钢筋混凝土柱全寿命服役性能试验加载装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种钢筋混凝土柱全寿命服役性能的试验装置，尤其适用于研究环境和荷载耦合作用下钢筋混凝土柱时变力学性能和剩余承载力的场合，属于结构耐久性试验领域。本实用新型专利技术包括钢筋混凝土柱、开设于钢筋混凝土柱上的预留孔、拉力筋、固定件、锚固件、加载支座、环境模拟箱和试验机，拉力筋穿插于钢筋混凝土柱的预留孔中，固定件固定于拉力筋的一端，锚固件固定于拉力筋的另一端，加载支座的中间开设有通孔，孔径大于固定件和锚固件的直径，固定件和锚固件可穿插于加载支座的通孔内并与加载支座相对上下活动连接。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种钢筋混凝土柱全寿命服役性能的试验装置，尤其适用于研究环境和荷载耦合作用下钢筋混凝土柱时变力学性能和剩余承载力的场合，属于结构耐久性试验领域。
技术介绍
混凝土结构都是在一定荷载作用下工作，并经受硬化、渗透、冻融、化学侵蚀等多种因素耦合作用，大量的无荷载作用下的混凝土耐久性成果并不能合理反映结构所处的实际状态。半个世纪以来，混凝土结构由于耐久性不足而导致过早破坏、寿命缩短的事故不断增多，尤其是大坝、道路、桥梁、港口等重大工程以及高层建筑物未达到设计年限就破坏的事故时有发生并造成巨大的经济损失和人员伤亡。因此，系统开展双重或多重破坏因素作用下混凝土结构、构件的耐久性和服役性能研究是当前土木工程领域的重大科学技术与理论难题。要研究复杂环境作用与荷载耦合作用下混凝土结构、构件的耐久性，必须首先提出一套可以考虑多个因素同时作用的耐久性试验系统。但是，目前还没有这样的能够进行钢筋混凝土柱全寿命服役性能的试验方法和试验装置。目前钢筋混凝土柱力学性能的测试通常是在长柱试验机或钢结构反力架试验台上进行，这是一种短期力学性能的试验装置。因此，现有技术仍存在以下不足一是没有考虑使用荷载作用的影响，而实际构件是负荷工作的；二是不能考虑结构构件服役环境的影响，由于试验装置体积庞大，无法放入现有的模拟加速试验设备，如冻融试验机、碳化箱、人工环境模拟箱等模拟实际结构所处的工作环境，即使能放入现有的加速环境模拟试验设备，加载装置本身的防腐和性能退化也是个难以解决的技术问题；三是现有技术无法测得构件在使用状态下的剩余承载力，现有技术多为成组组合的构件通过反力架施加荷载，要测得构件的剩余承载力必须卸去持载装置然后进行静力试验。而且，现有技术均是关于梁的试验技术，如专利CN 201681017U公开的技术。这种卸去持载装置后进行的静力试验所得结果与实际情况完全不同，如当地震或风或其它能导致结构构件荷破坏的荷载发生时，我们并不能将作用在结构构件上的使用荷载全部卸掉，就如同地震发生时我们不能完全保证所有人员都能从建筑物中撤离一样。结构构件的破坏往往是结构构件使用荷载和偶然荷载共同作用的结果。为此，人们更加关注的是结构构件在使用荷载和环境共同作用下，即正常工作状态下随着服役时间的推移构件的退化衰变规律以及其还有多少抵抗偶然荷载破坏的能力。
技术实现思路
本技术的目的在于解决目前试验装置中不能考虑使用荷载作用，体积庞大不能考虑服役环境影响，无法在不卸载的情况下测得构件的剩余承载力，无法测试环境和荷载耦合作用下柱全寿命服役性能的缺点，提供一种结构简单、操作方便、体积小巧、不占试验空间且能同时考虑环境和荷载耦合作用的钢筋混凝土柱全寿命服役性能和剩余承载力变化的试验装置。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是本技术是一种钢筋混凝土柱全寿命服役性能试验加载装置，包括钢筋混凝土柱、开设于钢筋混凝土柱上的预留孔、拉力筋、固定件、锚固件、加载支座、环境模拟箱和试验机，拉力筋穿插于钢筋混凝土柱的预留孔中，固定件固定于拉力筋的一端，锚固件固定于拉力筋的另一端，加载支座的中间开设有通孔，孔径大于固定件和锚固件的直径，固定件和锚固件可穿插于加载支座的通孔内并与加载支座相对上下活动连接。