所述位移计包括设置于FRP筋顶端的第一位移计，以及设置于FRP筋下部的第二位移计；所述侧向支撑组件包括竖向设置于FRP筋-混凝土试件薄侧的侧向支撑板、以及一端与侧向支撑板连接的支撑杆，支撑杆的另一端与连接杆连接。

2.如权利要求1所述的FRP筋-混凝土黏结性能试验装置，其特征在于，所述支撑杆对称设置于侧向支撑板的两侧，支撑杆穿过连接杆与侧向支撑板连接，所述侧向支撑板两侧的支撑杆之间设置固定板，所述固定板两侧设有供支撑杆穿过的限位孔，固定板穿设于支撑杆上且设置于连接杆侧壁。

3.如权利要求1所述的FRP筋-混凝土黏结性能试验装置，其特征在于，所述FRP筋套设PVC套管，所述PVC套管位于混凝土试件下部且穿过下支撑板的下通孔。

4.如权利要求3所述的FRP筋-混凝土黏结性能试验装置，其特征在于，所述下通孔呈椭圆形。

5.如权利要求1所述的FRP筋-混凝土黏结性能试验装置，其特征在于，所述FRP筋与伺服拉力机的上部夹具之间设置万向铰。

6.如权利要求1所述的FRP筋-混凝土黏结性能试验装置，其特征在于，所述FRP筋的底端套设钢套管。

7.如权利要求1所述的FRP筋-混凝土黏结性能试验装置，其特征在于，所述侧向支撑板与混凝土试件之间、以及下支撑板与混凝土试件之间均设置四氟乙烯膜。

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