本實(shí)用新型屬于建筑施工領(lǐng)域的混凝土構(gòu)件用的試驗(yàn)裝置，具體涉及一種對混凝土構(gòu)件施工持久壓扭損傷荷載的試驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)：

早拆模板技術(shù)是一種新型的“快拆體系”，正處于工程推廣運(yùn)用階段。該“快拆體系”就是當(dāng)某一層澆筑的混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度時(shí)，在保證施工安全的前提下，除保留的立桿及晚拆支撐頭外，將梁底模板提早拆除，從而加快施工進(jìn)度。目前鋁合金早拆模板技術(shù)中梁板底模的拆除時(shí)間主要是參照國外經(jīng)驗(yàn)，在混凝土齡期達(dá)到36小時(shí)即拆除梁板底模。因此，尚未成熟的早齡期混凝土構(gòu)件受到外界荷載作用的可能性也加大，早齡期凝土構(gòu)件在外界荷載的作用下是否會產(chǎn)生損傷及其損傷對后期混凝土構(gòu)件的性能是否會產(chǎn)生影響是工程人員高度關(guān)注的問題之一。

為此，研究早齡期混凝土構(gòu)件在同時(shí)受到持久性扭矩和壓力作用下所表現(xiàn)出來的損傷力學(xué)性能，是計(jì)算早齡期混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性的關(guān)鍵問題之一。

目前，一些研究者研發(fā)出了一些對混凝土構(gòu)件的受扭、受壓性能進(jìn)行試驗(yàn)的試驗(yàn)裝置，但均存在著一些缺陷，例如，整個(gè)試驗(yàn)裝置耗費(fèi)材料量大，對受到的扭矩上限值有要求，無法對混凝土構(gòu)件受到的扭矩進(jìn)行增大調(diào)整；試驗(yàn)裝置往往會出現(xiàn)受扭、受壓相互干擾的現(xiàn)象，從而無法有效地對混凝土構(gòu)件施加持久性的壓、扭損傷荷載。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于提供一種對混凝土構(gòu)件施工持久壓扭損傷荷載的試驗(yàn)裝置，

本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題的：一種對混凝土構(gòu)件施工持久壓扭損傷荷載的試驗(yàn)裝置，該試驗(yàn)裝置包括一扭矩加載機(jī)構(gòu)和一壓力加載機(jī)構(gòu)，所述扭矩加載機(jī)構(gòu)與壓力加載機(jī)構(gòu)分別與混凝土構(gòu)件的兩端連接；

所述扭矩加載機(jī)構(gòu)包括一第一基座、一水平滾軸、一垂直推軸、一推軸套筒、及一垂直安裝于第一基座的第一千斤頂；所述水平滾軸通過兩第一支座套筒水平安裝于第一基座，所述水平滾軸上焊接有一第一齒輪，該水平滾軸的左端部抵于第一基座，該水平滾軸的右端部設(shè)有一與混凝土構(gòu)件一端連接的第一加載端板；所述推軸套筒垂直立設(shè)于第一基座上，所述垂直推軸穿設(shè)于推軸套筒，所述垂直推軸沿軸向設(shè)有一第一限位部和一第一齒牙組，所述第一限位部與第一齒牙組相背設(shè)置，所述第一齒牙組與第一齒輪相嚙合，該垂直推軸的首端上設(shè)有一與該第一限位部匹配的第一卡位件，且該垂直推軸的尾端通過一第一感應(yīng)器與第一千斤頂連接；

所述壓力加載機(jī)構(gòu)包括一第二基座、一水平推軸、及一水平安裝于第二基座上的第二千斤頂；所述水平推軸沿軸向設(shè)有一第二限位部和一第一齒條組，所述水平推軸通過兩第二支座套筒水平安裝于第二基座上，所述第二支座套筒的內(nèi)壁設(shè)有與該第一齒條組相嚙合的第二齒條組，該水平推軸的左端部設(shè)有一與混凝土構(gòu)件另一端連接的第二加載端板，該水平推軸的右端部通過一第二感應(yīng)器與第二千斤頂連接，且該水平推軸上設(shè)有一與該第二限位部匹配的第二卡位件，所述第二卡位件位于第二加載端板與第二支座套筒之間；

所述第一感應(yīng)器與第二感應(yīng)器均與一數(shù)顯讀數(shù)儀連接。

進(jìn)一步地，所述第一限位部為一第二齒牙組，所述第一卡位件由兩第一半圓形鎖片組成，兩所述第一半圓形鎖片通過螺母鎖付，其中一所述第一半圓形鎖片上設(shè)有與第一齒牙組相嚙合匹配的第三齒牙組，另一所述第一半圓形鎖片上設(shè)有與第二齒牙組相嚙合匹配的第四齒牙組。

