一种混凝土剪切徐变的扭转测试装置及测试方法
【专利说明】一种混凝土剪切徐变的扭转测试装置及测试方法 【技术领域】
[0001] 本发明属于混凝土的徐变试验技术领域，涉及一种混凝土剪切徐变的扭转测试装 置及测试方法。 【【背景技术】】
[0002] 目前关于混凝土徐变理论中的徐变系数通常是基于单轴应力条件下的试验研究 得到的，之前的一些基于广泛研究和试验的徐变模型如B3模型、CEB-FIP模型、ACI-209R模 型较为全面的考虑了混凝土强度、水泥种类、相对湿度等多种因素，但其试验的应力条件均 为轴向压应力状态，最新提出的M模型的徐变部分与B3模型一致仍然采用轴向应力状态， 只是完善了收缩考虑的因素。而关于剪切作用下混凝土的徐变试验研究很少。仅假定各种 内力下的徐变变形可以近似地取用一个统一的徐变系数得到，即假定剪切作用下的徐变系 数与轴向力或弯曲作用下的徐变系数相同。而研究发现剪切作用下产生的徐变位移不可忽 略，需要对混凝土剪切徐变进行单独的测试。 【
【发明内容】
】
[0003] 本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种混凝土剪切徐变的扭转测 试装置及测试方法，该装置使得混凝土剪切徐变作用可量化考虑，解决目前工程中因为剪 切徐变引起的长期变形的机理问题，为混凝土结构变形的预测和计算提供参考。
[0004] 为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
[0005] -种混凝土剪切徐变的扭转测试装置，包括混凝土底座，混凝土底座中心浇筑有 竖直设置的圆柱形混凝土圆杆，混凝土底座上安装有支撑钢架；混凝土圆杆上部设置有传 力钢筋，荷载托架中部开口，且自上而下套设在混凝土圆杆上，并通过钢绞线吊装在支撑钢 架上；钢绞线一端与荷载托架相连，另一端连接在传力钢筋上。
[0006] 本发明进一步的改进在于：
[0007] 所述支撑钢架通过螺栓固定在混凝土底座上。
[0008] 所述支撑钢架的顶部设置有转向钢槽，钢绞线穿过转向钢槽后连接在传力钢筋 上。
[0009] 所述传力钢筋为两根十字交叉设置于混凝土圆杆内的钢筋，两根钢筋的两端分别 伸出混凝土圆杆的侧面。
[0010] 所述传力钢筋的下方设置有定位钢筋，通过位移计测量定位钢筋的位移变化进而 推算剪切徐变。
[0011] 本发明还公开了一种混凝土剪切徐变的扭转测试方法，包括以下步骤：
[0012] 1)在混凝土底座上浇筑圆柱形混凝土圆杆，混凝土圆杆高为L，截面半径为r ;
[0013] 2)将支撑钢架和荷载托架装配到位，并安装位移计；
[0014] 3)施加荷载，将混凝土荷载块置于荷载托架上；
[0015] 4)读取初位移I (t。)，贝IJ初始切应变为
[0016] 5)通过集箱长期采集数据得到t时刻的定位钢筋的位移I (t，t。)，则t时刻构件 的切应变关
[0017] 6)剪切徐变系数用Φ s。(t，t。）来描述，则笮
[0018] 与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
[0019] 本发明通过钢丝束和底端通过螺栓固结在混凝土底座上的支撑钢架传递装载在 钢托架上的混凝土块产生的荷载，并在底端固结在混凝土底座上的混凝土圆柱上形成扭转 剪切作用，通过千分表测试位于混凝土圆柱上的定位钢筋位移的方式采集扭转产生的变形 来推算剪切徐变。相较于传统的梁式剪切测试试验，本测试装置仅有扭转剪切作用，无弯矩 等其他因素的影响，能对混凝土的剪切徐变进行准确的测试。 【【附图说明】】
[0020] 图1为本发明混凝土圆杆与混凝土底座的结构示意图；
[0021] 图2为本发明支撑钢架的结构示意图；
[0022] 图3为本发明荷载托架的结构示意图；
[0023] 图4为本发明传力钢筋与定位钢筋的位置示意图；
[0024] 图5为本发明的整体结构示意图。
[0025] 其中：1为混凝土底座；2为混凝土圆杆；3为支撑钢架；4为螺栓；5为荷载托架；6 为传力钢筋；7为定位钢筋；8为钢绞线；9为转向钢槽。 【【具体实施方式】】
[0026] 下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
[0027] 参见图1至图5,本发明混凝土剪切徐变的扭转测试装置，包括混凝土底座1，混凝 土底座1中心浇筑有竖直设置的圆柱形混凝土圆杆2,混凝土底座1上安装有支撑钢架3 ; 混凝土圆杆2上部设置有传力钢筋6,荷载托架5中部开口，且自上而下套设在混凝土圆杆 2上，并通过钢绞线8吊装在支撑钢架3上；钢绞线一端与荷载托架5相连，另一端连接在 传力钢筋6上。支撑钢架3通过螺栓4固定在混凝土底座1上。支撑钢架3的顶部设置有 转向钢槽9,钢绞线8穿过转向钢槽9后连接在传力钢筋6上。传力钢筋6为两根十字交叉 设置于混凝土圆杆2内的钢筋，两根钢筋的两端分别伸出混凝土圆杆2的侧面。传力钢筋 6的下方设置有定位钢筋7,通过位移计测量定位钢筋7的位移变化进而推算剪切徐变。
