研究鋼管砼軸壓構件在荷載與腐蝕下性能的裝置制造方法
【專利摘要】一種研究鋼管砼軸壓構件在荷載與腐蝕下性能的裝置，屬結(jié)構工程領域。該裝置主要由加載裝置、腐蝕裝置和測量裝置三部分組成，其中加載裝置主要包括承載板和拉桿(含螺母)；腐蝕裝置主要包括腐蝕槽、腐蝕液、絕緣層和外接電源；測量裝置主要包括荷載傳感器和機械式千分表。本實用新型能同時實現(xiàn)對鋼管砼軸壓構件的長期荷載作用和電化學腐蝕作用；采用電化學腐蝕，腐蝕速度高于自然環(huán)境腐蝕，可以加快試驗進度；通過初始加載階段、電化學腐蝕/長期加載階段和破壞加載階段，所得試驗數(shù)據(jù)可以繪制出鋼管砼軸壓構件的軸壓力-壓縮量受力全過程曲線。
【專利說明】研究鋼管砼軸壓構件在荷載與腐蝕下性能的裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型屬結(jié)構工程領域，特別涉及一種研究鋼管砼軸壓構件在荷載與腐蝕下性能的裝置。
【背景技術】
[0002]鋼管砼屬于組合結(jié)構的一種，是指在鋼管中填充砼且兩種材料共同受力而形成的結(jié)構。按鋼管的布置可分為實心鋼管砼、中空夾層鋼管砼和離心式鋼管砼等；按截面形式可分為圓形、方/矩形、多邊形和異形鋼管砼等。鋼管砼在實際工程中往往承受較大的荷載，同時還要受到周圍環(huán)境中腐蝕性液體或氣體等的腐蝕作用，上述問題在工程設計與應用中不容忽視，有必要進行研究。
[0003]已有用于鋼管砼軸壓構件在長期荷載下性能研究的試驗裝置與方法或用于鋼管砼軸壓構件耐電化學腐蝕性能研究的試驗裝置與方法，但上述試驗裝置與方法只能實現(xiàn)一種作用。
實用新型內(nèi)容
[0004]為了研究鋼管砼軸壓構件在軸力和腐蝕共同作用下的受力性能，必然涉及到相應的試驗裝置與方法，本實用新型提出了一種用于鋼管砼軸壓構件在長期荷載下耐電化學腐蝕性能研究的試驗裝置，能同時實現(xiàn)對鋼管砼軸壓構件的長期荷載作用和電化學腐蝕作用。
[0005]一種研究鋼管砼軸壓構件在荷載與腐蝕下性能的裝置，主要由加載裝置、腐蝕裝置和測量裝置三部分組成，其中加載裝置主要包括承載板和拉桿(含螺母)；腐蝕裝置主要包括鋼制腐蝕槽、腐蝕液、絕緣層和外接直流電源；測量裝置主要包括荷載傳感器和機械式千分表；鋼管砼軸壓構件置于腐蝕裝置的鋼制腐蝕槽中，并同時在鋼管砼軸壓構件上放置加載裝置，通過測量裝置對砼軸壓構件長期荷載作用和電化學腐蝕作用進行測量。
[0006]所述四根拉桿的一端通過螺母固定，四根拉桿的另一端穿過承載板上的四個預制的孔；在承載板上面放置鋼制墊塊，然后在鋼制墊塊上面放置鋼制腐蝕槽；在鋼制腐蝕槽底板上放置絕緣層，然后在絕緣層上面放置鋼管砼軸壓構件，試件端板的暴露面也應絕緣處理；
[0007]在鋼管砼軸壓構件的試件端板上面放置絕緣層，然后在絕緣層上面放置鋼制墊塊，四根拉桿穿過另一塊剛度足夠大的承載板上的四個預制的孔；每根拉桿穿一個荷載傳感器，再通過螺母固定；預置機械式千分表安裝在兩塊承載板之間；測量兩塊承載板之間的相對位移，旋緊螺母加載直至達到設計荷載，同時記錄每級荷載及其對應的壓縮量；
[0008]鋼制腐蝕槽內(nèi)注入腐蝕液，液面高度應與試件端板的下表面平齊，以鋼制腐蝕槽為陰極，鋼管砼軸壓構件的鋼管為陽極，外接外接直流電源開始腐蝕，在此期間定期記錄荷載及其對應的壓縮量直至達到腐蝕/長期加載期限。
[0009]本實用新型采用特定的加載裝置，通過初始加載階段、電化學腐蝕/長期加載階段和破壞加載階段，所得試驗數(shù)據(jù)可以繪制出鋼管砼軸壓構件的軸壓力-壓縮量受力全過程曲線。既適用于實心鋼管砼、中空夾層鋼管砼和離心式鋼管砼等，也適用于圓形、方/矩形、多邊形和異形鋼管砼等。
