一种荷载加载装置和FRP筋－混凝土工况模拟系统及方法

一种荷载加载装置和frp筋－混凝土工况模拟系统及方法
技术领域
1.本实用建筑结构材料测试领域，具体涉及frp筋－混凝土界面耐久性能测试。


背景技术：

2.将耐腐蚀性好的frp筋替代易锈蚀的钢筋作为海工混凝土结构增强筋是目前研究的热点，作为frp筋增强海工混凝土结构中重要的组成部分，frp筋与混凝土界面粘结良好是两者共同承载的前提。现在多以中心拉拔试件来测试 frp筋－混凝土界面的粘结性能，然而，中心拉拔试件中frp筋受拉、混凝土受压的应力状态与实际工程中大多数构件的承载条件不符。
3.在现实中，交变荷载是引起结构发生疲劳破坏的主要原因，海工结构如跨海大桥在服役期限内经受着各种交变荷载的叠加作用，如车辆振动、海浪和台风等。同时海洋环境中含有各式腐蚀物质对海工结构有腐蚀作用，如海水中的氯离子会锈蚀钢筋混凝土结构中的钢筋，容易引起结构老化、劣化等严重的耐久性问题。
4.在现有技术中，如授权公告号为cn104132847b的一份中国专利，公开了《持续荷载下氯盐腐蚀钢筋混凝土构件的测试装置及方法》，包括持续荷载加载装置、氯盐快速腐蚀装置以及测控装置；驱动持续荷载加载装置包括加载框架和加载驱动装置，加载驱动组件包括千斤顶；氯盐快速腐蚀装置包括氯盐溶液盛放框；千斤顶以加载框架为支撑对混凝土构件施加荷载，氯盐溶液盛放框和混凝土构件的一部分表面结合形成一个可以盛放氯盐溶液的容器。
5.在上述技术方案中对混凝土构件只能通过千斤顶施加一个恒定的荷载，无法施加交变荷载；氯盐快速腐蚀装置只能对混凝土构件表面的一部分进行腐蚀环境模拟，不能将整个环保混凝土构件处于腐蚀环境中。
6.如申请号为202110422159.2的一份中国专利，公开了《复杂环境下结构疲劳/耐久性实验系统的加载装置及方法》，包括第一荷载加载装置和第二荷载加载装置，第一荷载加载机构和第二荷载加载机构均包括电液伺服机构和油源，通过电液伺服机构和油源来驱动第一荷载加载机构和第二荷载加载机构。
7.在上述技术方案中是采用电液伺服机构加载荷载，这种方法能够较大精准地提供较大的交变荷载和较高地加载频率；但是在海水中含有氯离子等腐蚀物质，对于电液伺服加载机构这种对工作环境要求比较高来说容易引起设备故障；此外电液伺服加载机构属于精密设备，使用成本也很高。
8.综上所述，即现有技术中存在着没有相应的实验设备能在模拟海水环境下对试件同时加载恒定荷载和交变荷载，且成本较低。


技术实现要素：

9.本发明的目的就在于为了解决现有技术中没有能够以比较低的成本实现对试件同时施加恒定荷载和交变荷载的装置，以及能在海水环境下对试件同时加载恒定荷载和交
变荷载，提出一种荷载加载装置、一种frp筋－混凝土工况模拟系统及方法，详见下文阐述。
10.一种荷载加载装置，包括恒定荷载加载组件、交变荷载加载组件和监测控制模块，恒定荷载加载组件上固定有frp筋－混凝土试件，交变荷载加载组件安装在恒定荷载加载组件内，恒定荷载加载组件、交变荷载加载组件与监测控制模块电性连接。
11.在上述技术方案中，先通过恒定荷载加载组件对frp筋－混凝土试件施加恒定荷载，接着通过交变荷载加载组件对frp筋－混凝土试件施加交变荷载；恒定荷载和交变荷载叠加施加在frp筋－混凝土试件的同一位置，以实现同时施加恒定荷载和交变荷载的功能；通过监测控制模块实时观测荷载的大小，以及控制交变荷载的大小、频率等。
12.优选的，恒定荷载加载组件包括螺杆、螺母、力传感器和分配板；分配板设置在frp筋－混凝土试件顶面上，力传感器设置在分配板上，螺杆依次穿过分配板和底板，并且在螺杆的两端螺纹配合有螺母；力传感器设置在顶部的螺母和分配板之间，力传感器与监测控制模块电性连接。
