CN2793719Y - 材料粘结剥离试验装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种材料粘结剥离试验装置，其包括试验台架、滑动夹具、固定上压板、上部紧固件、侧面紧固件、底部紧固件、力传感器和水平千斤顶。通过底部螺丝、侧面螺丝及固定上压板将试件固定在试验架上，试验中推动水平千斤顶，从而实现单面剪切粘结试验。固定上压板的位置设计成和滑动夹具的夹持面传感器及水平千斤顶的轴线在同一平面内的一条轴线，保证了加固材料(FRP)在平面内受拉，保证传感器测量的荷载是准确的。调节底部螺丝和侧面螺丝，即可实现对不同尺寸试件粘贴加固材料(FRP)的单面剪切粘结试验。本实用新型安装就位简单，易于操作，可以适合于不同尺寸试件、粘贴不同加固材料的试验，能准确测量单面剪切试验中的极限粘结荷载，是一种操作简便、传力合理、测量准确、通用性强的实用新型的单面剪切粘结试验装置。

Description

材料粘结剥离试验装置
技术领域
本实用新型涉及一种材料粘结剥离试验装置。
背景技术
粘贴纤维增强塑料(FRP)补强加固结构的技术作为一种新兴的、技术含量高的建筑结构加固方法，具有很高的研究、推广应用价值和极大的社会、经济效益。近年来，粘贴纤维增强塑料(FRP)加固修复钢筋混凝土结构、砌体结构技术在国内外已经得到广泛研究并获得应用，取得了一批成果。FRP加固结构成功与否的关键之处在于组合结构之间粘结性能的优劣，为此，如何控制剥离破坏的发生成为FRP加固结构技术中的关键问题所在，引起越来越多研究人员和工程技术人员的重视。纤维布加固结构的剥离破坏是一种特有的破坏形态。所谓纤维布的剥离是指在结构未发生破坏，而且纤维布还未被拉断前发生的纤维布与结构之间的突然分离，大多数情况下是粘带着被加固构件表层一起剥落。发生剥离时纤维布中的应力水平都比较低，纤维布的高强度特点没有充分体现出来。因为这种破坏与常见的结构构件破坏形态有较大的区别，使得加固设计变得更加复杂，了解和掌握剥离破坏形态及其机理是正确进行FRP加固设计和施工的前提，对于工程界和学术研究都具有重要的意义。国内外许多专家学者对FRP与构件界面的粘结性能进行了广泛全面的研究，但是仍然未曾提出理想的粘结性能试验方法。
理论研究和实际工程经验均表明，FRP加固结构技术中最关键的基础理论问题之一是纤维布与构件的粘结性能是否能保证两者共同工作，充分发挥纤维材料良好的力学性能，任何引起粘结区域破坏的因素都可能导致结构发生突然破坏而达不到加固的预期效果。
为此，国内外在关于FRP加固结构(尤其是钢筋混凝土结构)的研究中，粘结性能一直是大家关注的一个重要内容，可以说，FRP材料的剥离问题及端部锚固问题一直都是一个未彻底解决的难题。虽然国外已有许多这方面的成果，有关FRP的剥离机理，各国学者也从不同的角度进行了研究解释，提出了不同的计算方法，但总的来说，FRP补强结构的界面粘结性能的理论研究问题还远没有解决好。另一方面，不同学者采用的粘结性能试验方法各不相同，面内剪切试验的受力边界条件的不同，使得不同试验方法所获得的数据缺乏可比性。研究表明，试验方法不同对试验所得的粘结强度有不可忽略的影响。如何设计出一种合理简便的面内剪切试验方法，建立可比的面内剪切试验数据库，以便于深入研究剥离机理，是面内剪切试验首先需要统一的问题。
目前，国内如大连理工大学、香港理工大学、中国建筑科学研究院等进行的大多是单面剪切粘结试验，直接在FRP上施加拉力，这种加载方法的传力机制不很合理，比较难以实现，即使实现了施加拉力，也容易造成偏心，测量结果不是很理想。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种测量准确、结构简单、操作方便的加固材料(FRP)粘结剥离试验装置。
