CN111707561A - 侵蚀服役环境下混凝土受弯构件持荷装置及其工作过程 - Google Patents
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Abstract
侵蚀服役环境下混凝土受弯构件持荷装置及其工作过程，两个混凝土受弯构件上下平行布置，并夹持两根支点圆钢，两组加载结构对称布置于两个混凝土受弯构件长度方向的两端；本发明可分别实现混凝土受弯构件加载、混凝土受弯构件长期持荷，本发明不需要采用单独的荷载传感器，采用外光圆的圆柱形钢套筒粘贴电阻应变片的方法使其兼做荷载传感器，简化了试验装置，降低了长期持荷需占用大量荷载传感器的成本问题。
Description
技术领域
本发明属于土木工程技术领域，是一种用于混凝土受弯构件长期持荷试验装置，即侵蚀服役环境下混凝土受弯构件持荷装置及其工作过程。
背景技术
混凝土试件的抗弯性能一直是衡量建筑结构物承载能力的关键因素，如果一个结构建筑物中的混凝土梁的抗弯性能得不到保证，那么整个建筑物安全性也就无从谈起。在侵蚀服役环境下的钢筋混凝土结构，因混凝土力学性能退化、钢筋产生锈蚀等原因，导致混凝土结构耐久性下降。因此，开展基于侵蚀环境下的混凝土梁的抗弯性能的研究具有至关重要的作用。近些年来，对钢筋混凝土结构耐久性的研究大都采用将构件置于侵蚀环境中一段时间后取出来直接进行力学性能试验，未能考虑实际结构服役受力特征。本发明最主要的是采用一种新型的混凝土受弯构件长期持荷装置，使构件处于长期持荷状态，将构件与持荷装置整体置于侵蚀环境，使构件处于荷载和侵蚀环境耦合作用状态，模拟实际工程结构侵蚀环境服役状态，经一段时间后取出进行力学性能试验，研究荷载与侵蚀环境耦合作用对构件力学性能及耐久性能的影响。
在研究混凝土构件在弯矩作用下的力学性能的试验中，要求在构件正截面产生弯矩，通常采用的加载方法有重物加载法、液压加载法或机械机具加载法。在研究侵蚀环境下混凝土受弯构件长期受力性能试验中，要求构件在承受长期弯矩作用的同时暴露在侵蚀性大气环境中，或浸泡在侵蚀性溶液中。由于受侵蚀环境模拟、长期加载及构件大小等因素的限制，以上常规的加载方法便不再适用或实现困难。重物加载法虽可实现长期稳定加载，但构件表面堆载不能实现同时受侵蚀；液压加载荷载值不稳定不宜用于长期荷载试验；机械机具加载虽可保持荷载值稳定但如同液压加载法需设置构件支承及试验荷载反力装置，而侵蚀环境往往只能在较小的空间中模拟，因此这两项要求难以同时满足。所以需要一种既能保证混凝土构件完全暴露在侵蚀环境中，还能保证构件长期承受稳定的荷载，同时便于检测和调控，并能重复采用的加载方式。
发明内容
本发明针对混凝土梁的抗弯性能，提供一种新型的混凝土受弯构件持荷装置，旨在测试混凝土梁的耐久性，主要是抗弯能力，本发明使用一种更加新颖的测量方法来测得混凝土受弯构件的力学性能和耐久性能，即侵蚀服役环境下混凝土受弯构件持荷装置及其工作过程。
本发明的技术方案如下：
侵蚀服役环境下混凝土受弯构件持荷装置，其特征是，包括两个混凝土受弯构件、两根支点圆钢、两组加载结构；两个混凝土受弯构件上下平行布置，并夹持两根支点圆钢，两根支点圆钢沿混凝土受弯构件宽度方向对称布置于两个混凝土受弯构件之间，两组加载结构对称布置于两个混凝土受弯构件长度方向的两端；
每组加载结构包括两块钢板、两根预应力精轧螺纹钢筋、圆柱形钢套筒；两块钢板分别置于上混凝土受弯构件之上、下混凝土受弯构件底部，两根预应力精轧螺纹钢筋分别穿过两块钢板；下方的钢板底部设有精轧螺母以与两根预应力精轧螺纹钢筋旋接，所述圆柱形钢套筒置于上混凝土受弯构件与上方的钢板之间，上方的钢板外侧设有精轧螺母以与两根预应力精轧螺纹钢筋旋接。
