專利名稱：材料粘結(jié)剝離試驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種材料粘結(jié)剝離試驗(yàn)裝置。
背景技術(shù)：
粘貼纖維增強(qiáng)塑料(FRP)補(bǔ)強(qiáng)加固結(jié)構(gòu)的技術(shù)作為一種新興的、技術(shù)含量高的建筑結(jié)構(gòu)加固方法，具有很高的研究、推廣應(yīng)用價(jià)值和極大的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益。近年來(lái)，粘貼纖維增強(qiáng)塑料(FRP)加固修復(fù)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)技術(shù)在國(guó)內(nèi)外已經(jīng)得到廣泛研究并獲得應(yīng)用，取得了一批成果。FRP加固結(jié)構(gòu)成功與否的關(guān)鍵之處在于組合結(jié)構(gòu)之間粘結(jié)性能的優(yōu)劣，為此，如何控制剝離破壞的發(fā)生成為FRP加固結(jié)構(gòu)技術(shù)中的關(guān)鍵問(wèn)題所在，引起越來(lái)越多研究人員和工程技術(shù)人員的重視。纖維布加固結(jié)構(gòu)的剝離破壞是一種特有的破壞形態(tài)。所謂纖維布的剝離是指在結(jié)構(gòu)未發(fā)生破壞，而且纖維布還未被拉斷前發(fā)生的纖維布與結(jié)構(gòu)之間的突然分離，大多數(shù)情況下是粘帶著被加固構(gòu)件表層一起剝落。發(fā)生剝離時(shí)纖維布中的應(yīng)力水平都比較低，纖維布的高強(qiáng)度特點(diǎn)沒(méi)有充分體現(xiàn)出來(lái)。因?yàn)檫@種破壞與常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)構(gòu)件破壞形態(tài)有較大的區(qū)別，使得加固設(shè)計(jì)變得更加復(fù)雜，了解和掌握剝離破壞形態(tài)及其機(jī)理是正確進(jìn)行FRP加固設(shè)計(jì)和施工的前提，對(duì)于工程界和學(xué)術(shù)研究都具有重要的意義。國(guó)內(nèi)外許多專家學(xué)者對(duì)FRP與構(gòu)件界面的粘結(jié)性能進(jìn)行了廣泛全面的研究，但是仍然未曾提出理想的粘結(jié)性能試驗(yàn)方法。
理論研究和實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)均表明，F(xiàn)RP加固結(jié)構(gòu)技術(shù)中最關(guān)鍵的基礎(chǔ)理論問(wèn)題之一是纖維布與構(gòu)件的粘結(jié)性能是否能保證兩者共同工作，充分發(fā)揮纖維材料良好的力學(xué)性能，任何引起粘結(jié)區(qū)域破壞的因素都可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)發(fā)生突然破壞而達(dá)不到加固的預(yù)期效果。
為此，國(guó)內(nèi)外在關(guān)于FRP加固結(jié)構(gòu)(尤其是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu))的研究中，粘結(jié)性能一直是大家關(guān)注的一個(gè)重要內(nèi)容，可以說(shuō)，F(xiàn)RP材料的剝離問(wèn)題及端部錨固問(wèn)題一直都是一個(gè)未徹底解決的難題。雖然國(guó)外已有許多這方面的成果，有關(guān)FRP的剝離機(jī)理，各國(guó)學(xué)者也從不同的角度進(jìn)行了研究解釋，提出了不同的計(jì)算方法，但總的來(lái)說(shuō)，F(xiàn)RP補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)的界面粘結(jié)性能的理論研究問(wèn)題還遠(yuǎn)沒(méi)有解決好。