13.在上述技术方案中，通过螺母和螺杆配合对frp筋－混凝土试件施加大小为p的恒定荷载，通过改变螺母与螺杆之间的松紧程度改变恒定荷载的大小，通过监测控制模块可以实时观测恒定荷载的大小。
14.优选的，交变荷载加载组件包括两块刚性板、两个平行的偏心轮和两个电机；两块刚性板设置在顶部螺母和传感器之间，两块刚性板被螺杆穿过，偏心轮设置在两块刚性板之间，电机的输出轴和偏心轮的回转中心连接，电机和监测控制模块电性连接。
15.在上述方案中，监测控制模块和电机连接，以此控制电机的转向、转速等以此实现不同的大小、频率等。电机可以瞬时提供较大的扭矩和转速；由电机带动偏心轮旋转，当偏心轮均向上转动时，产生向上的力并作用到上面的刚性板，从而抵消掉一部分恒定荷载加载，若偏心轮进行向上－复位－向上的往复转动则提供函数为p-a-asinωt的正弦波形交变荷载；当偏心轮均向下转动时，产生向下的力并作用到下面的刚性板，与恒定荷载向叠加，若偏心轮进行向上－复位－向上的往复转动则提供函数为p+a+asinωt的正弦波形交变荷载；若偏心轮进行向上－向下－向上的往复转动则提供函数为p+2asinωt的正弦波形交变荷载；其中a为幅值即交变荷载最大值通过偏心轮转动的角度和转动方向决定的，ω为偏心轮的角速度，t为加载时间；当电机带动偏心轮周期性转动时即可施加交变荷载。此外电机属于低成本使用简单的设备，便于后期的维护。
16.一种frp筋－混凝土工况模拟系统，包括环境箱、四点弯曲支撑组件、荷载加载装置和海洋环境模拟模块；所述环境箱内注入有海水溶液；所述四点弯曲支撑组件设置在所述环境箱的底部，所述四点弯曲支撑组件上承载有frp筋－混凝土试件；所述荷载加载装置安装在四点弯曲支撑组件上，且与frp筋－混凝土试件、环境箱的底部固定连接；所述荷载加载装置将恒定荷载、交变荷载施加至四点弯曲支撑组件，恒定荷载和交变荷载再经过四点弯曲支撑组件传递至frp筋－混凝土试件上；海洋环境模拟模块安装在环境箱内用于控制海水溶液的温度和盐度，所述海洋环境模拟模块与所述监测控制模块电性连接。
17.在上述技术方案中，将frp筋－混凝土试件浸入在海水溶液中以达到模拟海洋环境的效果；frp筋－混凝土试件、四点弯曲支撑组件、荷载加载装置与环境箱之间的位置固定便于将力集中施加在frp筋－混凝土试件上，监测控制模块和力传感器电性连接以便于实时观测荷载的大小，监测控制模块和电机连接便于控制电机的转向、转速等以此实现不
同的周期、大小的交变荷载；监测控制模块与海洋环境模拟模块电性连接便于实时观测和控制海水溶液的温度和盐度。
18.优选的，四点弯曲支撑组件包括圆柱杆、三棱柱杆和加载棒，将圆柱杆和三棱柱杆放置在圆柱杆和三棱柱杆平行设置在frp筋－混凝土试件和环境箱底部之间；将加载棒设置在frp筋－混凝土试件和荷载加载装置之间，加载棒与荷载加载装置、frp筋－混凝土试件线性接触。
19.在上述技术方案中，通过设置圆柱杆、三棱柱杆和加载棒使荷载加载装置施加的力集中施加在frp筋－混凝土试件上。
20.优选的，海洋环境模拟模块包括温度控制组件和盐度控制组件，温度控制组件和盐度控制组件与监测控制模块电性连接。
21.在上述技术方案中，温度控制组件实时监测海水溶液的温度并反馈给监测控制模块，若温度与设定的温度范围不相符合，监测控制模块会控制温度控制组件使海水溶液的温度处于设定的范围之内；盐度控制组件实时监测海水溶液的温度并反馈给监测控制模块，若盐度与设定的温度范围不相符合，监测控制模块会控制盐度控制组件使海水溶液的盐度处于设定的范围之内。