[0028] 本发明所涉及的剪切徐变测试装置由下端固结在混凝土底座上的混凝土圆柱体， 下端通过螺栓固结在混凝土底座上的支撑钢架，钢托架，钢丝束，千分表，混凝土加载块组 成。剪切徐变构件如图1中圆柱体混凝土圆杆2,其浇筑制作时固结于混凝土底座1上，图 2中的支撑钢架3通过高强螺栓4与混凝土底座1固结，图3中用于加载荷载块的荷载托 架5通过一端连接在图4中的传力钢筋6的钢绞线8吊在支撑钢架3上，荷载块的重力作 用通过支撑钢架的转向作用转换为作用在试验构件上的扭矩，从而对圆柱体混凝土圆杆形 成纯剪切作用，通过位移计测量图4中定位钢筋7的位移变化进而推算剪切徐变。
[0029] 本发明目的在于通过长期观察剪切试验中等直混凝土圆柱体在纯剪作用下的切 应变，从而推算剪切徐变计算模式，为桥梁设计提供考虑剪切作用的理论参考。具体测试方 法如下：
[0030] 1、浇筑图1所示混凝土构件，等值圆杆高为L，截面半径为r。
[0031] 2、将图2支撑钢架和图3荷载托架按顺序装配到位。
[0032] 3、安装位移计，测量定位钢筋的位移。
[0033] 4、施加荷载，将混凝土荷载块置于荷载托架上。
[0034] 5、读取初位移I (t。)，则初始切应变为7
[0035] 6、通过集箱长期采集数据得到t时刻的定位钢筋的位移I (t，t。)，则t时刻构件的 切应变，
[0036] 7、剪切徐变系数用Φ s。(t，t。）来描述，则有
[0037] 以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按 照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书 的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种混凝土剪切徐变的扭转测试装置，其特征在于，包括混凝土底座（1)，混凝土底 座（1)中心浇筑有竖直设置的圆柱形混凝土圆杆（2)，混凝土底座（1)上安装有支撑钢架 (3);混凝土圆杆⑵上部设置有传力钢筋（6)，荷载托架（5)中部开口，且自上而下套设在 混凝土圆杆（2)上，并通过钢绞线（8)吊装在支撑钢架（3)上；钢绞线一端与荷载托架（5) 相连，另一端连接在传力钢筋（6)上。2. 根据权利要求1所述的混凝土剪切徐变的扭转测试装置，其特征在于，所述支撑钢 架（3)通过螺栓（4)固定在混凝土底座（1)上。3. 根据权利要求1所述的混凝土剪切徐变的扭转测试装置，其特征在于，所述支撑钢 架（3)的顶部设置有转向钢槽（9)，钢绞线（8)穿过转向钢槽（9)后连接在传力钢筋（6) 上。4. 根据权利要求1所述的混凝土剪切徐变的扭转测试装置，其特征在于，所述传力钢 筋（6)为两根十字交叉设置于混凝土圆杆（2)内的钢筋，两根钢筋的两端分别伸出混凝土 圆杆⑵的侧面。5. 根据权利要求4所述的混凝土剪切徐变的扭转测试装置，其特征在于，所述传力钢 筋（6)的下方设置有定位钢筋（7)，通过位移计测量定位钢筋（7)的位移变化进而推算剪切 徐变。6. -种采用权利要求1-5任意一项所述混凝土剪切徐变的扭转测试装置的测试方法， 其特征在于，包括以下步骤： 1) 在混凝土底座上饶筑圆柱形混凝土圆杆，混凝土圆杆高为L，截面半径为r; 2) 将支撑钢架和荷载托架装配到位，并安装位移计； 3) 施加荷载，将混凝土荷载块置于荷载托架上； 4) 读取初位移1 (t。)，则初始切应变为5) 通过集箱长期采集数据得到t时刻的定位钢筋的位移1 (t，t。)，则t时刻构件的切 应变为6) 剪切徐变系数用来描述，则有
【专利摘要】本发明公开了一种混凝土剪切徐变的扭转测试装置及测试方法，包括混凝土底座，混凝土底座中心浇筑有竖直设置的圆柱形混凝土圆杆，混凝土底座上安装有支撑钢架；目前通常采用梁式加载来对混凝土的剪切作用进行测试，本发明提供了一种通过对混凝土圆柱施加扭转作用来测试剪切徐变的方法。测试装置通过钢丝束来施加两对集中力作用在底端固结在地面上的圆柱体混凝土外围，形成扭矩剪切作用。钢丝束一端悬吊有装载混凝土块的钢托架来形成荷载，并通过底端固结在地面上的支撑钢架来形成支撑系统及钢丝束的转向装置，并通过位移计来测试位于混凝土圆柱上的定位钢筋的位移进而计算混凝土的剪切徐变。
【IPC分类】G01N3/26
【公开号】CN105092393
【申请号】CN201510574169
【发明人】牛艳伟, 曹宏恩, 赵育, 杜隆基, 屈晓晓, 张亮, 黄平明
【申请人】长安大学
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2015年9月10日