测定frp-混凝土单面剪切性能的测试装置和测定方法
【专利摘要】本发明公开了一种测定FRP-混凝土单面剪切性能的测试装置和测定方法，该装置包括材料试验机、试块锚固件、应变片和位移计；所述试块锚固件包括上部钢板和下部钢板，混凝土试块夹持在上部钢板和下部钢板之间；所述下部钢板的底侧向下伸出有受拉钢筋；纤维片材下部粘贴在混凝土试块的表面，材料试验机的下端夹持件夹持住受拉钢筋，上端夹持件夹持住纤维片材的上部；所述应变片贴在纤维片材上，所述位移计安装在混凝土试块下部左右两侧未粘贴纤维片材的位置。本发明提供的测定FRP-混凝土单面剪切性能的测试装置和测定方法，组装简单、操作方便，试验所需仪器少，不仅适用于科研，还可以在浇筑现场进行测量。
【专利说明】测定FRP-混凝土单面剪切性能的测试装置和测定方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种测定FRP-混凝土单面剪切性能的测试装置和测定方法，属于混凝土建筑技术。
【背景技术】
[0002]土木工程领域中，钢筋混凝土结构随着时间将发生材料老化、结构损伤。所以，为了保证损伤结构的安全性，必须研究损伤结构的加固技术，使其性能能够提升。目前的加固方法大都采用纤维布或钢板进行加固。大量的试验研究表明，采用FRP加固的钢筋混凝土结构构件，其破坏形式往往不是FRP被拉断，而是FRP与混凝土界面粘结不足导致的界面剥离破坏。FRP-混凝土的界面粘结是保证两种材料共同工作的基础，因此FRP-混凝土界面性能的研究结果可以为工程设计人员提供理论基础。
[0003]目前规范采用的是正拉试验来测量纤维布与混凝土界面的粘结性能。从受力的角度来说，剪切状态更符合真实受力情况。单面剪切试验很难解决试件对中问题、夹具滑移问题、纤维片材的夹持问题，以及试件的锚固问题。目前施工和设计过程中缺乏结构简单、拆卸方便的单面剪切试验装置。
【发明内容】
[0004]发明目的:为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种测定FRP-混凝土单面剪切性能的测试装置和测定方法。
[0005]技术方案:为实现上述目的，本发明采用的技术方案为:
[0006]测定FRP-混凝土单面剪切性能的测试装置，包括材料试验机、试块锚固件、应变片和位移计；
[0007]所述试块锚固件包括上部钢板和下部钢板，混凝土试块夹持在上部钢板和下部钢板之间，上部钢板和下部钢板的周侧通过螺杆和螺帽锁紧；所述下部钢板的底侧向下伸出有受拉钢筋，所述下部钢板和受拉钢筋之间通过加固钢板加固；
[0008]纤维片材下部粘贴在混凝土试块的表面，纤维片材上部粘贴有纤维布下粘钢板；材料试验机的下端夹持件夹持住受拉钢筋，材料试验机的上端夹持件夹持住纤维片材的上部和纤维布下粘钢板(以解决夹具无法夹持纤维片材的问题)；材料试验机的上端夹持件和下端夹持件动作，使纤维片材受拉时，纤维片材维持位置在一个平面上，受拉钢筋和纤维布下粘钢板所受拉力维持在同一条直线上，以保证纤维片材与混凝土试块界面处于纯剪切状态；
[0009]所述应变片贴在纤维片材上，所述位移计安装在混凝土试块下部左右两侧未粘贴纤维片材的位置。
[0010]优选的，所述材料试验机的上端夹持件和下端夹持件均采用气压夹具，以消除夹具滑移带来的影响。
[0011]优选的，所述上部钢板的下表面为槽型，槽口处压住混凝土试块的上表面。[0012]优选的，还包括静态信号测试分析系统，所述位移计通过信号线接入静态信号测试分析系统，所述应变片通过导线接入静态信号测试分析系统。
[0013]测定FRP-混凝土单面剪切性能的测试方法，包括如下步骤:
[0014](I)制作混凝土试块，粘贴纤维片材的上端和纤维布下粘钢板；将纤维片材的下端粘贴在混凝土试块的表面，将应变片通过导线与静态信号测试分析系统相连；
[0015](2)固定下部钢板，首先将混凝土试块放置在下部钢板上，然后将上部钢板压在混凝土试块上；
[0016](3)调节螺杆的位置竖直，使纤维片材平整时受拉钢筋和纤维布下粘钢板位于同一条直线，使用螺杆和螺母固定下部钢板和上部钢板的相对位置；