22.优选的，温度控制组件包括加热器、温度传感器、冷凝器和水管，温度传感器和加热器设置在环境箱的内部；水管穿过环境箱，冷凝器与水管的圆周外壁相连接，水管内循环有冷却液；加热器温度传感器和冷凝器与监测控制模块电性连接。盐度控制组件包括盐度传感器和泵，盐度传感器设置在环境箱的内部，泵连通环境箱和外部水源，盐度传感器和泵与监测控制模块电性连接。
23.在上述技术方案中，通过温度传感器实时监测海水溶液的温度，并将温度数据传送至监测控制模块，以便于控制温度；当温度低于设定温度时，监测控制模块控制加热器对海水溶液进行加热；当温度高于设定温度时候，监测控制模块控制冷凝器对水管内的冷却液进行降温，通过冷却液和海水溶液进行热交换以此实现降温效果。通过盐度传感器可以实时海水溶液的浓度，当海水溶液蒸发导致盐度传感器感应到海水浓度升高时，监测控制模块控制泵向环境箱中补充水分，使海水溶液的盐度稳定在设定范围内。
24.优选的，环境箱包括壳体和底板，壳体设置在底板上形成能够盛放液体的容器。
25.在上述方案中，通过将环境箱设置成有底板和壳体组成，在保证能够注入海水溶液的同时，还能够将底板和壳体分离便于将试件放置在底板上。
26.一种基于frp筋－混凝土试件工况模拟系统的模拟方法，步骤如下：
27.步骤一：制作frp筋－混凝土试件；
28.步骤二：将四点弯曲支撑组件放置在环境箱的底部，四点弯曲支撑组件用于承载frp筋－混凝土试件；
29.步骤三：将荷载加载装置安装在四点弯曲支撑组件上，并将力传感器、电机与监测控制模块电性连接。
30.步骤四：向环境箱中注入设定浓度的海水溶液，并将温度控制组件、盐度控制组件将与监测控制模块电性连接；
31.步骤五：完成前序准备工作后，监测控制模块通过控制温度控制组件将海水溶液加热至设定的温度，若出现因为蒸发导致海水溶液浓度上升，监测控制模块控制盐度控制
组件向环境箱内注入淡水，使海水溶液的盐度维持在设定的范围之内；
32.步骤六：通过荷载加载组件对frp筋－混凝土试件施加大小为p的恒定荷载；
33.步骤七：在步骤六的基础上，通过监测控制模块控制交变荷载加载组件向 frp筋－混凝土试件施加交变荷载；
34.步骤八：重复步骤七的过程一段时间。
35.进一步的，通过监测控制模块实时观测恒定荷载、交变荷载、海水溶液温度、海水溶液盐度等数据。
36.有益效果：
37.1.通过设置横恒定荷载加载组件和交变荷载加载组件在试件同时施加恒定荷载和交变荷载，能够好地模拟海工混凝土结构的受力情况。
38.2.通过温度控制组件实现海水溶液的升温和降温的双向调节。
39.3.通过设置环境箱能够将整个试件放入到海水溶液中可以更好地模拟海工混凝土结构的工作情况。
40.4.通过设置海洋环境模拟组件能够实时将海水溶液的温度和盐度保持在设定范围内，使试件一直保持在恒定的环境内。
41.5.方法简单、维护成本低，所用的零部件或元器件均是普通常见的。
附图说明
42.图1是模拟装置正面结构示意图；
43.图2是模拟装置正面结构示意图；
44.图3是模拟装置侧面结构示意图；
45.图4是通过偏心轮减小荷载的受力示意图；
46.图5是通过偏心轮增大荷载的受力示意图；
47.图6是实施例6的交变荷载谱示意图；
48.图7是实施例7的交变荷载谱示意图；
49.图8是frp筋－混凝土试件，其中图8(a)模拟的是受力筋搭接处混凝土中frp筋的粘结，图8(b)模拟的是受弯构件底部裂缝之间混凝土中frp 筋的粘结，图8(c)模拟的是受弯构件端部混凝土中frp筋的粘结。
