可直接测量粘结面上粘结性能的PEC型钢混凝土试样结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种可直接测量粘结面上粘结性能的PEC型钢混凝土试样结构，包括H型钢和混凝土结构，H型钢由翼缘和腹板构成；翼缘和腹板上的各测量点位处分别粘贴一应变片对，该应变片对包括一金属应变片和一非金属应变片；粘贴于翼缘上的应变片对，其中的金属应变片和非金属应变片分别粘贴于翼缘上测量点位处的外侧和内侧；粘贴于腹板上的应变片对，其中的金属应变片和非金属应变片分别粘贴于腹板上测量点位处的内部和外表面；混凝土结构由在H型钢的翼缘之间、腹板两侧浇筑混凝土形成。本实用新型专利技术结构简单，成本低，利用本实用新型专利技术进行粘结性能测量，操作简单，可直接准确地量测出型钢与混凝土接触面上混凝土的应变、型钢应变及粘结应力。

The structure of PEC steel reinforced concrete specimen which can directly measure the bond performance on the bond surface

【技术实现步骤摘要】
可直接测量粘结面上粘结性能的PEC型钢混凝土试样结构
本技术属于型钢混凝土粘结性能测量
，尤其涉及一种可直接测量粘结面上粘结性能的PEC型钢混凝土试样结构。
技术介绍
PEC柱(partiallyencasedconcretecompositecolumns，缩写为PEC柱)型钢混凝土组合结构由H型钢在翼缘之间、腹板两侧浇筑混凝土形成，H型钢的腹板全部包裹在混凝土内，翼缘裸露在混凝土外部，所以又称为“部分包裹混凝土结构”，参见图1。这种新型构件既可以用于旧建筑的加固和改造，又可用于新建建筑物的多高层结构。在钢筋混凝土结构中，钢筋与混凝土间的粘结性能是钢筋与混凝土两种材料协同工作的基础，是保证钢筋混凝土结构承载力的关键。钢筋混凝土结构中的粘结力指沿钢筋纵向在钢筋和混凝土表面上存在的作用力。在直筋和钢绞线锚固端、在钢筋的搭接接头、在裂缝附近等位置钢筋中的力需要由粘结力或粘结构造措施传递到混凝土中，因此构件开裂、裂缝宽度、变形、结构承载力、地震作用下结构吸收和耗散能量的大小都直接或间接与粘结性能有关。同样的，在型钢混凝土组合结构中，型钢和混凝土之间也存在粘结作用和粘结问题。型钢与混凝土之间的粘结性能是影响型钢混凝土构件的受力性能、破坏形态、承载能力、裂缝和变形的重要因素。因此型钢与混凝土间粘结性能的测量就显得极为重要。目前国内外对型钢混凝土粘结性能的研究主要有：(1)大部分科研人员通过在型钢表面开槽，在槽内贴应变片并封填环氧树脂的方式来实测型钢的应变；再通过微段受力平衡关系计算各位置点的粘结应力。这种方法认为混凝土产生的应变很小从而忽略了混凝土的应变。另外，试验过程中封填环氧树脂的部位替代了钢材与混凝土的粘结，减小了钢材与混凝土间原有的粘结面积，降低了粘结性能，使得计算出的粘结应力并非真实数值，存在一定误差。(2)在型钢与混凝土实际的粘结滑移过程中，混凝土的应变是不可忽略的。但型钢与混凝土接触面在试件的内部，其应变很难直接测得。因此有些科研人员为了得到接触面上混凝土的应变，采用了一种间接测量的方法，即：在混凝土外侧贴应变片，再根据一定的经验公式计算出型钢混凝土接触面上混凝土的应变。这种方法在理论上是正确的，但精确度受经验公式有关影响，还是难以精确的反映出接触面上混凝土应变的大小，存在一定的误差。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本技术提供了一种可直接测量粘结面上粘结性能的PEC型钢混凝土试样结构。本技术可直接测量粘结面上粘结性能的PEC型钢混凝土试样结构，包括H型钢和混凝土结构，所述H型钢由翼缘和腹板构成；所述翼缘和所述腹板上的各测量点位处分别粘贴一应变片对，该应变片对包括一用来测量H型钢应变的金属应变片、以及一用来测量混凝土结构应变的非金属应变片；粘贴于翼缘上的应变片对，其中的金属应变片和非金属应变片分别粘贴于翼缘上测量点位处的外侧和内侧；粘贴于腹板上的应变片对，其中的金属应变片和非金属应变片分别粘贴于腹板上测量点位处的内部和外表面；所述混凝土结构由在H型钢的翼缘之间、腹板两侧浇筑混凝土形成。作为优选，金属应变片粘贴于腹板上测量点位处的内部，具体为：所述腹板开倒“凸”字形凹槽，该倒“凸”字形凹槽包括底部的第一层槽和上部的第二层槽；金属应变片粘贴于第一层槽槽底，在第一层槽内封填环氧树脂；在第二层槽上覆盖与第二层槽尺寸匹配的腹板盖板，腹板盖板与腹板同材质，将腹板盖板与腹板焊接成一整体。进一步的，倒“凸”字形凹槽槽底粘贴1个金属应变片，或等间距粘贴多个金属应变片。作为优选，各非金属应变片的外表面均涂覆有AB胶层，AB胶层上粘结有石英中砂层。进一步的，所述金属应变片为型号BSF120-6AA-T的金属电阻应变片。进一步的，所述非金属应变片为型号BSQ120-40AA的非金属应变片。本技术提供的直接测量PEC型钢混凝土粘结面上粘结性能的方法，包括步骤：(1)在H型钢的各测量点位处分别粘贴一应变片对，该应变片对包括一用来测量H型钢应变的金属应变片、以及一用来测量混凝土结构应变的非金属应变片；粘贴于翼缘上的应变片对，其中的金属应变片和非金属应变片分别粘贴于翼缘上测量点位处的外侧和内侧；粘贴于腹板上的应变片对，其中的金属应变片和非金属应变片分别粘贴于腹板上测量点位处的内部和外表面；(2)在H型钢的翼缘之间、腹板两侧浇筑混凝土，获得型钢混凝土试件；(3)对型钢混凝土试件加载，同时采集各金属应变片及其对应非金属应变片的应变值，根据所采集的应变值分析PEC型钢混凝土粘结面的粘结性能。进一步的，金属应变片粘贴于腹板上测量点位处的内部，具体为：在腹板开倒“凸”字形凹槽，该倒“凸”字形凹槽包括底部的第一层槽和上部的第二层槽；金属应变片粘贴于第一层槽槽底，在第一层槽内封填环氧树脂；待环氧树脂固化后，在第二层槽上覆盖与第二层槽尺寸匹配的腹板盖板，腹板盖板与腹板同材质，将腹板盖板与腹板焊接成一整体。所述倒“凸”字形凹槽槽底粘贴1个金属应变片，或等间距粘贴多个金属应变片。作为优选，在进行步骤(2)之前，还包括步骤：在非金属应变片表面滴涂一层AB胶，并用刮板挂压，之后，在非金属应变片表面撒上清洗过的石英中砂；待AB胶完全硬化，刮掉多余的石英中砂。进一步的，所述根据所采集的应变值分析PEC型钢混凝土粘结面的粘结性能，包括：获得各金属应变片及其对应非金属应变片的应变值的差值，即对应测量点位处H型钢与混凝土间的粘结滑移值。进一步的，所述根据所采集的应变值分析PEC型钢混凝土粘结面上粘结性能，包括：根据各金属应变片及其对应非金属应变片的应变值获得H型钢应力和混凝土应力，H型钢应力和混凝土应力的差值，即对应测量点位处H型钢与混凝土间的粘结应力。进一步的，所述根据所采集的应变值分析PEC型钢混凝土粘结面上粘结性能，包括：根据各金属应变片及其对应非金属应变片的应变值，计算试件的平均粘结应力，从而绘制相应的平均粘结应力-应变曲线。利用本技术可以直接且准确测量出型钢和混凝土的接触面上混凝土的应变，在保证H型钢腹板与混凝土原有的粘结界面的情况下量测出型钢的应变，并计算出相应的混凝土应力和型钢应力，两者的差值即H型钢与混凝土间的粘结应力。本技术具有如下优点和有益效果：(1)倒“凸”字形凹槽设计，可以有效的解决以往的型钢腹板开槽内贴应变片后封填环氧树脂对其腹板和混凝土间粘结性能的影响，保证了粘结面积，降低试验误差。(2)采用氩弧焊接较其他焊接方式可以有效的解决在焊接时由于高温对其内部应变片产生的破坏。(3)焊接后选用M20干磨砂纸进行打磨，可以解决由于焊接或盖板板厚精度不足等原因导致腹板表面凹凸不平对其粘结性能的影响。同时M20干磨砂纸颗粒的大小刚好能够使打磨后的腹板盖板表面及焊接处与原钢材表面粗糙度相同，减小试验误差。...