进一步的，所述圆柱形钢套筒的外表面贴有电阻应变片，电阻应变片通过连接导线与电阻应变仪相连接。
进一步的，上方的钢板与圆柱形钢套筒之间设有中间钢板、拉拔仪，所述拉拔仪布置于上方的钢板与中间钢板之间，所述中间钢板位于所述圆柱形钢套筒顶部。
进一步的，下混凝土受弯构件底部设有泡沫垫板。
进一步的，所述支点圆钢与上、下混凝土受弯构件之间设有钢垫板。
进一步的，上混凝土受弯构件在与圆柱形钢套筒接触处设有预埋钢垫板。
上述侵蚀服役环境下混凝土受弯构件持荷装置的工作过程，其特征是，测试时，通过手动操作拉拔仪，在支点圆钢处对混凝土受弯构件对称施加集中荷载，在两个加载点之间的区段则形成受弯区段，实现弯曲加载；加载时混凝土受弯构件受弯，其所受力的大小可借助电阻应变仪显示；当电阻应变仪上的数值达到预设值时，即完成加载；此时，拆除上方的钢板以及拉拔仪，用精轧螺母旋入预应力精轧螺纹钢筋，将拉拔仪下部的中间钢板固定住，实现混凝土受弯持荷。
本发明可分别实现混凝土受弯构件加载、混凝土受弯构件长期持荷，本发明不需要采用单独的荷载传感器，采用外光圆的圆柱形钢套筒粘贴电阻应变片的方法使其兼做荷载传感器，简化了试验装置，降低了长期持荷需占用大量荷载传感器的成本问题。该套持荷装置操作简单，能有效的长期荷载。
本发明的有益效果在于：
1.本发明装置，其构造简单、操作方便、滑移量小，且通过手动操作拉拔仪的方法给混凝土受弯构件加载，既能保证加载的荷载值稳定，也可以满足长期加载的要求，可以重复使用；
2.本发明通过观察电阻应变仪上显示的应变值可以严格实时控制所加荷载值的大小，即使对承载力较小的素混凝土受弯构件也能成功加载；
3.本发明提供的装置为自平衡系统，无需加载反力装置，将试件与装置整体置于侵蚀环境中，可实现构件在侵蚀环境下的长期持荷要求。
附图说明
图1为本发明实施例1中作混凝土受弯构件加载装置的结构示意图；
图2为图1的侧视图；
图3为本发明实施例2中作混凝土受弯构件持荷装置结构示意图；
图4为图3的侧视图；
图5为钢垫圈的示意图；
图6为精轧螺母的示意图；
图7为钢板（长方形）的示意图；
其中，1为混凝土受弯构件、2为预应力精轧螺纹钢筋、3为预埋钢垫板、4为支点圆钢、5为圆柱形钢套筒、6为钢板、7为钢垫圈、8为泡沫垫板、9为精轧螺母、10为电阻应变片、11为电阻应变仪、12为连接导线，13为拉拔仪，14为钢垫板。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实例对本发明作进一步的说明，但发明的保护范围并不限于此。
实施例 1
如图1所示，本发明作混凝土受弯构件加载装置，包括混凝土受弯构件1、预应力精轧螺纹钢筋2、预埋钢垫板3、支点圆钢4、圆柱形钢套筒5、钢板6、钢垫圈7、泡沫垫板8、精轧螺母9、电阻应变片10、电阻应变仪11、连接导线12，拉拔仪13、钢垫板14。
如图2所示，所述混凝土受弯构件1为长方体，为浇注件，通过模具形式在浇筑混凝土受弯构件，混凝土受弯构件1静置至满足要求后脱模，在标准养护条件20±2℃下、相对湿度≥95％下养护28天。
所述预应力精轧螺纹钢筋分别穿过上下三块钢板（上混凝土受弯构件上方两块、下混凝土受弯构件下方一块），并通过六角螺母（精轧螺母）、钢垫圈与混凝土受弯构件固定在一起；所述圆柱形钢套筒上贴有电阻应变片，电阻应变片通过连接导线与电阻应变仪相连接。