50.附图标记说明如下：
51.1.环境箱，101.壳体，102.底板，2.frp筋－混凝土试件，201.frp筋，202. 混凝土，203，定向铰，3.四点弯曲支撑组件，301.圆柱杆，302.三棱柱杆，303 加载棒，41.恒定荷载加载组件，411螺杆，412.螺母，413.力传感器，414.分配板，42.交变荷载加载组件，421.刚性板，422.偏心轮，423.电机，5.海洋环境模拟模块，51.温度控制组件，511.加热器，512.温度传感器，513.冷凝器，514.水管，52盐度控制组件，521.盐度传感器，522.泵，6.监测控制模块。
具体实施方式
52.附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，
附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。
53.本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”“长”“短”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
54.下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案做进一步的具体描述：
55.实施例1
56.一种荷载加载装置的实施例1，包括恒定荷载加载组件41、交变荷载加载组件42和监测控制模块6，所述恒定荷载加载组件41上固定有frp筋－混凝土试件2，所述交变荷载加载组件42安装在所述恒定荷载加载组件41内，所述恒定荷载加载组件41、交变荷载加载组件42与监测控制模块6电性连接。
57.本实施例工作原理：先通过恒定荷载加载组件41对frp筋－混凝土试件施加恒定荷载，接着通过交变荷载加载组件42对frp筋－混凝土试件2施加交变荷载，通过监测控制模块6实时观测荷载的大小以及控制交变荷载的大小、频率等。
58.本实施例有益效果：将交变荷载加载组件设置在恒定荷载加载组件内，可以使最后施加的交变荷载和恒定荷载集中在同一地方。
59.实施例2
60.一种荷载加载装置的实施例2，包括恒定荷载加载组件41、交变荷载加载组件42和监测控制组件6，所述恒定荷载加载组件41上固定有frp筋－混凝土试件2，所述交变荷载加载组件42安装在所述恒定荷载加载组件41内，所述恒定荷载加载组件41、交变荷载加载组件42与监测控制模块6电性连接。
61.进一步的，恒定荷载加载组件41包括四根螺杆411、八个螺母412、四个力传感器413和分配板414；分配板414设置在frp筋－混凝土试件2顶面上，螺杆依次穿过分配板414和frp筋－混凝土试件2，并且在螺杆411的两端安装有螺母412；力传感器413设置在顶部螺母412和分配板414之间，力传感器413与监测控制6电性连接。
62.进一步的，交变荷载加载组件42包括两块刚性板421、两个平行的偏心轮 422和两个电机423，所述偏心轮422设置在两块刚性板421之间；所述两个刚性板421被螺杆411穿过，两个刚性板421设置在顶部螺母412和力传感器413 之间；所述电机423的输出轴和所述偏心轮422的回转中心连接，电机423和监测控制模块6电性连接。
63.本实施例工作原理：通过旋紧螺母对力传感器413、分配板414和frp筋－混凝土试件2施加恒定荷载，荷载的大小会通过力传感器413实时将数据传送至监测控制模块6，通过监测控制6可以观测恒定荷载的大小。