作为一种改进，本技术所述的钢筋混凝土柱上的预留孔沿柱的长度方向开设。作为一种改进，本技术所述的钢筋混凝土柱的两端留有突出柱的翼缘，翼缘同柱宽，根部高度不小于柱的高度。作为一种改进，本技术所述的预留孔沿柱长度方向开设于翼缘上。作为一种改进，本技术所述的预留孔沿柱长度方向开设于柱体上。作为一种改进，本技术所述的拉力筋为不锈钢钢绞线或经过防腐处理的高耐久性钢丝或钢绞线或不锈钢精扎螺纹钢或经过防腐处理的精扎螺纹钢，在环境作用下耐久性不降低。作为一种改进，本技术所述的固定件、锚固件为不锈钢或经过防腐处理，在环境作用下耐久性不降低。作为一种改进，本技术所述的加载支座的中间开设有通孔，孔径大于固定件和锚固件的直径，加载支座对固定件和锚固件无约束，二次加载时固定件和锚固件可在加载支座的孔内纵向自由移动。本技术的翼缘截面可以是方形，也可以是梯形。在具体使用时，先将拉力筋穿入柱的预留孔，由固定件固定拉力筋的一端，锚固件固定拉力筋的另一端，张拉拉力筋的锚固端达到设计荷载，固定锚固件，将施加荷载的柱放入环境模拟箱中，待达到设计龄期后，取出柱将加载支座对准柱两端加载处安放在试验机反力架上对柱施加极限荷载，可得到柱的剩余承载力。本技术的有益效果主要表现在1、加载装置不锈蚀、强度高，能满足任意尺寸柱、任意荷载比的加载需要；2、试验装置体积小，几乎不占空间，能充分利用现有耐久性试验装置如冻融试验机、碳化箱、人工环境模拟箱等模拟构件真实工作状态，研究环境和荷载耦合作用对钢筋混凝土柱的力学性能；3、勿需卸载测试，可以直接对持载状态的混凝土柱(即不卸掉使用荷载的情况下)进行连续的应力-应变、荷载-挠度、剩余承载力等力学性能测试，且持续荷载的加载装置对二次加载没有约束作用，能够真实反映荷载和环境耦合作用对钢筋混凝土柱全寿命服役性能和剩余承载力的影响，充分保证试验结果揭示柱的全过程破坏机理和反映柱在实际工作状态下的损伤失效过程。附图说明图1为钢筋混凝土柱全寿命服役性能试验加载装置的结构示意图；图2为钢筋混凝土柱全寿命服役性能试验加载装置施加极限荷载状态的结构示意图；图3为钢筋混凝土柱A结构示意图；图4为钢筋混凝土柱B结构示意图；图5为钢筋混凝土柱C结构示意图；图6为施加荷载的柱放于环境模拟箱中荷载和环境耦合作用的结构示意图；图7为带孔加载支座剖面示意图；图8为带孔加载支座俯视示意图。图中，1为钢筋混凝土柱，2为预留孔，3为拉力筋，4为固定件，5为锚固件，6为加载支座，7为环境模拟箱，8为试验机，9为柱体，10为翼缘。具体实施方式以下结合附图对本技术作进一步描述。图1为钢筋混凝土柱1全寿命服役性能试验加载装置的结构示意图；一种钢筋混凝土柱1全寿命服役性能试验加载装置，包括钢筋混凝土柱1、开设于钢筋混凝土柱1上的预留孔2、拉力筋3、固定件4、锚固件5、带孔加载支座6和试验机8，拉力筋3穿插于钢筋混凝土柱1的预留孔2中，固定件4固定于拉力筋3的一端，锚固件5固定于拉力筋3的另一端，加载支座的中间开设有通孔，孔径大于固定件和锚固件的直径，固定件4和锚固件5可穿插于加载支座6的通孔内并与加载支座6相对上下活动连接，加载支座6对固定件4和锚固件5无约束，二次加载时固定件4和锚固件5可在加载支座6的通孔内纵向自由移动。在具体使用过程中，先将拉力筋3穿入柱的预留孔2，由固定件4固定拉力筋3的一端，锚固件5固定拉力筋3的另一端，张拉拉力筋3的锚固端达到设计荷载，固定锚固件5，将施加荷载的柱放入环境模拟箱7中，图6即为施加荷载的柱放于环境模拟箱7中荷载和环境耦合作用的结构示意图；待达到设计龄期后，取出柱将加载支座6对准柱两端加载处安放在试验机8上对柱施加极限荷载，这里的试验机8也可以是反力架，如图2。图7为带孔加载支座6剖面示意图，图8为带孔加载支座6俯视示意图，加载支座6的结构如图7与8所示。钢筋混凝土柱1的结构有多种，现例举以下三个经典的结构图3为钢筋混凝土柱本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李强，胡颖，崔巍，蒋学，王晓翠，
申请(专利权)人：浙江建设职业技术学院，
类型：实用新型
国别省市：