進(jìn)一步地，所述第二限位部為一第五齒牙組，所述第二卡位件由兩第二半圓形鎖片組成，兩所述第二半圓形鎖片通過螺母鎖付，其中一所述第二半圓形鎖片上設(shè)有與第五齒牙組相嚙合匹配的第六齒牙組。

進(jìn)一步地，該試驗(yàn)裝置還包括兩分別焊接于混凝土構(gòu)件兩端的加載板，所述第一加載端板通過一所述加載板與混凝土構(gòu)件一端連接，所述第二加載端板通過另一所述加載板與混凝土構(gòu)件另一端連接。

進(jìn)一步地，所述加載板包括一與混凝土構(gòu)件內(nèi)鋼筋相焊接的加載板本體、一預(yù)埋于混凝土構(gòu)件內(nèi)的內(nèi)陷端板，所述內(nèi)陷端板焊接于加載板本體；兩所述加載板本體與第一加載端板、第二加載端板分別通過螺母固緊連接。

進(jìn)一步地，所述水平滾軸的左端部設(shè)有一第一半球形端板，所述第一基座上與水平滾軸的左端部相抵處設(shè)有一第二半球形端板，所述第一半球形端板與第二半球形端板相匹配。

本實(shí)用新型的有益效果在于：

整個(gè)試驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)簡單緊湊、耗費(fèi)材料較少，能夠安全有效地將扭矩作用在混凝土構(gòu)件上，使得混凝土構(gòu)件沿著軸心受扭；通過第一千斤頂與第一卡位件配合、第二千斤頂與第二卡位件配合，不僅能夠長時(shí)間保持所施加的壓力與扭矩?fù)p傷荷載，而且能夠?qū)炷翗?gòu)件所受到的扭矩、壓力進(jìn)行調(diào)整；另外，整個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置中扭矩加載機(jī)構(gòu)與壓力加載機(jī)構(gòu)之間相互不會造成干擾，能夠根據(jù)需要的分別有效地施加壓力和扭矩荷載。

【附圖說明】

下面參照附圖結(jié)合實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。

圖1是本實(shí)用新型對混凝土構(gòu)件施工持久壓扭損傷荷載的試驗(yàn)裝置的示意圖。

圖2是本實(shí)用新型中扭矩加載機(jī)構(gòu)的局部示意圖。

圖3是本實(shí)用新型中垂直推軸與第一卡位件的示意圖。

圖4是本實(shí)用新型中壓力加載機(jī)構(gòu)的局部示意圖。

圖5是本實(shí)用新型中第二卡位件的示意圖。

圖6是本實(shí)用新型中加載板的示意圖。

【具體實(shí)施方式】

請結(jié)合參閱圖1至圖6，本實(shí)用新型對混凝土構(gòu)件施工持久壓扭損傷荷載的試驗(yàn)裝置100，該試驗(yàn)裝置100包括一扭矩加載機(jī)構(gòu)1和一壓力加載機(jī)構(gòu)2，所述扭矩加載機(jī)構(gòu)1與壓力加載機(jī)構(gòu)2分別與混凝土構(gòu)件200的兩端連接。

扭矩加載機(jī)構(gòu)1包括一第一基座11、一水平滾軸12、一垂直推軸13、一推軸套筒14、及一垂直安裝于第一基座11的第一千斤頂15；所述水平滾軸12通過兩第一支座套筒16水平安裝于第一基座11，即水平滾軸12穿過兩第一支座套筒16，所述水平滾軸12上焊接有一第一齒輪121，該水平滾軸12的左端部抵于第一基座11，該水平滾軸12的右端部設(shè)有一與混凝土構(gòu)件200一端連接的第一加載端板122；所述推軸套筒14垂直立設(shè)于第一基座11上，所述垂直推軸13穿設(shè)于推軸套筒14，所述垂直推軸13沿軸向設(shè)有一第一限位部131和一第一齒牙組(未圖示)，所述第一限位部131與第一齒牙組132相背設(shè)置，所述第一齒牙組與第一齒輪121相嚙合，該垂直推軸13的首端上設(shè)有一與該第一限位部131匹配的第一卡位件17，且該垂直推軸13的尾端通過一第一感應(yīng)器18與第一千斤頂15連接。