64.监测控制模块6和电机423连接，由监测控制模块6控制电机423。由电机423带动偏心轮422旋转，当偏心轮422均向上转动时，产生向上的力并作用到上面的刚性板421，从而抵消掉一部分恒定荷载加载，若偏心轮422进行向上－复位－向上的往复转动则提供函数为p-a-asinωt的正弦波形交变荷载；当偏心轮422均向下转动时，产生向下的力并作用到
下面的刚性板421，与恒定荷载向叠加，若偏心轮422进行向上－复位－向上的往复转动则提供函数为 p+a+asinωt的正弦波形交变荷载；若偏心轮422进行向上－向下－向上的往复转动则提供函数为p+2asinωt的正弦波形交变荷载；其中a为幅值即交变荷载最大值通过偏心轮转动的角度和转动方向决定的，ω为偏心轮的角速度，t为加载时间；当电机带动偏心轮周期性转动时即可施加交变荷载。
65.本实施例有益效果：可以根据实验需求设定不同大小恒定荷载和不同波形的交变荷载。
66.实施例3
67.一种frp筋－混凝土工况模拟系统的实施例1，包括环境箱1、四点弯曲支撑组件3、荷载加载装置和海洋环境模拟模块5；所述环境箱1内注入有海水溶液；所述四点弯曲支撑组件3设置在所述环境箱1的底部，所述四点弯曲支撑组件3上承载有frp筋－混凝土试件2；所述荷载加载装置安装在四点弯曲支撑组件3上，且与frp筋－混凝土试件2和环境箱1的底部固定连接，所述荷载加载装置将恒定荷载、交变荷载施加至四点弯曲支撑组件3，恒定荷载和交变荷载再经过四点弯曲支撑组件3传递至frp筋－混凝土试件2上；所述海洋环境模拟模块5安装在环境箱1内用于控制海水溶液的温度和盐度；所述海洋环境模拟模块5与所述监测控制模块6电性连接。
68.本实施例工作原理：将四点弯曲支撑组件3放置在环境箱1的底部，将frp 筋－混凝土试件2上放置在四点弯曲支撑组件3上，再将荷载加载装置安装在四点弯曲支撑组件3上；将海洋环境模拟模块5安装在环境箱1的内部并且与监测控制模块6电性连接，最后向环境箱1内注入海水溶液。完成前述准备工作后，通过荷载加载装置对四点弯曲支撑组件3施加恒定荷载和交变荷载，恒定荷载和交变荷载相叠加经过四点弯曲组件3再传递到frp筋－混凝土试件2 上；通过监测控制模块6控制海洋环境模拟模块5使海水溶液的温度和盐度控制设定的范围之内；通过监测控制模块6实时观察各项实验数据。
69.本实施例有益效果：通过设置横恒定荷载加载组件和交变荷载加载组件在的frp－混凝土试件上，能够施加恒定荷载和交变荷载，能够模拟海工混凝土结构的受力情况；通过设置环境箱能够将整个试件放入到海水溶液中可以更好地模拟实际的工作环境；通过设置环境箱能够将整个试件放入到海水溶液中可以更好地模拟海工混凝土结构的工作情况。
70.实施例4
71.一种frp筋－混凝土工况模拟系统的实施例2，在实施例4的基础上，与实施例4的主要区别在于，四点弯曲支撑组件3包括圆柱杆301、三棱柱杆302 和加载棒303；圆柱杆301和所述三棱柱杆302平行设置frp筋－混凝土试件 2和环境箱1底部之间，加载棒303有两根且平行设置在所述frp筋－混凝土试件2的顶部。
72.本实施例工作原理：先将圆柱杆301和三棱柱302放置在底板102上，接着将frp筋－混凝土试件2放置在圆柱杆301和三棱柱杆302的上方，且圆柱杆301和三棱柱杆302位于frp筋－混凝土试件2的底面两端；加载棒302有两根，两根加载棒303水平且平行设置在frp筋－混凝土试件2的顶面；圆柱杆301、三棱柱杆302和加载棒303均与frp筋－混凝土试件2线性接触；将荷载加载装置安装在加载棒303上，荷载加载装置与加载棒线性接触，且荷载加载装置与frp－混凝土试件2之间的位置固定；将海洋环境模拟模块5安装在环境箱1的