另一方面，不同學(xué)者采用的粘結(jié)性能試驗(yàn)方法各不相同，面內(nèi)剪切試驗(yàn)的受力邊界條件的不同，使得不同試驗(yàn)方法所獲得的數(shù)據(jù)缺乏可比性。研究表明，試驗(yàn)方法不同對(duì)試驗(yàn)所得的粘結(jié)強(qiáng)度有不可忽略的影響。如何設(shè)計(jì)出一種合理簡(jiǎn)便的面內(nèi)剪切試驗(yàn)方法，建立可比的面內(nèi)剪切試驗(yàn)數(shù)據(jù)庫(kù)，以便于深入研究剝離機(jī)理，是面內(nèi)剪切試驗(yàn)首先需要統(tǒng)一的問(wèn)題。
目前，國(guó)內(nèi)如大連理工大學(xué)、香港理工大學(xué)、中國(guó)建筑科學(xué)研究院等進(jìn)行的大多是單面剪切粘結(jié)試驗(yàn)，直接在FRP上施加拉力，這種加載方法的傳力機(jī)制不很合理，比較難以實(shí)現(xiàn)，即使實(shí)現(xiàn)了施加拉力，也容易造成偏心，測(cè)量結(jié)果不是很理想。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種測(cè)量準(zhǔn)確、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便的加固材料(FRP)粘結(jié)剝離試驗(yàn)裝置。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣的加固材料(FRP)粘結(jié)剝離試驗(yàn)裝置，包括試驗(yàn)臺(tái)架、滑動(dòng)夾具、固定上壓板、上部緊固件、側(cè)面緊固件、底部緊固件、力傳感器和水平千斤頂，上述試驗(yàn)臺(tái)架包括設(shè)有平臺(tái)的試驗(yàn)臺(tái)和設(shè)有可容納試件的頂部開(kāi)口容腔的試驗(yàn)架，上述試驗(yàn)臺(tái)和上述試驗(yàn)架相鄰的一側(cè)固定在一起；上述滑動(dòng)夾具置于上述試驗(yàn)臺(tái)的平臺(tái)上，上述試驗(yàn)臺(tái)的平臺(tái)上固設(shè)有支座，上述傳感器和水平千斤頂分別置于上述試驗(yàn)臺(tái)的平臺(tái)上，上述支座、傳感器和水平千斤頂依次相抵位于上述滑動(dòng)夾具的滑動(dòng)架內(nèi)，且上述支座位于靠近上述滑動(dòng)夾具的夾持部的位置、上述水平千斤頂位于遠(yuǎn)離上述滑動(dòng)夾具的夾持部的位置，上述傳感器的信號(hào)線連接至一數(shù)據(jù)處理器；上述固定上壓板通過(guò)上述上部緊固件鎖固蓋設(shè)于上述試驗(yàn)架的開(kāi)口容腔上，且上述固定上壓板、上述力傳感器及上述水平千斤頂?shù)妮S線在同一水平線上；上述底部緊固件穿設(shè)于上述試驗(yàn)架的開(kāi)口容腔的底板上，上述側(cè)面緊固件穿設(shè)于上述試驗(yàn)架的開(kāi)口容腔與上述水平千斤頂?shù)睦Ψ较蛳啻怪钡囊粚?duì)側(cè)板上。
上述支座的上部橫向兩側(cè)分別伸設(shè)有下表面呈水平平面狀的翼緣，此翼緣的下表面分別對(duì)應(yīng)抵于上述滑動(dòng)夾具的兩側(cè)滑動(dòng)架的上表面。
上述試驗(yàn)架的開(kāi)口容腔開(kāi)內(nèi)設(shè)有一架設(shè)于上述底部緊固件上的支撐板。
上述滑動(dòng)夾具的夾持部的夾持面為粗糙面。
上述滑動(dòng)夾具的夾持部的夾持面設(shè)有防滑齒。
上述滑動(dòng)夾具的滑動(dòng)面采用耐磨貼塑處理。
上述試驗(yàn)臺(tái)的平臺(tái)為光滑面。
上述試驗(yàn)臺(tái)的平臺(tái)上采用耐磨貼塑處理。
上述緊固件為螺絲。