【技术保护点】
1.可直接测量粘结面上粘结性能的PEC型钢混凝土试样结构，包括H型钢和混凝土结构，所述H型钢由翼缘和腹板构成；其特征是：/n所述翼缘和所述腹板上的各测量点位处分别粘贴一应变片对，该应变片对包括一用来测量H型钢应变的金属应变片、以及一用来测量混凝土结构应变的非金属应变片；/n粘贴于翼缘上的应变片对，其中的金属应变片和非金属应变片分别粘贴于翼缘上测量点位处的外侧和内侧；/n粘贴于腹板上的应变片对，其中的金属应变片和非金属应变片分别粘贴于腹板上测量点位处的内部和外表面；/n所述混凝土结构由在H型钢的翼缘之间、腹板两侧浇筑混凝土形成。/n

【技术特征摘要】
1.可直接测量粘结面上粘结性能的PEC型钢混凝土试样结构，包括H型钢和混凝土结构，所述H型钢由翼缘和腹板构成；其特征是：
所述翼缘和所述腹板上的各测量点位处分别粘贴一应变片对，该应变片对包括一用来测量H型钢应变的金属应变片、以及一用来测量混凝土结构应变的非金属应变片；
粘贴于翼缘上的应变片对，其中的金属应变片和非金属应变片分别粘贴于翼缘上测量点位处的外侧和内侧；
粘贴于腹板上的应变片对，其中的金属应变片和非金属应变片分别粘贴于腹板上测量点位处的内部和外表面；
所述混凝土结构由在H型钢的翼缘之间、腹板两侧浇筑混凝土形成。


2.如权利要求1所述的PEC型钢混凝土试样结构，其特征是：
金属应变片粘贴于腹板上测量点位处的内部，具体为：
所述腹板开倒“凸”字形凹槽，该倒“凸”字形凹槽包括底部的第一层槽和上部的第二层槽；
...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晨霞，曹芙波，卢志明，
申请(专利权)人：内蒙古科技大学，
类型：新型
国别省市：内蒙;15