[0010]本實用新型的優(yōu)點與效果是:
[0011]1.本實用新型能同時實現(xiàn)對鋼管砼軸壓構件的長期荷載作用和電化學腐蝕作用。
[0012]2.本實用新型采用電化學腐蝕，腐蝕速度高于自然環(huán)境腐蝕，可以加快試驗進度。
[0013]3.本實用新型所得試驗數(shù)據(jù)可以繪制出鋼管砼軸壓構件的軸壓力-壓縮量受力全過程曲線。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為實心鋼管砼軸壓構件在長期荷載下耐電化學腐蝕性能研究的試驗裝置示意圖；
[0015]圖2為初始加載階段所使用的試驗裝置示意圖；
[0016]圖3為破壞加載階段所使用的試驗裝置示意圖；
[0017]上述圖中I拉桿，2螺母，3承載板，4鋼制墊塊，5鋼制腐蝕槽，6絕緣層，7鋼管砼軸壓構件，8試件端板，9荷載傳感器，10機械式千分表，11腐蝕液，12外接直流電源，13壓力機；
[0018]圖4為某一方截面實心鋼管砼軸壓構件軸壓力(N)-壓縮量(Λ)受力全過程曲線。
【具體實施方式】
[0019]一種研究鋼管砼軸壓構件在荷載與腐蝕下性能的裝置，如圖1-3所示，由加載裝置、腐蝕裝置和測量裝置三部分組成，其中加載裝置主要包括承載板3和拉桿I (含螺母2)；腐蝕裝置主要包括鋼制腐蝕槽5、腐蝕液11、絕緣層6和外接直流電源12等；測量裝置主要包括荷載傳感器9和機械式千分表10。鋼管砼軸壓構件7置于腐蝕裝置的鋼制腐蝕槽5中，并同時在鋼管砼軸壓構件上放置加載裝置，通過測量裝置對鋼管砼軸壓構件長期荷載作用和電化學腐蝕作用進行測量。
[0020]所述四根拉桿I的一端通過螺母2固定，四根拉桿I的另一端穿過承載板3上的四個預制的孔；在承載板3上面放置鋼制墊塊4，然后在鋼制墊塊4上面放置鋼制腐蝕槽5 ；在鋼制腐蝕槽5底板上放置絕緣層6，然后在絕緣層6上面放置鋼管砼軸壓構件7，試件端板8的暴露面也應絕緣處理；
[0021]在鋼管砼軸壓構件7的試件端板8上面放置絕緣層6，然后在絕緣層6上面放置鋼制墊塊4，四根拉桿I穿過另一塊剛度足夠大的承載板3上的四個預制的孔；每根拉桿I穿一個荷載傳感器9，再通過螺母2固定；預置機械式千分表10安裝在兩塊承載板之間；測量兩塊承載板之間的相對位移，旋緊螺母2加載直至達到設計荷載，同時記錄每級荷載及其對應的壓縮量；
[0022]鋼制腐蝕槽內(nèi)注入腐蝕液11,液面高度應與試件端板8的下表面平齊，以鋼制腐蝕槽5為陰極，鋼管砼軸壓構件7的鋼管為陽極，外接外接直流電源12開始腐蝕，在此期間定期記錄荷載及其對應的壓縮量直至達到腐蝕/長期加載期限。[0023]一種研究鋼管砼軸壓構件在荷載與腐蝕下性能的方法，采用上述研究鋼管砼軸壓構件在荷載與腐蝕下性能的裝置，按照以下步驟進行:
[0024](I)初始加載,記錄荷載及其對應的壓縮量；
[0025](2)保持初始加載值不變，向鋼制腐蝕槽內(nèi)注入腐蝕液，外接外接直流電源開始腐蝕，記錄荷載及其對應的壓縮量；
[0026](3)拆除鋼制腐蝕槽，保持長期加載值不變，一次性破壞加載，記錄荷載及其對應的壓縮量。
[0027]采用本實用新型的裝置進行鋼管砼軸壓構件在荷載與腐蝕下性能測量時，分為三個階段:
[0028]初始加載階段:如圖2所示，首先在四根拉桿I的一端分別擰好螺母2，然后將四根拉桿I穿過一塊剛度足夠大的承載板3上的四個預制的孔；在承載板3上面放置鋼制墊塊4，然后在鋼制墊塊4上面放置鋼制腐蝕槽5 ;在鋼制腐蝕槽5底板上放置絕緣層6，然后在絕緣層6上面放置鋼管砼軸壓構件7，試件端板8的暴露面也應絕緣處理；在鋼管砼軸壓構件7的試件端板8上面放置絕緣層6，然后在絕緣層6上面放置鋼制墊塊4，再將四根拉桿I穿過另一塊剛度足夠大的承載板3上的四個預制的孔；每根拉桿I穿一個荷載傳感器9，然后再擰好另一端的螺母2 ;預置機械式千分表10測量兩塊承載板之間的相對位移；人工旋緊螺母2加載直至達到設計荷載，同時記錄每級荷載及其對應的壓縮量。[0029]電化學腐蝕/長期加載階段:如圖1所示，保持初始加載值不變，向鋼制腐蝕槽內(nèi)注入腐蝕液11，液面高度應與試件端板8的下表面平齊，以鋼制腐蝕槽5為陰極，鋼管砼軸壓構件7的鋼管為陽極，外接外接直流電源12開始腐蝕，在此期間定期記錄荷載及其對應的壓縮量直至達到腐蝕/長期加載期限。
[0030]破壞加載階段:如圖3所示，抽出腐蝕液11，拆除外接外接直流電源12和鋼制腐蝕槽5，保持長期加載值不變，用吊車將鋼管砼軸壓構件7連同自反力裝置整體運到壓力機13上做一次性破壞加載試驗，同時記錄荷載及其對應的壓縮量。
[0031]采用某一方截面實心鋼管砼軸壓構件進行測試，實心鋼管砼軸壓構件長度L =480mm、外邊長B = 160mm、鋼管原始壁厚ts = 3.83mm、腐蝕厚度At = L 18mm、腐蝕液濃度P = 3.5%、設計持載等級rb = 60%和腐蝕時間t = 120d。試驗結(jié)束后得到的軸壓力(N)-壓縮量(△)受力全過程曲線，其中細實線為初始加載階段試驗結(jié)果；粗實線為電化學腐蝕/長期加載階段試驗結(jié)果；虛線為破壞加載階段試驗結(jié)果。
【權利要求】
1.一種研究鋼管砼軸壓構件在荷載與腐蝕下性能的裝置，能同時實現(xiàn)對鋼管砼軸壓構件的長期荷載作用和電化學腐蝕作用，其特征在于由加載裝置、腐蝕裝置和測量裝置三部分組成，其中加載裝置主要包括承載板、拉桿、螺母；腐蝕裝置主要包括鋼制腐蝕槽、腐蝕液、絕緣層和外接直流電源；測量裝置主要包括荷載傳感器和機械式千分表；鋼管砼軸壓構件置于鋼制腐蝕槽中，并同時在鋼管砼軸壓構件上放置加載裝置，通過測量裝置對砼軸壓構件長期荷載作用和電化學腐蝕作用進行測量。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種研究鋼管砼軸壓構件在荷載與腐蝕下性能的裝置，其特征在于四根拉桿的一端通過螺母固定，四根拉桿的另一端穿過承載板上的四個預制的孔；在承載板上面放置鋼制墊塊，然后在鋼制墊塊上面放置鋼制腐蝕槽；在鋼制腐蝕槽底板上放置絕緣層，然后在絕緣層上面放置鋼管砼軸壓構件，試件試件端板的暴露面也應絕緣處理； 在鋼管砼軸壓構件的試件端板上面放置絕緣層，然后在絕緣層上面放置鋼制墊塊，四根拉桿穿過另一塊剛度足夠大的承載板上的四個預制的孔；每根拉桿穿一個荷載傳感器，再通過螺母固定；預置機械式千分表安裝在兩塊承載板之間；測量兩塊承載板之間的相對位移，旋緊螺母加載直至達到設計荷載，同時記錄每級荷載及其對應的壓縮量； 鋼制腐蝕槽內(nèi)注入腐蝕液，液面高度應與試件端板的下表面平齊，以鋼制腐蝕槽為陰極，鋼管砼軸壓構件的鋼管為陽極，外接外接直流電源腐蝕，在此期間定期記錄荷載及其對應的壓縮量直至達到腐蝕/長期加載期限。
【文檔編號】G01N17/00GK203758849SQ201320890745
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2013年12月31日 優(yōu)先權日:2013年12月31日
【發(fā)明者】王慶利, 張芝潤, 韓林海 申請人:沈陽建筑大學