本實(shí)用新型使用時(shí)，試件置于試驗(yàn)架的開(kāi)口容腔內(nèi)的支撐板上，底部緊固件固定頂在支撐板的底面，一對(duì)側(cè)面緊固件固定頂在試件的相應(yīng)的兩個(gè)側(cè)面，且試件的頂面與試驗(yàn)架的開(kāi)口容腔的開(kāi)口相齊平或高出試驗(yàn)架的開(kāi)口容腔的開(kāi)口，固定上壓板鎖固覆蓋于試件上，F(xiàn)RP的自由端夾在滑動(dòng)夾具的夾持部?jī)?nèi)。底部緊固件、側(cè)面緊固件及固定上壓板能將試件很好地固定位，推動(dòng)水平千斤頂，水平千斤頂?shù)囊欢藢⒘鹘o力傳感器，力傳感器將力傳給支座，而水平千斤頂?shù)牧硪欢藢⒘鞯交瑒?dòng)夾具遠(yuǎn)離夾持部的一端，從而張緊FRP，這樣，通過(guò)與力傳感器相連接的數(shù)據(jù)處理器便可實(shí)現(xiàn)單面剪切粘結(jié)試驗(yàn)。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)(1)由于固定上壓板和傳感器及水平千斤頂?shù)妮S線在同一水平線上，只要用上部緊固件將固定上壓板鎖緊在試驗(yàn)架上，就能保證FRP是在粘貼面內(nèi)受拉，而且力傳感器測(cè)量的荷載是準(zhǔn)確的。(2)夾具的夾持面設(shè)計(jì)成齒狀，保證夾緊FRP，避免其在試驗(yàn)過(guò)程中發(fā)生滑動(dòng)，進(jìn)一步保證測(cè)量的準(zhǔn)確性。(3)試驗(yàn)臺(tái)架表面貼塑，將摩擦力減少到最小，排除摩擦力對(duì)極限粘結(jié)荷載的影響，更進(jìn)一步保證測(cè)量的準(zhǔn)確性。(4)調(diào)節(jié)底部緊固件和側(cè)面緊固件，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)不同尺寸試件粘貼加固材料(FRP)的單面剪切粘結(jié)試驗(yàn)，具有較強(qiáng)的通用性。(5)利用螺絲即可方便準(zhǔn)確地將試件就位固定，易于拆裝，操作使用方便。


圖1為本實(shí)用新型的正面剖示圖。
圖2為本實(shí)用新型的俯視剖示圖。
具體實(shí)施方式
如圖1、2所示，本實(shí)用新型設(shè)有連為一體的試驗(yàn)臺(tái)1和試驗(yàn)架2，滑動(dòng)夾具3平置于試驗(yàn)臺(tái)1的平臺(tái)上，滑動(dòng)夾具3設(shè)有夾持部32和與夾持部32一體的滑動(dòng)架31，試驗(yàn)臺(tái)1的平臺(tái)上固設(shè)有支座11，力傳感器4和水平千斤頂5分別平置于試驗(yàn)臺(tái)1的平臺(tái)上，支座11、力傳感器4和水平千斤頂5依次相抵位于滑動(dòng)夾具3的滑動(dòng)架31內(nèi)，且支座11位于靠近滑動(dòng)夾具3夾持部32的位置，水平千斤頂5位于遠(yuǎn)離滑動(dòng)夾具3的支持部32的位置。支座11的上部呈T字形，橫向兩側(cè)分別伸設(shè)有下表面呈水平平面狀的翼緣111，翼緣111的下表面分別對(duì)應(yīng)抵于滑動(dòng)夾具3的兩側(cè)滑動(dòng)架31的上表面，以保證滑動(dòng)夾具3在平面內(nèi)滑動(dòng)。
試驗(yàn)架2設(shè)有頂面開(kāi)口的四方形開(kāi)口容腔21，固定上壓板6通過(guò)上部螺絲7鎖固在開(kāi)口容腔21的腔壁上、覆蓋在開(kāi)口容腔21上，底部螺絲8穿設(shè)在開(kāi)口容腔21的底板上，于開(kāi)口容腔21內(nèi)、底部螺絲8上頂設(shè)有支撐板211，側(cè)面螺絲9穿設(shè)在開(kāi)口容腔21與水平千斤頂5的拉力方向相垂直的一對(duì)側(cè)板上，且固定上壓板6、力傳感器4及水平千斤頂5的軸線在同一水平線上。
本實(shí)用新型使用時(shí)，將上表面粘貼有加固材料(FRP)的試件A(例如磚塊或混凝土)置于試驗(yàn)架的開(kāi)口容腔21內(nèi)的支撐板211上，底部螺絲8固定頂在支撐板211的底面，兩對(duì)側(cè)面螺絲9固定頂在試件A的相應(yīng)的兩個(gè)側(cè)面，且試件A的頂面與試驗(yàn)架的開(kāi)口容腔21的開(kāi)口相齊平，固定上壓板6鎖固覆蓋于試件A上。加固材料(FRP)的自由端夾在滑動(dòng)夾具3的夾持部32內(nèi)，擰緊滑動(dòng)夾具3上的六個(gè)螺絲，將加固材料(FRP)的自由端固定住。