所述壓力加載機(jī)構(gòu)2包括一第二基座21、一水平推軸22、及一水平安裝于第二基座21上的第二千斤頂23；所述水平推軸22沿軸向設(shè)有一第二限位部221和一第一齒條組222，所述水平推軸22通過兩第二支座套筒24水平安裝于第二基座21上，即水平推軸22穿過兩第二支座套筒24，所述第二支座套筒24的內(nèi)壁設(shè)有與該第一齒條組222相嚙合的第二齒條組241，該水平推軸22的左端部設(shè)有一與混凝土構(gòu)件200另一端連接的第二加載端板223，該水平推軸22的右端部通過一第二感應(yīng)器25與第二千斤頂23連接，且該水平推軸22上設(shè)有一與該第二限位部221匹配的第二卡位件26，所述第二卡位件26位于第二加載端板223與第二支座套筒24之間。

所述第一感應(yīng)器18與第二感應(yīng)器25均與一數(shù)顯讀數(shù)儀(未圖示)連接，即第一感應(yīng)器18與第二感應(yīng)器25感應(yīng)到的相應(yīng)數(shù)值在數(shù)顯讀數(shù)儀，第一感應(yīng)器18、第二感應(yīng)器25、及數(shù)顯讀數(shù)儀的設(shè)置，能夠?qū)Φ谝磺Ы镯?5與第二千斤頂23施加的推力實(shí)行實(shí)時(shí)的跟蹤。

扭矩加載機(jī)構(gòu)1的工作原理：第一千斤頂15對推軸套筒14內(nèi)的垂直推軸13產(chǎn)生垂直向上的推力，該推力的大小被第一感應(yīng)器18所感應(yīng)并顯示于數(shù)顯讀數(shù)儀上，且該推力使得垂直推軸13向上移動，則帶動與垂直推軸13上第一齒輪組嚙合的第一齒輪121轉(zhuǎn)動，從而帶動水平滾軸12轉(zhuǎn)動，因?yàn)榛炷翗?gòu)件200與水平滾軸12右端部上的第一加載端板122連接，所以水平滾軸12的轉(zhuǎn)動相當(dāng)于對混凝土構(gòu)件200施加了扭矩，其大小為第一千斤頂15的大小乘以第一齒輪121的半徑；當(dāng)數(shù)顯讀數(shù)儀上所顯示的數(shù)值達(dá)到設(shè)計(jì)要求之后，將第一卡位件17加持于第一限位部131，使得垂直推軸13停止垂直方向上的移動，則水平滾軸12停止轉(zhuǎn)動，進(jìn)而對混凝土構(gòu)件200施加持久性的扭矩。

壓力加載機(jī)構(gòu)2的工作原理：第二千斤頂23對水平推軸22產(chǎn)生水平向左(即混凝土構(gòu)件200所在的方向)的推力，該推力的大小被第二感應(yīng)器25所感應(yīng)并顯示于數(shù)顯讀數(shù)儀上，且該推力使得水平推軸22沿軸向移動對混凝土構(gòu)件200施加壓力，且通過第一加載端板122將所施加的壓力均勻地傳給混凝土構(gòu)件200；當(dāng)數(shù)顯讀數(shù)儀上所顯示的數(shù)值達(dá)到設(shè)計(jì)要求之后，將第一卡位件26加持于第一限位部221，使得水平推軸22停止軸向移動，進(jìn)而對混凝土構(gòu)件200施加持久性的壓力。

需要說明的是，壓力加載機(jī)構(gòu)2中，水平推軸22上第一齒條組222與第二支座套筒24上第二齒條組24的設(shè)置，其目的是為了通過第二齒條組24與第一齒條組222的嚙合咬緊以限制水平推軸22的旋轉(zhuǎn)，即使得水平推軸22只能發(fā)生軸向運(yùn)動，從而限制了壓力加載端的扭轉(zhuǎn)；扭矩加載機(jī)構(gòu)1中，通過兩第一支座套筒16限制水平滾軸12的軸向外平移，保留水平滾軸12的軸向扭轉(zhuǎn)和軸向運(yùn)動，即兩個(gè)支座套筒16可以保證水平滾軸12在扭矩加載過程中不發(fā)生偏移，使水平滾軸12繞著中心轉(zhuǎn)動。

其中，第一限位部131為一第二齒牙組131a，所述第一卡位件17由兩第一半圓形鎖片(分別為第一半圓形鎖片171、第一半圓形鎖片172)組成，第一半圓形鎖片171與第一半圓形鎖片172通過螺母173鎖付，其中一所述第一半圓形鎖片即第一半圓形鎖片171上設(shè)有與第一齒牙組(未圖示)相嚙合匹配的第三齒牙組1711，另一所述第一半圓形鎖片即第一半圓形鎖片172上設(shè)有與第二齒牙組131a相嚙合匹配的第四齒牙組(未圖示)；將第一半圓形鎖片171上的第三齒牙組1711對準(zhǔn)第一齒牙組、第一半圓形鎖片172上的第四第四齒牙組對準(zhǔn)第二齒牙組131a并扣合于垂直推軸13的垂直推軸12的首端上，并通過螺母173鎖付，則第三齒牙組1711與第一齒牙組嚙合咬緊、第四第四齒牙組與第二齒牙組131a嚙合咬緊，從而限制了垂直推軸12的移動。

