基于落錘試驗(yàn)機(jī)的動(dòng)態(tài)粘結(jié)滑移測(cè)試裝置制造方法
【專利摘要】一種基于落錘試驗(yàn)機(jī)的動(dòng)態(tài)粘結(jié)滑移測(cè)試裝置，包括落錘試驗(yàn)機(jī)，其特征在于：包括荷載傳遞框架、試件固定架、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；試件固定架固定試件，位于落錘試驗(yàn)機(jī)下方，荷載傳遞框架用于傳遞落錘荷載至試件，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集試件動(dòng)態(tài)粘結(jié)滑移測(cè)試數(shù)據(jù)。相比現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型具有如下有益效果：利用落錘試驗(yàn)機(jī)施加撞擊荷載，通過(guò)荷載傳遞框架將撞擊荷載轉(zhuǎn)為拉力荷載，獲得更高應(yīng)變率條件下的動(dòng)態(tài)粘結(jié)滑移測(cè)試數(shù)據(jù)，并且裝置簡(jiǎn)單，可重復(fù)使用，操作方便，節(jié)約試驗(yàn)成本，降低資源浪費(fèi)；限位橫梁可防止落錘沖擊過(guò)大，造成荷載傳遞框架向下砸壞數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的位移計(jì)。
【專利說(shuō)明】基于落錘試驗(yàn)機(jī)的動(dòng)態(tài)粘結(jié)滑移測(cè)試裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及試驗(yàn)測(cè)試設(shè)備領(lǐng)域，尤其是一種針對(duì)筋材與混凝土拔出粘結(jié)滑移的測(cè)試裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]鋼筋和混凝土這兩種性質(zhì)不同的材料之所以能夠共同工作，很重要的一個(gè)原因就是這兩者之間存在著粘結(jié)作用，這種作用使鋼筋與混凝土之間能夠?qū)崿F(xiàn)應(yīng)力傳遞，從而在鋼筋與混凝土中建立起結(jié)構(gòu)承載所必須的工作應(yīng)力。因此，鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)滑移關(guān)系對(duì)研究鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)有著重要意義。國(guó)內(nèi)外學(xué)者就此開(kāi)展了大量的試驗(yàn)研究，并取得了豐碩的研究成果，但這些研究大多是在靜載作用下得到的。而整個(gè)結(jié)構(gòu)在地震、沖擊、爆炸等作用下，其內(nèi)部鋼筋與混凝土之間的錨固是承受動(dòng)荷載作用的。而常規(guī)力學(xué)試驗(yàn)機(jī)僅能進(jìn)行靜態(tài)加載，即便是電液伺服加載系統(tǒng)，也只能適合進(jìn)行10_2/s以下應(yīng)變率試驗(yàn)。
[0003]落錘式?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī)是一種簡(jiǎn)單、可靠、重復(fù)性好的加載裝置。落錘加載系統(tǒng)由垂直軌道和自由落體的重物及高度測(cè)量系統(tǒng)組成。沖擊載荷由重錘的自由下落撞擊到試樣上?？梢酝ㄟ^(guò)調(diào)節(jié)不同的落錘下落距離、落錘重量來(lái)獲得不同的載荷脈沖的波形。落錘試驗(yàn)適用的應(yīng)變率范圍可達(dá)101/s。
[0004]但落錘試驗(yàn)機(jī)施加的是撞擊荷載，如何將落錘的撞擊轉(zhuǎn)化為拉力是現(xiàn)有落錘試驗(yàn)機(jī)沒(méi)有考慮的。對(duì)現(xiàn)有落錘試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行簡(jiǎn)單的改造，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)常規(guī)力學(xué)試驗(yàn)機(jī)無(wú)法完成的要求，還擴(kuò)展是落錘試驗(yàn)機(jī)的功能，節(jié)約一筆設(shè)備購(gòu)置費(fèi)用。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種裝置能夠基于落錘試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行筋材與混凝土的動(dòng)態(tài)粘結(jié)滑移試驗(yàn)研究。
[0006]為解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:
[0007]一種基于落錘試驗(yàn)機(jī)的動(dòng)態(tài)粘結(jié)滑移測(cè)試裝置，包括落錘試驗(yàn)機(jī)，其特征在于:包括荷載傳遞框架、試件固定架、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；試件固定架固定試件，位于落錘試驗(yàn)機(jī)下方，荷載傳遞框架用于傳遞落錘荷載至試件，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集試件動(dòng)態(tài)粘結(jié)滑移測(cè)試數(shù)據(jù)。
[0008]優(yōu)選的，荷載傳遞框架包括下部橫梁、上部橫梁、豎桿架立而成，下部橫梁的翼緣中間開(kāi)設(shè)通孔；上部橫梁下方設(shè)有限位橫梁，限位橫梁固定在落錘試驗(yàn)機(jī)的機(jī)架上。
[0009]優(yōu)選的，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括動(dòng)態(tài)信號(hào)測(cè)試儀、位移計(jì)、拉力傳感器，位移計(jì)、拉力傳感器與動(dòng)態(tài)信號(hào)測(cè)試儀相連。
[0010]優(yōu)選的，試件固定架包括臺(tái)座和橫梁，橫梁位于下部橫梁和上部橫梁之間，橫梁中間位置開(kāi)設(shè)圓孔。
[0011]優(yōu)選的，下部橫梁和上部橫梁翼緣兩端設(shè)有安裝孔，豎桿穿過(guò)安裝孔固定連接形成荷載傳遞框架，上部橫梁翼緣兩側(cè)開(kāi)設(shè)凹槽，凹槽形狀與落錘試驗(yàn)機(jī)的軌道適配。
[0012]優(yōu)選的，位移計(jì)通過(guò)表架置于試件筋材自由端，表架固定于試件混凝土頂部,試件筋材拔出端穿過(guò)橫梁中間的圓孔，拉力傳感器一端與試件筋材拔出端連接，另一端通過(guò)螺桿與下部橫梁的通孔連接。
[0013]優(yōu)選的，試件筋材拔出端留有外螺紋，通過(guò)內(nèi)外螺紋管與拉力傳感器相連，內(nèi)外螺紋管的內(nèi)螺紋與試件筋材拔出端適配，外螺紋與拉力傳感器適配。
[0014]上述基于落錘試驗(yàn)機(jī)的動(dòng)態(tài)粘結(jié)滑移測(cè)試裝置的測(cè)試方法，包括以下步驟:
[0015]一、安裝荷載傳遞框架:抬高上部橫梁使軌道置于凹槽內(nèi)，上部橫梁抬高至限位橫梁安裝位置上方后，安裝限位橫梁，限位橫梁安裝完成后，將上部橫梁置于限位橫梁上；
[0016]二、安裝試件:安裝試件固定架，試件放置在試件固定架的橫梁上，將試件筋材拔出端向下穿過(guò)橫梁中間位置開(kāi)設(shè)的圓孔；
[0017]三、安裝拉力傳感器:將拉力傳感器一端與試件筋材拔出端連接，拉力傳感器另一端連接螺桿，螺桿穿過(guò)下部橫梁的翼緣上的通孔，用螺母固定在下部橫梁上；
[0018]四、安裝豎桿:使豎桿穿過(guò)下部橫梁和上部橫梁的安裝孔，抬高上部橫梁至限位橫梁上方I?2cm，固定上部橫梁、下部橫梁、豎桿三者相對(duì)位置；
[0019]五、安裝位移計(jì):架立表架,使位移計(jì)抵住試件筋材自由端,將位移計(jì)和拉力傳感器連接至動(dòng)態(tài)信號(hào)測(cè)試儀，并調(diào)整動(dòng)態(tài)信號(hào)測(cè)試儀準(zhǔn)備采集數(shù)據(jù)；
[0020]六、數(shù)據(jù)采集:升高落錘至指定高度，使落錘落下沖擊荷載傳遞框架的上部橫梁，沖擊荷載將通過(guò)豎桿和下部橫梁，經(jīng)過(guò)拉力傳感器，拔出試件筋材，該過(guò)程中動(dòng)態(tài)信號(hào)測(cè)試儀記錄下拉力傳感器數(shù)值和位移計(jì)數(shù)值，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理即可得到試件筋材從試件混凝土中拔出過(guò)程的粘結(jié)滑移關(guān)系。
[0021]相比現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型具有如下有益效果:利用落錘試驗(yàn)機(jī)施加撞擊荷載，通過(guò)荷載傳遞框架將撞擊荷載轉(zhuǎn)為拉力荷載，獲得更高應(yīng)變率條件下的動(dòng)態(tài)粘結(jié)滑移測(cè)試數(shù)據(jù)，并且裝置簡(jiǎn)單，可重復(fù)使用，操作方便，節(jié)約試驗(yàn)成本，降低資源浪費(fèi)；限位橫梁可防止落錘沖擊過(guò)大，造成荷載傳遞框架向下砸壞數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的位移計(jì)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1是落錘試驗(yàn)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2是荷載傳遞框架結(jié)構(gòu)主視圖；
[0024]圖3是荷載傳遞框架結(jié)構(gòu)側(cè)視圖；