上下两个混凝土受弯构件之间安装有两个支点圆钢和四个钢垫板，其中两个钢垫板置于两个混凝土受弯构件中间的上表面，另外两个置于两个混凝土受弯构件中间的下表面，两个支点圆钢分别置于四块钢垫板之间，两个支点圆钢到混凝土受弯构件两端的距离相等。所述拉拔仪设置于上部的两块钢板之间，油缸顶住其下部的钢板。
实施例2
如图3所示，本发明作混凝土受弯构件长期持荷装置，在实施例1的基础上，拆除上方的钢板以及拉拔仪，用精轧螺母旋入预应力精轧螺纹钢筋，将拉拔仪下部的中间钢板固定住。
实施例3
侵蚀服役环境下混凝土受弯构件持荷装置的工作过程：加载时，通过手动操作拉拔仪13，实现在支点圆钢4处对混凝土受弯构件1对称施加集中荷载，在两个加载点（支点圆钢）之间的区段则形成受弯区段，实现弯曲加载。圆柱形钢套筒5上粘贴有电阻应变片10，电阻应变片10通过连接导线12与电阻应变仪11相连接，加载时混凝土受弯构件1受弯，其所受力的大小可借助电阻应变仪11显示，并通过计算转换为混凝土受弯构件1所受的力。当电阻应变仪11上的数值达到预设值时，即完成加载。此时，将拉拔仪13下部的长方形钢板6用精轧螺母9固定住，拆除拉拔仪13和最上部的长方形钢板6，得到如图3所示的混凝土受弯构件长期持荷装置。
所述实例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1.侵蚀服役环境下混凝土受弯构件持荷装置，其特征是，包括两个混凝土受弯构件、两根支点圆钢、两组加载结构；两个混凝土受弯构件上下平行布置，并夹持两根支点圆钢，两根支点圆钢沿混凝土受弯构件宽度方向对称布置于两个混凝土受弯构件之间，两组加载结构对称布置于两个混凝土受弯构件长度方向的两端；
每组加载结构包括两块钢板、两根预应力精轧螺纹钢筋、圆柱形钢套筒；两块钢板分别置于上混凝土受弯构件之上表面、下混凝土受弯构件下表面，两根预应力精轧螺纹钢筋分别穿过两块钢板；下方的钢板底部设有精轧螺母以与两根预应力精轧螺纹钢筋旋接，所述圆柱形钢套筒置于上混凝土受弯构件与上方的钢板之间，上方的钢板外侧设有精轧螺母以与两根预应力精轧螺纹钢筋旋接。
2.根据权利要求1所述的侵蚀服役环境下混凝土受弯构件持荷装置，其特征是，所述圆柱形钢套筒的外表面贴有电阻应变片，电阻应变片通过连接导线与电阻应变仪相连接。
3.根据权利要求2所述的侵蚀服役环境下混凝土受弯构件持荷装置，其特征是，上方的钢板与圆柱形钢套筒之间设有中间钢板、拉拔仪，所述拉拔仪布置于上方的钢板与中间钢板之间，所述中间钢板位于所述圆柱形钢套筒顶部。
4.根据权利要求1所述的侵蚀服役环境下混凝土受弯构件持荷装置，其特征是，下混凝土受弯构件底部设有泡沫垫板。
5.根据权利要求1所述的侵蚀服役环境下混凝土受弯构件持荷装置，其特征是，所述支点圆钢与上、下混凝土受弯构件之间设有钢垫板。
6.根据权利要求1所述的侵蚀服役环境下混凝土受弯构件持荷装置，其特征是，上混凝土受弯构件在与圆柱形钢套筒接触处设有预埋钢垫板。
7.根据权利要求3所述的侵蚀服役环境下混凝土受弯构件持荷装置的工作过程，其特征是，测试时，通过手动操作拉拔仪，在支点圆钢处对混凝土受弯构件对称施加集中荷载，在两个加载点之间的区段则形成受弯区段，实现弯曲加载；加载时混凝土受弯构件受弯，其所受力的大小可借助电阻应变仪显示；当电阻应变仪上的数值达到预设值时，即完成加载；此时，拆除上方的钢板以及拉拔仪，用精轧螺母旋入预应力精轧螺纹钢筋，将拉拔仪下部的中间钢板固定住，实现混凝土受弯持荷。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200925 |
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