本实用新型的技术方案是这样的：加固材料(FRP)粘结剥离试验装置，包括试验台架、滑动夹具、固定上压板、上部紧固件、侧面紧固件、底部紧固件、力传感器和水平千斤顶，上述试验台架包括设有平台的试验台和设有可容纳试件的顶部开口容腔的试验架，上述试验台和上述试验架相邻的一侧固定在一起；上述滑动夹具置于上述试验台的平台上，上述试验台的平台上固设有支座，上述传感器和水平千斤顶分别置于上述试验台的平台上，上述支座、传感器和水平千斤顶依次相抵位于上述滑动夹具的滑动架内，且上述支座位于靠近上述滑动夹具的夹持部的位置、上述水平千斤顶位于远离上述滑动夹具的夹持部的位置，上述传感器的信号线连接至一数据处理器；上述固定上压板通过上述上部紧固件锁固盖设于上述试验架的开口容腔上，且上述固定上压板、上述力传感器及上述水平千斤顶的轴线在同一水平线上；上述底部紧固件穿设于上述试验架的开口容腔的底板上，上述侧面紧固件穿设于上述试验架的开口容腔与上述水平千斤顶的拉力方向相垂直的一对侧板上。
上述支座的上部横向两侧分别伸设有下表面呈水平平面状的翼缘，此翼缘的下表面分别对应抵于上述滑动夹具的两侧滑动架的上表面。
上述试验架的开口容腔开内设有一架设于上述底部紧固件上的支撑板。
上述滑动夹具的夹持部的夹持面为粗糙面。
上述滑动夹具的夹持部的夹持面设有防滑齿。
上述滑动夹具的滑动面采用耐磨贴塑处理。
上述试验台的平台为光滑面。
上述试验台的平台上采用耐磨贴塑处理。
上述紧固件为螺丝。
本实用新型使用时，试件置于试验架的开口容腔内的支撑板上，底部紧固件固定顶在支撑板的底面，一对侧面紧固件固定顶在试件的相应的两个侧面，且试件的顶面与试验架的开口容腔的开口相齐平或高出试验架的开口容腔的开口，固定上压板锁固覆盖于试件上，FRP的自由端夹在滑动夹具的夹持部内。底部紧固件、侧面紧固件及固定上压板能将试件很好地固定位，推动水平千斤顶，水平千斤顶的一端将力传给力传感器，力传感器将力传给支座，而水平千斤顶的另一端将力传到滑动夹具远离夹持部的一端，从而张紧FRP，这样，通过与力传感器相连接的数据处理器便可实现单面剪切粘结试验。本实用新型的优点：(1)由于固定上压板和传感器及水平千斤顶的轴线在同一水平线上，只要用上部紧固件将固定上压板锁紧在试验架上，就能保证FRP是在粘贴面内受拉，而且力传感器测量的荷载是准确的。(2)夹具的夹持面设计成齿状，保证夹紧FRP，避免其在试验过程中发生滑动，进一步保证测量的准确性。(3)试验台架表面贴塑，将摩擦力减少到最小，排除摩擦力对极限粘结荷载的影响，更进一步保证测量的准确性。(4)调节底部紧固件和侧面紧固件，即可实现对不同尺寸试件粘贴加固材料(FRP)的单面剪切粘结试验，具有较强的通用性。(5)利用螺丝即可方便准确地将试件就位固定，易于拆装，操作使用方便。
附图说明
图1为本实用新型的正面剖示图。
图2为本实用新型的俯视剖示图。
具体实施方式
如图1、2所示，本实用新型设有连为一体的试验台1和试验架2，滑动夹具3平置于试验台1的平台上，滑动夹具3设有夹持部32和与夹持部32一体的滑动架31，试验台1的平台上固设有支座11，力传感器4和水平千斤顶5分别平置于试验台1的平台上，支座11、力传感器4和水平千斤顶5依次相抵位于滑动夹具3的滑动架31内，且支座11位于靠近滑动夹具3夹持部32的位置，水平千斤顶5位于远离滑动夹具3的支持部32的位置。支座11的上部呈T字形，横向两侧分别伸设有下表面呈水平平面状的翼缘111，翼缘111的下表面分别对应抵于滑动夹具3的两侧滑动架31的上表面，以保证滑动夹具3在平面内滑动。
试验架2设有顶面开口的四方形开口容腔21，固定上压板6通过上部螺丝7锁固在开口容腔21的腔壁上、覆盖在开口容腔21上，底部螺丝8穿设在开口容腔21的底板上，于开口容腔21内、底部螺丝8上顶设有支撑板211，侧面螺丝9穿设在开口容腔21与水平千斤顶5的拉力方向相垂直的一对侧板上，且固定上压板6、力传感器4及水平千斤顶5的轴线在同一水平线上。
本实用新型使用时，将上表面粘贴有加固材料(FRP)的试件A(例如砖块或混凝土)置于试验架的开口容腔21内的支撑板211上，底部螺丝8固定顶在支撑板211的底面，两对侧面螺丝9固定顶在试件A的相应的两个侧面，且试件A的顶面与试验架的开口容腔21的开口相齐平，固定上压板6锁固覆盖于试件A上。加固材料(FRP)的自由端夹在滑动夹具3的夹持部32内，拧紧滑动夹具3上的六个螺丝，将加固材料(FRP)的自由端固定住。
本实用新型的工作原理为：底部螺丝、侧面螺丝及固定上压板能将试件很好地固定住，试验中推动水平千斤顶5，水平千斤顶5的一端将力传给力传感器4，力传感器4将力传给支座11，而水平千斤顶5的另一端将力传到滑动夹具远离夹持部32的一端，从而张紧加固材料(FRP)，这样，通过与力传感器4相连接的数据处理器便可实现单面剪切粘结试验。由于固定上压板位置已经设计成和力传感器及水平千斤顶的轴线在同一平面内上，所以试验时，只要用上部螺丝固定好固定上压板，就能保证加固材料(FRP)是平面内受拉，而且力传感器测量的荷载是准确的。调节底部螺丝和侧面螺丝，即可实现对不同尺寸试件粘贴加固材料(FRP)的单面剪切粘结试验。同时，滑动夹具的夹持部的夹持面设计成齿状，保证夹紧加固材料(FRP)，避免其在试验过程中发生滑动。试验台架表面贴塑，将摩擦力减少到最小，排除摩擦力对极限粘结荷载的影响。
本实用新型具有的优点：
1、安装就位简单，易于操作：采用固定上压板和三面螺丝固定试件，拆装方便。
2、调节侧面和底部螺丝，即可对不同尺寸试件粘贴加固材料(FRP)进行单面剪切粘结试验，具有较强的通用性。
3、从多方面保证了加固材料(FRP)与试件基材单面剪切试验的准确性：固定上压板保证了FRP的中心线与力传感器及千斤顶的轴线在同一平面内的一条轴线上，因此力传感器测得的数据即为极限粘结荷载，能准确量测到施加在加固材料(FRP)上的拉力；滑动夹具的夹持部的夹持面设计成齿状，保证夹紧加固材料(FRP)，避免其在试验过程中发生滑动；试验台架表面贴塑，将摩擦力减少到最小，排除摩擦力对极限粘结荷载的影响。

Claims (8)

1、材料粘结剥离试验装置，其特征在于：包括试验台架、滑动夹具、固定上压板、上部紧固件、侧面紧固件、底部紧固件、力传感器和水平千斤顶，上述试验台架包括设有平台的试验台和设有可容纳试件的顶部开口的容腔的试验架，上述试验台和上述试验架相邻的一侧固定在一起；上述滑动夹具置于上述试验台的平台上，上述试验台的平台上固设有支座，上述传感器和水平千斤顶分别置于上述试验台的平台上，上述支座、传感器和水平千斤顶依次相抵位于上述滑动夹具的滑动架内，且上述支座位于靠近上述滑动夹具的夹持部的位置、上述水平千斤顶位于远离上述滑动夹具的夹持部的位置，上述传感器的信号线连接至一数据处理器；上述固定上压板通过上述上部紧固件锁固盖设于上述试验架的开口容腔上，且上述固定上压板的内面、上述滑动夹具的夹持面、上述力传感器及上述水平千斤顶的轴线在同一水平线上；上述底部紧固件穿设于上述试验架的开口容腔的底板上，上述侧面紧固件穿设于上述试验架的开口容腔与上述水平千斤顶的拉力方向相垂直的一对侧板上。
2、根据权利要求1所述的材料粘结剥离试验装置，其特征在于：上述支座的上部横向两侧分别伸设有下表面呈水平平面状的翼缘，此翼缘的下表面分别对应抵于上述滑动夹具的两侧滑动架的上表面。
3、根据权利要求1所述的材料粘结剥离试验装置，其特征在于：上述试验架的开口容腔开内设有一架设于上述底部紧固件上的支撑板。
4、根据权利要求1所述的材料粘结剥离试验装置，其特征在于：上述滑动夹具的夹持部的夹持面为粗糙面。
5、根据权利要求1所述的材料粘结剥离试验装置，其特征在于：上述滑动夹具的夹持部的夹持面设有防滑齿。
6、根据权利要求1所述的材料粘结剥离试验装置，其特征在于：上述试验台的平台采用耐磨贴塑处理。
7、根据权利要求1所述的材料粘结剥离试验装置，其特征在于：上述滑动夹具的滑动面采用耐磨贴塑处理。
8、根据权利要求1所述的材料粘结剥离试验装置，其特征在于：上述紧固件为螺丝。
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