内部；最后向环境箱1的内部注入海水溶液。通过荷载加载装置对加载棒303向下施加恒定荷载和交变荷载，恒定荷载和交变荷载经过加载棒 303再集中传送到frp筋－混凝土试件2上。海洋环境模拟模块5对海水溶液的温度和盐度进行实时监测，以确保海水溶液的温度和盐度保持在设定的范围之内。
73.本实施例有益效果：在frp筋－混凝土试件上放置加载棒，以便于恒定荷载加载组件、交变荷载加载组件施加的力更加集中在试件上。
74.实施例5
75.一种frp筋－混凝土工况模拟系统的实施例3，在实施例4的基础上与实施例4的主要区别在于，海洋环境模拟模块5包括温度控制组件51和盐度控制组件52。
76.进一步的，温度控制组件51包括加热器511、温度传感器512、冷凝器513 和水管514；温度传感器512和加热器511设置在环境箱1的内部；所述水管 514穿过环境箱1且冷凝器513与水管514的外周侧面相连接，所述水管514 内循环有冷却液；所述温度传感器512、加热器511和冷凝器513与监测控制模块6电性连接。
77.进一步的，盐度控制组件52包括盐度传感器521和泵522，所述盐度传感器521设置在环境箱1的内部，所述泵522连通环境箱1和外部水源，所述盐度传感器521和泵522与监测控制模块6电性连接。
78.本实施例工作原理：四点弯曲支撑组件3安装在frp筋－混凝土试件2上，将四点弯曲支撑组件3和frp筋－混凝土试件2的组合体放置到环境箱1中，再将荷载加载装置安装在四点弯曲支撑组件3上，通过荷载加载装置向下施加恒定荷载和交变荷载，力经过四点弯曲支撑组件3再传递到frp筋－混凝土试件2上，将海洋环境模拟模块5安装在环境箱1的内部，最后向环境箱1内注入海水溶液。通过荷载加载装置向四点弯曲支撑组件3试件施加压力，力经过四点弯曲组件3再施加到frp筋－混凝土试件2上；通过温度传感器512实时监测海水溶液的温度，并将温度数据传送至监测控制模块6；当温度低于设定温度时，监测控制模块6控制加热器511对海水溶液进行加热；当温度高于设定温度时候，监测控制模块6控制冷凝器513对水管514内的冷却液进行降温，通过冷却液和海水溶液进行热交换以此实现降温效果；通过盐度传感器521可以实时监测海水溶液的浓度，当海水溶液蒸发导致盐度传感器521感应到海水溶液盐度浓度升高时，监测控制模块6控制泵522向环境箱1中补充淡水，使海水溶液的盐度稳定在设计范围内。
79.本实施例有益效果：通过设定温度传感器可以实时监测到海水溶液的温度，通过设施加热器和冷凝器能够确保海水溶液的温度一直稳定在设定的值上；通过设定盐度传感器，可以实时监测到海水溶液的温度，通过水泵可以将外部的水输送至环境箱内；这样可以使海水溶液一直保持在一个稳定的情况下。
80.实施例6
81.海洋环境下frp筋－混凝土工况模拟系统的实施例4，在实施例6的基础上与实施例6的主要区别在于，环境箱1包括壳体101和底板102，所述壳体 101设置在底板102上且与底板102上，壳体101和底板102之间形成盛放海水溶液的容器。
82.其余技术特征和工作原理与实施例6相同。
83.本实施例有益效果：将环境箱1分离成壳体和底板便于将frp筋－混凝土试件、四点弯曲支撑组件、荷载加载装置、海洋环境模拟模块安装到环境箱内；壳体由耐腐蚀、保温
隔热材料制成可以增加环境箱的使用寿命以及使海水溶液保持在一个相对稳定的环境内。
84.实施例7
