自平衡式钢筋混凝土粘结锚固性能测试仪制造技术

一种自平衡式钢筋混凝土粘结锚固性能测试仪，内框架活动安装在外框架的外框架顶板上，内框架的立柱与外框架顶板滑动连接，内框架的底部设有加载设备，试件上端的钢筋滑动穿过外框架顶板和内框架的顶板与螺母连接；在试件两端的钢筋上设有加载端固定装置和自由端固定装置，加载端固定装置和自由端固定装置上各安装有至少一个位移计，位移计的测量杆与试件混凝土的端面接触。在混凝土内的钢筋上设有多个应变片。本实用新型专利技术通过采用加载端固定装置和自由端固定装置的独特设计，可以将位移计紧密固定在试件的加载端和自由端处，且使加载端固定装置固定于试件中钢筋与混凝土的交界面处，能够准确测量试件在加载过程中自由端和加载端的滑移量。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及土木工程粘结滑移性能试验领域，特别是一种自平衡式钢筋混凝土粘结锚固性能测试仪。
技术介绍
粘结滑移性能是钢筋混凝土结构理论中最重要的基本问题之一。目前，采用的粘结试验方法有拉拔试验、梁式实验以及轴拉试验。拉拔试验的试件制作及试验装置比较简单，试验结果便于分析。因此长期以来用其作为对钢筋粘结性能进行相对比较的基准。为实现对粘结滑移τs本构关系更精确的描述，多采用钢筋开槽、贴片和由加载端、自由端推算内滑移分布的方法，探索粘结锚固τs关系沿锚长的变化规律，从而得出了一个位置函数ψ（x）来反映这种变化。然而在试验中也存在测量结果精度不够，离散性较大等问题。主要表现为：(1)加载端滑移量的测量十分困难，目前国内的拉拔装置在加载端钢筋滑移量的测量方面由于测出的滑移量值包含了混凝土外部的钢筋拉伸变形而均存在较大的误差。（2）目前很多科研机构做拉拔试验时均需要借助万能试验机等外界加载设备，因此需将拉拔架搬来搬去，操作十分繁琐，需要大量人力。（3）目前国内采用较多的拉拔架，在做拉拔试验时试件是直接裸露在外面，既不方便实验人员观察试件的破坏发展形态，也增加了一定的不安全因素。（4）钢筋粘结应力测量十分困难，在钢筋的拉拔试验中粘结应力的测量一直是困扰研究人员的难题。中国专利文献CN104122201A公开了一种钢筋混凝土粘结应力及滑移测量装置，其采用了设置位移传感器的结构，但是在该结构中，由于安装空间狭小，安装的位移传感器均采用悬臂结构，影响了测量精度。且需要专用的如万能试验机等专业设备。专利技术内容本技术所要解决的技术问题是提供一种自平衡式钢筋混凝土粘结锚固性能测试仪，能够准确测量自由端、特别是加载端滑移以及粘结应力，且无需借助如万能试验机等其他外界加力设备。为解决上述技术问题，本技术所采用的技术方案是：一种自平衡式钢筋混凝土粘结锚固性能测试仪，内框架活动安装在外框架的外框架顶板上，内框架的立柱与外框架顶板滑动连接，内框架的底部设有加载设备，试件上端的钢筋滑动穿过外框架顶板和内框架的顶板与螺母连接，试件的混凝土上端面与外框架顶板接触；在试件两端的钢筋上设有加载端固定装置和自由端固定装置，加载端固定装置和自由端固定装置上各安装有至少一个位移计，位移计的测量杆与试件混凝土的端面接触。在混凝土内的钢筋上设有多个应变片。位移计和应变片与应变采集仪电性连接。所述的加载端固定装置中，凸台部中间设有钢筋孔，凸台部至少一侧设有位移计固定孔，在钢筋孔的底部设有固定装置刀口，在钢筋孔的一侧设有切缝，在切缝上设有用于顶开切缝的顶开螺栓，位移计固定孔内设有锁紧螺钉。在加载端固定装置和自由端固定装置上设有水准泡。位移计的测量杆的套管穿入位移计固定孔内，并被锁紧螺钉固定。在外框架顶板上分别设有与凸台部和位移计的测量杆的套管成间隙配合的孔。所述的加载设备为由电脑控制的液压千斤顶或螺旋千斤顶。外框架外围设有防护观察窗。在自由端固定装置与试件的混凝土之间设有防护网。本技术提供的一种自平衡式钢筋混凝土粘结锚固性能测试仪，通过采用内框架和外框架的结构，可以将位移计紧密固定在试件自由端和加载端处，且靠近试件的混凝土的端面，能够准确测量试件在加载过程中自由端和加载端的滑移量。优选的方案中，通过加载端固定装置独特的设计使位移计间接固定在混凝土试件加载端钢筋根部的一点处，进一步使得加载端滑移量测量值足够精确，而且加载端固定装置和自由端固定装置均装有水准泡，以保证固定装置安装绝对水平，从而确保固定在固定装置上的位移计绝对竖直。目前尚未发现有比本技术在测量加载端钢筋滑移量方面更为精确的装置。本技术的装置为自平衡体系，且自身安装有电脑控制加载设备，自成一体，操作方便，无需借助其他设备，例如万能试验机，因此节省了大量人力。本技术设置的钢化玻璃窗在试件发生破坏时既保证了实验人员的安全，又可方便实验人员近距离观察试件的破坏形态。同时本技术还在钢筋自由端位移计上方设置有防护网，可以防止位移计在试件劈裂破坏时被混凝土块砸中。