第二限位部221為一第五齒牙組221a，所述第二卡位件26由兩第二半圓形鎖片(分別為第二半圓鎖片261、第二半圓鎖片262)組成，第二半圓鎖片261與第二半圓鎖片262通過螺母263鎖付，其中一所述第二半圓形鎖片即第二半圓鎖片261上設(shè)有與第五齒牙組221a相嚙合匹配的第六齒牙組2611；將第二半圓鎖片261上第六齒牙組2611對準(zhǔn)第五齒牙組221a，并將第二半圓鎖片261、第二半圓鎖片262扣合于水平推軸22上，且通過螺母263鎖付，則第六齒牙組2611與第五齒牙組221a嚙合咬緊，從而限制了水平推軸22的移動。

為了保證混凝土構(gòu)件200與第一加載端板122、第二加載端板223的可靠連接，并使扭力能夠有效地傳遞到混凝土構(gòu)件200上，則該試驗(yàn)裝置100還包括了兩分別焊接于混凝土構(gòu)件200兩端的加載板3，所述第一加載端板122通過一所述加載板3與混凝土構(gòu)件200一端連接，所述第二加載端板223通過另一所述加載板3與混凝土構(gòu)件200另一端連接；具體地，加載板3包括一與混凝土構(gòu)件200內(nèi)鋼筋201相焊接的加載板本體31、一預(yù)埋于混凝土構(gòu)件200內(nèi)的內(nèi)陷端板32，所述內(nèi)陷端板32焊接于加載板本體31；兩所述加載板本體31與第一加載端板122、第二加載端板223分別通過螺母33固緊連接。

所述水平滾軸12的左端部設(shè)有一第一半球形端板191，所述第一基座11上與水平滾軸12的左端部相抵處設(shè)有一第二半球形端板192，所述第一半球形端板191與第二半球形端板192相匹配；第一半球形端板191與第二半球形端板192對碰在一起，能夠減少水平滾軸12的左端部與第一基座11的接觸面積，避免了由于壓力的作用使得水平滾軸12的左端部與第一基座11的摩擦力增大，造成扭矩施加的困難。

本實(shí)用新型應(yīng)用時(shí)，先將混凝土構(gòu)件200安裝于本實(shí)用新型實(shí)驗(yàn)裝置100上，之后經(jīng)由扭矩加載機(jī)構(gòu)1對其施加扭矩?fù)p傷載荷，當(dāng)扭矩?fù)p傷荷載達(dá)到目標(biāo)值后，鎖住第一千斤頂15，并將第一卡位件17加持于第一限位部131以限制垂直推軸13的運(yùn)動從而對施加的扭矩進(jìn)行持荷，若發(fā)現(xiàn)在扭矩持荷過程中第一傳感器18感應(yīng)到的力值有所下降，可先解下第一卡位件17，通過第一千斤頂15把荷載提高到目標(biāo)值，再將第一卡位件17重新卡加持于第一限位部131；且經(jīng)由壓力加載機(jī)構(gòu)2對混凝土構(gòu)件200施加壓力損傷荷載，當(dāng)壓力損傷荷載達(dá)到目標(biāo)值后，鎖住第二千斤頂23，并將第二卡位件26加持于第二限位部221以限制水平推軸22的移動從而對施加的壓力進(jìn)行持荷，若發(fā)現(xiàn)在扭矩持荷過程中第二傳感器25感應(yīng)到的力值有所下降，可先解下第二卡位件26，通過第二千斤頂23把荷載提高到目標(biāo)值，再將第二卡位件26重新卡加持于第二限位部221。

綜上，本實(shí)用新型試驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)簡單緊湊、耗費(fèi)材料較少，能夠安全有效地將扭矩作用在混凝土構(gòu)件上，使得混凝土構(gòu)件沿著軸心受扭；通過第一千斤頂與第一卡位件配合、第二千斤頂與第二卡位件配合，不僅能夠長時(shí)間保持所施加的壓力與扭矩?fù)p傷荷載，而且能夠?qū)炷翗?gòu)件所受到的扭矩、壓力進(jìn)行調(diào)整；另外，整個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置中扭矩加載機(jī)構(gòu)與壓力加載機(jī)構(gòu)之間相互不會造成干擾，能夠根據(jù)需要的分別有效地施加壓力和扭矩荷載。