85.一种基于frp筋－混凝土工况模拟系统的模拟方法实施例1，包括以下步骤：
86.步骤一：制作如图8(a)所示的frp筋－混凝土试件2；
87.步骤二：将四点弯曲支撑组件3放置在环境箱1的底部；四点五你去支撑组件3用于承载frp筋－混凝土试件2；
88.步骤三：将恒定荷载加载组件41和交变荷载加载组件42安装在四点弯曲支撑组件3上，并将恒定荷载加载组件41和交变荷载加载组件42与监测控制模块6电性连接；
89.步骤四：模拟渤海海域海水，向环境箱1内注入盐度为30
‰
的海水溶液；
90.步骤五：监测控制模块6通过控制温度控制组件51将海水溶液加热至23℃；
91.步骤六：通过恒定荷载加载组件41对frp筋－混凝土试件2施加大小为 130kn的恒定荷载；
92.步骤七：在步骤六的基础上；通过监测控制模块6控制电机423带动偏心轮422旋转，先通过电机423带动偏心轮422进行向上－复位－向上的往复转动则提供函数为p+a+asinωt的正弦波形交变荷载，加载1小时；接着进行向上－复位－向上的往复转动则提供函数为p-a-asinωt的正弦波形交变荷载，加载1.5小时；最后进行向上－向下－向上的往复转动则提供函数为p+2asinωt 的正弦波形交变荷载，加载1小时；其中a为30kn，ω为0.8rad/s，施加的交变荷载波形如图6所示。
93.步骤八：重复步骤七的过程六个月。
94.本实施例有益效果：通过施加恒定荷载和交变荷载能够更加贴近模拟真实情况下frp筋－混凝土试件的工作情况。
95.实施例8
96.一种基于frp筋－混凝土工况模拟系统的模拟方法实施例2，包括以下步骤：
97.步骤一：制作如图8(c)所示的由frp筋201、混凝土202和定向铰构成的frp筋－混凝土试件2；
98.步骤二：将四点弯曲支撑组件3放置在环境箱1的底部；四点弯曲支撑组件3用于承载frp筋－混凝土试件2；
99.步骤三：将恒定荷载加载组件41和交变荷载加载组件42安装在四点弯曲支撑组件3上，并将恒定荷载加载组件41和交变荷载加载组件42与监测控制模块6电性连接；
100.步骤四：模拟南海域海水，向环境箱1内注入盐度为35
‰
的海水溶液；
101.步骤五：为了更进一步加速实验效果，通过海洋环境模拟模块5中的加热器511将海水溶液加热至60℃，中途出现因为蒸发导致海水溶液溶度上升的情况，通过数据监测控制模块6启动泵522将外部的水输送至环境箱1内，使海水溶液的溶度一直保持在35
‰
；
102.步骤六：通过恒定荷载施加组件41向frp筋－混凝土试件2施加大小为 110kn的恒定荷载；
103.步骤七：在步骤六的基础上，向监测控制模组6中输入交变荷载谱，通过监测控制模组控制电机423带动偏心轮旋转，先进行向上－复位－向上的往复转动提供函数为p-a-asinωt的正弦波形交变荷载，加载1.5小时；接着通过电机423带动偏心轮422进行向上－复位－向上的往复转动则提供函数为 p+a+asinωt的正弦波形交变荷载，加载1小时，最后
进行向上－向下－向上的往复转动则提供函数为p+2asinωt的正弦波形交变荷载，加载1小时；其中a 为35kn，ω为0.9rad/s，施加的交变荷载的波形如图7所示；
104.步骤八：重复步骤七过程累计三个月。
105.本实施例有益效果：通过提高海水溶液的温度可以达到加速实验效果；通过将施加恒定荷载和交变荷载能够更加贴近模拟真实情况下frp筋－混凝土试件的工作情况。
106.显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。