本實(shí)用新型的工作原理為底部螺絲、側(cè)面螺絲及固定上壓板能將試件很好地固定住，試驗(yàn)中推動(dòng)水平千斤頂5，水平千斤頂5的一端將力傳給力傳感器4，力傳感器4將力傳給支座11，而水平千斤頂5的另一端將力傳到滑動(dòng)夾具遠(yuǎn)離夾持部32的一端，從而張緊加固材料(FRP)，這樣，通過(guò)與力傳感器4相連接的數(shù)據(jù)處理器便可實(shí)現(xiàn)單面剪切粘結(jié)試驗(yàn)。由于固定上壓板位置已經(jīng)設(shè)計(jì)成和力傳感器及水平千斤頂?shù)妮S線在同一平面內(nèi)上，所以試驗(yàn)時(shí)，只要用上部螺絲固定好固定上壓板，就能保證加固材料(FRP)是平面內(nèi)受拉，而且力傳感器測(cè)量的荷載是準(zhǔn)確的。調(diào)節(jié)底部螺絲和側(cè)面螺絲，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)不同尺寸試件粘貼加固材料(FRP)的單面剪切粘結(jié)試驗(yàn)。同時(shí)，滑動(dòng)夾具的夾持部的夾持面設(shè)計(jì)成齒狀，保證夾緊加固材料(FRP)，避免其在試驗(yàn)過(guò)程中發(fā)生滑動(dòng)。試驗(yàn)臺(tái)架表面貼塑，將摩擦力減少到最小，排除摩擦力對(duì)極限粘結(jié)荷載的影響。
本實(shí)用新型具有的優(yōu)點(diǎn)1、安裝就位簡(jiǎn)單，易于操作采用固定上壓板和三面螺絲固定試件，拆裝方便。
2、調(diào)節(jié)側(cè)面和底部螺絲，即可對(duì)不同尺寸試件粘貼加固材料(FRP)進(jìn)行單面剪切粘結(jié)試驗(yàn)，具有較強(qiáng)的通用性。
3、從多方面保證了加固材料(FRP)與試件基材單面剪切試驗(yàn)的準(zhǔn)確性固定上壓板保證了FRP的中心線與力傳感器及千斤頂?shù)妮S線在同一平面內(nèi)的一條軸線上，因此力傳感器測(cè)得的數(shù)據(jù)即為極限粘結(jié)荷載，能準(zhǔn)確量測(cè)到施加在加固材料(FRP)上的拉力；滑動(dòng)夾具的夾持部的夾持面設(shè)計(jì)成齒狀，保證夾緊加固材料(FRP)，避免其在試驗(yàn)過(guò)程中發(fā)生滑動(dòng)；試驗(yàn)臺(tái)架表面貼塑，將摩擦力減少到最小，排除摩擦力對(duì)極限粘結(jié)荷載的影響。
權(quán)利要求1.材料粘結(jié)剝離試驗(yàn)裝置，其特征在于包括試驗(yàn)臺(tái)架、滑動(dòng)夾具、固定上壓板、上部緊固件、側(cè)面緊固件、底部緊固件、力傳感器和水平千斤頂，上述試驗(yàn)臺(tái)架包括設(shè)有平臺(tái)的試驗(yàn)臺(tái)和設(shè)有可容納試件的頂部開(kāi)口的容腔的試驗(yàn)架，上述試驗(yàn)臺(tái)和上述試驗(yàn)架相鄰的一側(cè)固定在一起；上述滑動(dòng)夾具置于上述試驗(yàn)臺(tái)的平臺(tái)上，上述試驗(yàn)臺(tái)的平臺(tái)上固設(shè)有支座，上述傳感器和水平千斤頂分別置于上述試驗(yàn)臺(tái)的平臺(tái)上，上述支座、傳感器和水平千斤頂依次相抵位于上述滑動(dòng)夾具的滑動(dòng)架內(nèi)，且上述支座位于靠近上述滑動(dòng)夾具的夾持部的位置、上述水平千斤頂位于遠(yuǎn)離上述滑動(dòng)夾具的夾持部的位置，上述傳感器的信號(hào)線連接至一數(shù)據(jù)處理器；上述固定上壓板通過(guò)上述上部緊固件鎖固蓋設(shè)于上述試驗(yàn)架的開(kāi)口容腔上，且上述固定上壓板的內(nèi)面、上述滑動(dòng)夾具的夾持面、上述力傳感器及上述水平千斤頂?shù)妮S線在同一水平線上；上述底部緊固件穿設(shè)于上述試驗(yàn)架的開(kāi)口容腔的底板上，上述側(cè)面緊固件穿設(shè)于上述試驗(yàn)架的開(kāi)口容腔與上述水平千斤頂?shù)睦Ψ较蛳啻怪钡囊粚?duì)側(cè)板上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的材料粘結(jié)剝離試驗(yàn)裝置，其特征在于上述支座的上部橫向兩側(cè)分別伸設(shè)有下表面呈水平平面狀的翼緣，此翼緣的下表面分別對(duì)應(yīng)抵于上述滑動(dòng)夾具的兩側(cè)滑動(dòng)架的上表面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的材料粘結(jié)剝離試驗(yàn)裝置，其特征在于上述試驗(yàn)架的開(kāi)口容腔開(kāi)內(nèi)設(shè)有一架設(shè)于上述底部緊固件上的支撐板。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的材料粘結(jié)剝離試驗(yàn)裝置，其特征在于上述滑動(dòng)夾具的夾持部的夾持面為粗糙面。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的材料粘結(jié)剝離試驗(yàn)裝置，其特征在于上述滑動(dòng)夾具的夾持部的夾持面設(shè)有防滑齒。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的材料粘結(jié)剝離試驗(yàn)裝置，其特征在于上述試驗(yàn)臺(tái)的平臺(tái)采用耐磨貼塑處理。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的材料粘結(jié)剝離試驗(yàn)裝置，其特征在于上述滑動(dòng)夾具的滑動(dòng)面采用耐磨貼塑處理。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的材料粘結(jié)剝離試驗(yàn)裝置，其特征在于上述緊固件為螺絲。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種材料粘結(jié)剝離試驗(yàn)裝置，其包括試驗(yàn)臺(tái)架、滑動(dòng)夾具、固定上壓板、上部緊固件、側(cè)面緊固件、底部緊固件、力傳感器和水平千斤頂。通過(guò)底部螺絲、側(cè)面螺絲及固定上壓板將試件固定在試驗(yàn)架上，試驗(yàn)中推動(dòng)水平千斤頂，從而實(shí)現(xiàn)單面剪切粘結(jié)試驗(yàn)。固定上壓板的位置設(shè)計(jì)成和滑動(dòng)夾具的夾持面?zhèn)鞲衅骷八角Ы镯數(shù)妮S線在同一平面內(nèi)的一條軸線，保證了加固材料(FRP)在平面內(nèi)受拉，保證傳感器測(cè)量的荷載是準(zhǔn)確的。調(diào)節(jié)底部螺絲和側(cè)面螺絲，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)不同尺寸試件粘貼加固材料(FRP)的單面剪切粘結(jié)試驗(yàn)。本實(shí)用新型安裝就位簡(jiǎn)單，易于操作，可以適合于不同尺寸試件、粘貼不同加固材料的試驗(yàn)，能準(zhǔn)確測(cè)量單面剪切試驗(yàn)中的極限粘結(jié)荷載，是一種操作簡(jiǎn)便、傳力合理、測(cè)量準(zhǔn)確、通用性強(qiáng)的實(shí)用新型的單面剪切粘結(jié)試驗(yàn)裝置。
文檔編號(hào)G01N3/00GK2793719SQ200520071450
公開(kāi)日2006年7月5日 申請(qǐng)日期2005年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月26日
發(fā)明者王全鳳, 黃奕輝, 岳清瑞, 林建華, 楊勇新, 陳瑩 申請(qǐng)人:華僑大學(xué)