[0017](4)启动材料试验机，分别夹持住受拉钢筋和纤维布下粘钢板，纤维片材位置平整；
[0018](5)在混凝土试块下部左右两侧未粘贴纤维片材的位置安装位移计，将位移计通过信号线与静态信号测试分析系统相连；
[0019](6)控制器和静态信号测试分析系统输出端和计算机相连，打开静态信号测试分析系统并调零，通过计算机对控制器实施控制，控制器对材料试验机进行控制，材料试验机对试件施加竖向荷载；通过静态信号测试分析系统记录加载过程中纤维片材的应变、混凝土试块端部的位移以及相应的竖向荷载。
[0020]有益效果:本发明提供的测定FRP-混凝土单面剪切性能的测试装置和测定方法，组装简单、操作方便，试验所需仪器少，不仅适用于科研，还可以在浇筑现场进行测量；材料试验机采用的夹具为气压夹具，能够消除夹具滑移带来的影响；上部钢板、下部钢板、螺杆等构成的整体可以解决锚固问题。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1为本发明装置的结构示意图；
[0022]图2为图1中A-A向剖视图；
[0023]其中:1 一材料试验机，2—纤维片材，3—纤维布下粘钢板，4一混凝土试块，5—下部钢板，6一上部钢板，7一螺杆,8—螺帽,9一加固钢板，10一受:拉钢筋,11一静态信号测试分析系统，12—导线，13—信号线，14 一应变片，15—油源，16—控制器，17—计算机，18—油管，19一位移计。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
[0025]如图1、图2所示为一种测定FRP-混凝土单面剪切性能的测试装置，包括材料试验机1、试块锚固件、应变片14、位移计19和静态信号测试分析系统11，所述位移计19通过信号线13接入静态信号测试分析系统11，所述应变片14通过导线12接入静态信号测试分析系统11。
[0026]所述试块锚固件包括上部钢板6和下部钢板5，混凝土试块4夹持在上部钢板6和下部钢板5之间，所述上部钢板6的下表面为槽型，槽口处压住混凝土试块4的上表面；上部钢板6和下部钢板5的周侧通过螺杆7和螺帽8锁紧；所述下部钢板5的底侧向下伸出有受拉钢筋10，所述下部钢板5和受拉钢筋10之间通过加固钢板9加固。混凝土试块4的尺寸为 150mmX 150mmX 500mm。
[0027]纤维片材2下部粘贴在混凝土试块4的表面，纤维片材2上部粘贴有纤维布下粘钢板3 ;材料试验机I的下端夹持件夹持住受拉钢筋10,材料试验机I的上端夹持件夹持住纤维片材2的上部和纤维布下粘钢板3 ;材料试验机I的上端夹持件和下端夹持件动作，使纤维片材2受拉时，纤维片材2维持位置在一个平面上，受拉钢筋10和纤维布下粘钢板3所受拉力维持在同一条直线上，以保证纤维片材2与混凝土试块4界面处于纯剪切状态；所述材料试验机I的上端夹持件和下端夹持件均采用气压夹具，以消除夹具滑移带来的影响。
[0028]所述应变片10贴在纤维片材2上，所述位移计14安装在混凝土试块4下部左右两侧未粘贴纤维片材2的位置。
[0029]测定FRP-混凝土单面剪切性能的测试方法，包括如下步骤:
[0030](I)制作混凝土试块4，粘贴纤维片材2的上端和纤维布下粘钢板3 ;将纤维片材2的下端粘贴在混凝土试块4的表面，将应变片14通过导线12与静态信号测试分析系统11相连；
[0031](2)固定下部钢板5，首先将混凝土试块4放置在下部钢板5上，然后将上部钢板6压在混凝土试块4上；
[0032](3)调节螺杆7的位置竖直，使纤维片材2平整时受拉钢筋10和纤维布下粘钢板3位于同一条直线，使用螺杆7和螺母8固定下部钢板5和上部钢板6的相对位置；
[0033](4)启动材料试验机1，分别夹持住受拉钢筋10和纤维布下粘钢板3，纤维片材2位置平整；
[0034](5)在混凝土试块4下部左右两侧未粘贴纤维片材2的位置安装位移计14，将位移计14通过信号线13与静态信号测试分析系统11相连；