[0025]圖4是下部橫梁翼緣結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖5是上部橫梁翼緣結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖6是試件固定架結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖7是試件結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖8是數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖9是整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031]圖中:1_落錘試驗(yàn)機(jī)、11-落錘、12-機(jī)架、13-軌道、2-荷載傳遞框架、21-下部橫梁、211安裝孔、212通孔、22-上部橫梁、222-凹槽、23-豎桿、3-限位橫梁、4-試件固定架、41-臺(tái)座、42-橫梁、421-圓孔、5-數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、51-動(dòng)態(tài)信號(hào)測(cè)試儀、52-位移計(jì)、53-拉力傳感器、54表架、55-螺桿、6-試件、61-試件筋材、62-試件混凝土。【具體實(shí)施方式】
[0032]下面結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明:
[0033]一種基于落錘試驗(yàn)機(jī)的動(dòng)態(tài)粘結(jié)滑移測(cè)試裝置，包括落錘試驗(yàn)機(jī)1、荷載傳遞框架
2、限位橫梁3、試件固定架4、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)5 ;落錘試驗(yàn)機(jī)I包括落錘11、機(jī)架12、軌道13 ；荷載傳遞框架2由下部橫梁21、上部橫梁22、豎桿23架立而成，下部橫梁21、上部橫梁22上對(duì)稱設(shè)有豎桿安裝孔211，兩根豎桿23穿過(guò)安裝孔211定位固定，上部橫梁22翼緣兩側(cè)開(kāi)設(shè)凹槽222，方便與落錘試驗(yàn)機(jī)I的軌道13適配安裝。
[0034]限位橫梁3兩側(cè)固定在機(jī)架12上，位于上部橫梁22下方l-2cm處，以防上部橫梁21受沖擊過(guò)大而砸損下方位移計(jì)52 ;試件固定架4用于固定試件6，包括臺(tái)座41和橫梁42，橫梁42置于臺(tái)座41上，橫梁42中間開(kāi)設(shè)圓孔421，以使試件筋材61拔出端穿過(guò)，試件筋材61自由端上安裝位移計(jì)52，位移計(jì)52通過(guò)安裝在試件混凝土 62上的表架54保持穩(wěn)定，試件筋材61自由端設(shè)有螺紋,與拉力傳感器53連接，試件筋材61自由端也可以通過(guò)內(nèi)外螺紋管與拉力傳感器53連接，拉力傳感器53另一端利用螺桿55通過(guò)下部橫梁21翼緣中間的通孔212進(jìn)行安裝；數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)5的動(dòng)態(tài)信號(hào)測(cè)試儀51與位移計(jì)52、拉力傳感器53連接，以獲取測(cè)試數(shù)據(jù)。
[0035]上述基于落錘試驗(yàn)機(jī)的動(dòng)態(tài)粘結(jié)滑移測(cè)試裝置的測(cè)試方法，包括以下步驟:
[0036]一、安裝荷載傳遞框架2:抬高上部橫梁22使軌道13置于凹槽222內(nèi)，上部橫梁22抬高至限位橫梁3安裝位置上方后，安裝限位橫梁3，限位橫梁3安裝完成后，將上部橫梁22置于限位橫梁3上；
[0037]二、安裝試件6:安裝試件固定架4，試件6放置在試件固定架4的橫梁42上，將試件筋材61拔出端向下穿過(guò)橫梁42中間位置開(kāi)設(shè)的圓孔421 ；
[0038]三、安裝拉力傳感器53:將拉力傳感器53 —端與試件筋材61拔出端連接,拉力傳感器53另一端連接螺桿55，螺桿55穿過(guò)下部橫梁21的翼緣上的通孔212，用螺母固定在下部橫梁21上；
[0039]四、安裝豎桿23:使豎桿23穿過(guò)下部橫梁21和上部橫梁22的安裝孔211，抬高上部橫梁22至限位橫梁3上方I?2cm，固定上部橫梁22、下部橫梁21、豎桿23三者相對(duì)位置；
[0040]五、安裝位移計(jì)52:架立表架54，使位移計(jì)52抵住試件筋材61自由端，將位移計(jì)52和拉力傳感器53連接至動(dòng)態(tài)信號(hào)測(cè)試儀51，并調(diào)整動(dòng)態(tài)信號(hào)測(cè)試儀51準(zhǔn)備采集數(shù)據(jù)；