本装置突破性的在钢筋中开槽，并在槽内粘贴密集的应变片，然后将应变片通过极细的导线连接应变采集仪，通过采集仪测出应变后，便可精确的得出钢筋的粘结应力。本装置克服了传统拉拔装置诸多缺陷，而且，在测量结果的精准性方面实现了很大的跨越。能够准确测量试件在加载过程中自由端，特别是加载端的滑移量；实现粘结应力对应的应变及自由端和加载端的滑移量同步测量。附图说明下面结合附图和实施例对本技术作进一步说明：图1为本技术的整体结构主视示意图。图2为本技术的整体结构侧视示意图。图3为本技术中试件及加载端固定装置和自由端固定装置的主视示意图。图4为本技术中试件及加载端固定装置和自由端固定装置的侧视示意图。图5为本技术中外框架顶板的俯视示意图。图6为本技术中防护网的俯视示意图。图7 为本技术中加载端固定装置的俯视示意图。图8为本技术中加载端固定装置的主视示意图。图中：电脑1，应变采集仪2，加载端固定装置3，凸台部31，钢筋孔32，位移计固定孔33，锁紧螺钉34，固定装置刀口35，水准泡36，顶开螺栓37，自由端固定装置4，位移计5，内框架6，防护观察窗7，外框架8，外框架顶板9，螺母10，防护网11，应变片12，加载设备13，混凝土14，试件中钢筋15。具体实施方式如图1~7中，一种自平衡式钢筋混凝土粘结锚固性能测试仪，内框架6活动安装在外框架8的外框架顶板9上，内框架6的立柱与外框架顶板9滑动连接，内框架6的底部设有加载设备13，优选的，所述的加载设备13为由电脑1控制的液压千斤顶或螺旋千斤顶。从而实现加载速度，加载力大小的自动化设置。内框架6和外框架8的结构较为简单，便于加工，也无需锚固固定，简化了试验条件，且该结构也便于加载试件，简化了试验步骤，提高了试验效率。如图1、2中，试件上端的钢筋15滑动穿过外框架顶板9和内框架6的顶板与螺母10连接，试件的混凝土14上端面与外框架顶板9接触；在试件两端的钢筋15上设有加载端固定装置3和自由端固定装置4，加载端固定装置3和自由端固定装置4上各安装有至少一个位移计5，位移计5的测量杆与试件混凝土14的端面接触。采用内框架6和外框架8的结构，也具有足够大的空间安装位移计5。本例中的位移计5采用YWD型位移传感器，类似千分尺的结构，在安装过程中，位移计5的测量杆，会下压一段距离，以使伸出或缩回的位移均可测量。如图3、4中，在混凝土14内的钢筋15上设有多个应变片12。本例中，在钢筋15的凹槽内相平行两表面等距离密集粘贴多个应变片。所述的相平行两表面的多个应变片12沿直线布置，以精确测量沿着钢筋15轴线的粘结滑移数据。进一步优选的，在钢筋15中心开槽，应变片12安装在槽内。应变片12的导线采用超细导线与位移计5的导线一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自平衡式钢筋混凝土粘结锚固性能测试仪，其特征是：内框架（6）活动安装在外框架（8）的外框架顶板（9）上，内框架（6）的立柱与外框架顶板（9）滑动连接，内框架（6）的底部设有加载设备（13），试件上端的钢筋（15）滑动穿过外框架顶板（9）和内框架（6）的顶板与螺母（10）连接，试件的混凝土（14）上端面与外框架顶板（9）接触；在试件两端的钢筋（15）上设有加载端固定装置（3）和自由端固定装置（4），加载端固定装置（3）和自由端固定装置（4）上各安装有至少一个位移计（5），位移计（5）的测量杆与试件混凝土（14）的端面接触。

【技术特征摘要】
1.一种自平衡式钢筋混凝土粘结锚固性能测试仪，其特征是：内框架（6）活动安装在外框架（8）的外框架顶板（9）上，内框架（6）的立柱与外框架顶板（9）滑动连接，内框架（6）的底部设有加载设备（13），
试件上端的钢筋（15）滑动穿过外框架顶板（9）和内框架（6）的顶板与螺母（10）连接，试件的混凝土（14）上端面与外框架顶板（9）接触；
在试件两端的钢筋（15）上设有加载端固定装置（3）和自由端固定装置（4），加载端固定装置（3）和自由端固定装置（4）上各安装有至少一个位移计（5），位移计（5）的测量杆与试件混凝土（14）的端面接触。
2.根据权利要求1所述的一种自平衡式钢筋混凝土粘结锚固性能测试仪，其特征是：在混凝土（14）内的钢筋（15）上设有多个应变片（12）。
3.根据权利要求1或2所述的一种自平衡式钢筋混凝土粘结锚固性能测试仪，其特征是：位移计（5）和应变片（12）与应变采集仪（2）电性连接。
4.根据权利要求1所述的一种自平衡式钢筋混凝土粘结锚固性能测试仪，其特征是：所述的加载端固定装置（3）中，凸台部（31）中间设有钢筋孔（32），凸台部（31）至少一侧设有位移计固定孔（33），在钢筋孔（32）的底部设有固定...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐港，张小龙，王青，卫泽众，潘琪，徐丽丽，
申请(专利权)人：三峡大学，
类型：新型
国别省市：湖北;42