[0035](6)控制器16和静态信号测试分析系统11输出端和计算机17相连，打开静态信号测试分析系统11并调零，通过计算机17对控制器16实施控制，控制器16对材料试验机I进行控制，材料试验机对试件施加竖向荷载；通过静态信号测试分析系统11记录加载过程中纤维片材2的应变、混凝土试块4端部的位移以及相应的竖向荷载。
[0036]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出:对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【权利要求】
1.测定FRP-混凝土单面剪切性能的测试装置，其特征在于:包括材料试验机(I)、试块锚固件、应变片(14)和位移计(19)； 所述试块锚固件包括上部钢板(6)和下部钢板(5)，混凝土试块(4)夹持在上部钢板(6)和下部钢板(5)之间，上部钢板(6)和下部钢板(5)的周侧通过螺杆(7)和螺帽(8)锁紧；所述下部钢板(5)的底侧向下伸出有受拉钢筋(10)，所述下部钢板(5)和受拉钢筋(10)之间通过加固钢板(9)加固； 纤维片材(2)下部粘贴在混凝土试块(4)的表面，纤维片材(2)上部粘贴有纤维布下粘钢板(3);材料试验机(I)的下端夹持件夹持住受拉钢筋(10),材料试验机(I)的上端夹持件夹持住纤维片材(2)的上部和纤维布下粘钢板(3);材料试验机(I)的上端夹持件和下端夹持件动作，使纤维片材(2)受拉时，纤维片材(2)维持位置在一个平面上，受拉钢筋(10)和纤维布下粘钢板(3)所受拉力维持在同一条直线上； 所述应变片(10)贴在纤维片材(2)上，所述位移计(14)安装在混凝土试块⑷下部左右两侧未粘贴纤维片材(2)的位置。
2.根据权利要求1所述的测定FRP-混凝土单面剪切性能的测试装置，其特征在于:所述材料试验机(I)的上端夹持件和下端夹持件均采用气压夹具。
3.根据权利要求1所述的测定FRP-混凝土单面剪切性能的测试装置，其特征在于:所述上部钢板(6)的下表面为槽型，槽口处压住混凝土试块(4)的上表面。
4.根据权利要求1所述的测定FRP-混凝土单面剪切性能的测试装置，其特征在于:还包括静态信号测试分析系统(11)，所述位移计(19)通过信号线(13)接入静态信号测试分析系统(11)，所述应变片(14)通过导线(12)接入静态信号测试分析系统(11)。
5.测定FRP-混凝土单面剪切性能的测试方法，其特征在于:包括如下步骤: (1)制作混凝土试块(4)，粘贴纤维片材(2)的上端和纤维布下粘钢板(3);将纤维片材(2)的下端粘贴在混凝土试块(4)的表面，将应变片(14)通过导线(12)与静态信号测试分析系统(11)相连； (2)固定下部钢板(5)，首先将混凝土试块(4)放置在下部钢板(5)上，然后将上部钢板(6)压在混凝土试块(4)上； (3)调节螺杆(7)的位置竖直，使纤维片材(2)平整时受拉钢筋(10)和纤维布下粘钢板(3)位于同一条直线，使用螺杆(7)和螺母(8)固定下部钢板(5)和上部钢板(6)的相对位置； (4)启动材料试验机(I)，分别夹持住受拉钢筋(10)和纤维布下粘钢板(3)，纤维片材(2)位置平整； (5)在混凝土试块(4)下部左右两侧未粘贴纤维片材(2)的位置安装位移计(14)，将位移计(14)通过信号线(13)与静态信号测试分析系统(11)相连； (6)控制器(16)和静态信号测试分析系统(11)输出端和计算机(17)相连，打开静态信号测试分析系统(11)并调零，通过计算机(17)对控制器(16)实施控制，控制器(16)对材料试验机(I)进行控制，材料试验机对试件施加竖向荷载；通过静态信号测试分析系统(11)记录加载过程中纤维片材⑵的应变、混凝土试块⑷端部的位移以及相应的竖向荷载。
【文档编号】G01N35/00GK103983525SQ201410238457
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年5月30日 优先权日:2014年5月30日
【发明者】袁娇娇, 火映霞, 侯新宇 申请人:江苏城市职业学院