[0041]六、數(shù)據(jù)采集:升高落錘11至指定高度，使落錘11落下沖擊荷載傳遞框架2的上部橫梁22，沖擊荷載將通過(guò)豎桿23和下部橫梁21，經(jīng)過(guò)拉力傳感器53，拔出試件筋材61，該過(guò)程中動(dòng)態(tài)信號(hào)測(cè)試儀51記錄下拉力傳感器53數(shù)值和位移計(jì)52數(shù)值，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理即可得到試件筋材61從試件混凝土 62中拔出過(guò)程的粘結(jié)滑移關(guān)系。動(dòng)態(tài)信號(hào)測(cè)試儀51記錄下拉力傳感器53數(shù)值ε i，位移計(jì)52數(shù)值Si，已知拉力傳感器53系數(shù)為k，則鋼筋拔出力F = k.ε i，從而可以得到鋼筋拔出的荷載滑移關(guān)系F?S。
[0042]盡管本實(shí)用新型就優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行了示意和描述，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，只要不超出本實(shí)用新型的權(quán)利要求所限定的范圍，可以對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行各種變化和修改。
【權(quán)利要求】
1.一種基于落錘試驗(yàn)機(jī)的動(dòng)態(tài)粘結(jié)滑移測(cè)試裝置，包括落錘試驗(yàn)機(jī)，其特征在于:包括荷載傳遞框架、試件固定架、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；試件固定架固定試件，位于落錘試驗(yàn)機(jī)下方，荷載傳遞框架用于傳遞落錘荷載至試件，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集試件動(dòng)態(tài)粘結(jié)滑移測(cè)試數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于落錘試驗(yàn)機(jī)的動(dòng)態(tài)粘結(jié)滑移測(cè)試裝置，其特征在于:荷載傳遞框架由下部橫梁、上部橫梁、豎桿架立而成，下部橫梁的翼緣中間開(kāi)設(shè)通孔；上部橫梁下方設(shè)有限位橫梁，限位橫梁固定在落錘試驗(yàn)機(jī)的機(jī)架上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于落錘試驗(yàn)機(jī)的動(dòng)態(tài)粘結(jié)滑移測(cè)試裝置，其特征在于:數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括動(dòng)態(tài)信號(hào)測(cè)試儀、位移計(jì)、拉力傳感器，位移計(jì)、拉力傳感器與動(dòng)態(tài)信號(hào)測(cè)試儀相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于落錘試驗(yàn)機(jī)的動(dòng)態(tài)粘結(jié)滑移測(cè)試裝置，其特征在于:試件固定架包括臺(tái)座和橫梁，橫梁位于下部橫梁和上部橫梁之間，橫梁中間位置開(kāi)設(shè)圓孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于落錘試驗(yàn)機(jī)的動(dòng)態(tài)粘結(jié)滑移測(cè)試裝置，其特征在于:下部橫梁和上部橫梁翼緣兩端設(shè)有安裝孔，豎桿穿過(guò)安裝孔固定連接形成荷載傳遞框架，上部橫梁翼緣兩側(cè)開(kāi)設(shè)凹槽，凹槽形狀與落錘試驗(yàn)機(jī)的軌道適配。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于落錘試驗(yàn)機(jī)的動(dòng)態(tài)粘結(jié)滑移測(cè)試裝置，其特征在于--位移計(jì)通過(guò)表架置于試件筋材自由端，表架固定于試件混凝土頂部，拉力傳感器一端與試件筋材拔出端連接，另一端通過(guò)螺桿與下部橫梁的通孔連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于落錘試驗(yàn)機(jī)的動(dòng)態(tài)粘結(jié)滑移測(cè)試裝置，其特征在于:試件筋材拔出端留有外 螺紋，通過(guò)內(nèi)外螺紋管與拉力傳感器相連，內(nèi)外螺紋管的內(nèi)螺紋與試件筋材拔出端適配，外螺紋與拉力傳感器適配。
【文檔編號(hào)】G01N19/04GK203824892SQ201420241383
【公開(kāi)日】2014年9月10日 申請(qǐng)日期:2014年5月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月12日
【發(fā)明者】陳育志, 宣衛(wèi)紅, 王瑤, 王潘繡, 陳曉洪 申請(qǐng)人:金陵科技學(xué)院