對(duì)多個(gè)混凝土試件施加持久軸拉荷載的試驗(yàn)裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及建筑技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種對(duì)多個(gè)早齡期混凝土試件施加持久軸拉損傷荷載的試驗(yàn)裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]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(guó)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。然而，只有36小時(shí)齡期的混凝土結(jié)構(gòu)在施工荷載的作用下是否產(chǎn)生損傷及其損傷對(duì)后期混凝土結(jié)構(gòu)的性能是否會(huì)產(chǎn)生影響是工程人員高度關(guān)注的問題之一。為此，研究早齡期混凝土在軸心受拉荷載作用后的損傷力學(xué)性能尤其是受拉損傷后的彈性模量、應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系、劈裂強(qiáng)度等，是計(jì)算早齡期混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性等不可或缺的指標(biāo)之一。
[0003]目前，一些研究者為研究混凝土的軸心抗拉彈性模量，也進(jìn)行了一些實(shí)驗(yàn)研究。
[0004]如下參考文獻(xiàn):
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[0010]張文博(2015) [1]采用采用在棱柱體中心預(yù)埋螺紋鋼筋，利用鋼筋與混凝土的粘結(jié)性能對(duì)混凝土施加軸心拉力，從而測(cè)定混凝土的單軸抗拉彈性模量，如圖1所示，柱體中心預(yù)埋螺紋鋼筋受拉試驗(yàn)裝置。圖中標(biāo)號(hào)注釋:切削螺紋一 1，黏結(jié)端一2，鋼筋應(yīng)變片一3，混凝土應(yīng)變片一 4，試件中央一 5，雙面帶肋鋼筋一 6。
[0011]安明(2010) [2]采用將倒8字型的混凝土試件放置于夾頭上進(jìn)行軸心受拉試驗(yàn)，如圖2所示，夾頭上進(jìn)行軸心受拉試驗(yàn)裝置。圖中標(biāo)號(hào)注釋:框架橫梁一 1，夾緊螺母一2，框架拉桿一 3，夾頭一 4，立桿一 5。
[0012]陳萌(2008) [3]試件采用預(yù)埋拉桿式，試件兩端各設(shè)一根230mm長(zhǎng)、直徑為12mm的HRB335鋼筋作為拉桿，使拉力通過預(yù)埋鋼筋傳遞到混凝土試件中。如圖3所示，預(yù)埋拉桿式軸拉試驗(yàn)裝置圖。圖中標(biāo)號(hào)注釋:1 一HRB335鋼筋。
[0013]梅國(guó)棟(2013) [4]采用在試件端部預(yù)埋式啞鈴形試件，并采用細(xì)螺紋絲桿連接，通過吊籠和球鉸與萬能試驗(yàn)機(jī)的夾頭連接，施加軸心拉力。如圖4所示，試件端部預(yù)埋式啞鈴形試件。圖中標(biāo)號(hào)注釋:萬能試驗(yàn)機(jī)夾頭一 1，球鉸一2，鋼板一3，球形螺母一4，測(cè)力鋼桿一 5，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)一 6，應(yīng)變片一 7，引伸計(jì)一 8。
[0014]韓學(xué)才(2014) [5]兩頭大中間小的啞鈴型混凝土試件的端部采用粘結(jié)膠與鋼板(帶拉桿)粘結(jié)后，在夾持在試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行軸心抗拉試驗(yàn)。如圖5所示，夾持在試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行軸心抗拉試驗(yàn)。圖中標(biāo)號(hào)注釋:上拉桿一 1，上拉板一2，啞鈴型試件一3，下拉板一4，下拉桿一5。
[0015]現(xiàn)有混凝土棱柱體軸心受拉存在的缺點(diǎn)是:
[0016]①變截面的方法，試件制作較麻煩，需要制作相應(yīng)的模板，導(dǎo)致試件在幾何尺寸上誤差較大，進(jìn)而導(dǎo)致偏心受力。
[0017]②預(yù)埋件安裝、費(fèi)時(shí)費(fèi)工。預(yù)埋鋼筋要求準(zhǔn)確埋設(shè)，無論是準(zhǔn)備工作、制作試件或試驗(yàn)前的聯(lián)結(jié)螺栓都比較麻煩；粘結(jié)法則要求試件的粘結(jié)面要精心處理，粘結(jié)劑的硬化也需要一定的時(shí)間，對(duì)于早齡期混凝土試件的損傷及損傷后彈模的測(cè)試則不適用。
[0018]③只能對(duì)單個(gè)混凝土試件進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)工作量繁重。而由于混凝土的離散性較大，一組試件往往需要進(jìn)行多次試驗(yàn)，如果逐個(gè)的對(duì)混凝土試件施加持久損傷荷載，則試驗(yàn)的工作量非常巨大。而采用多個(gè)試件同時(shí)測(cè)試，可以減少試驗(yàn)裝置的套數(shù)和工作量。
[0019]④不能對(duì)混凝土試件施加持久的軸心荷載。目前的對(duì)混凝土試件施加軸心受拉的試驗(yàn)，大多是一次性的破壞試驗(yàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0020]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題之一，在于提供一種對(duì)多個(gè)混凝土試件施加持久軸拉荷載的試驗(yàn)裝置，降低了試驗(yàn)的工作量；而且能夠快速拆除，周轉(zhuǎn)使用。
[0021]本發(fā)明問題之一是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種對(duì)多個(gè)混凝土試件施加持久軸拉荷載的試驗(yàn)裝置，所述試驗(yàn)裝置包括:至少三個(gè)反力架、一上橫梁、一加載分配梁、多個(gè)串接連接桿、至少兩個(gè)螺紋連接桿、四個(gè)限位扣件、一齒輪式千斤頂、一壓力傳感器、以及一壓力傳感器讀數(shù)儀；所述三個(gè)反力架并排平行設(shè)置，所述上橫梁架設(shè)在三個(gè)反力架的頂部；所述螺紋連接桿穿過上橫梁后通過螺母進(jìn)行固定，且螺紋連接桿位于相鄰兩個(gè)反力架的中間；所述螺紋連接桿吊住多個(gè)的混凝土試件，形成一個(gè)混凝土試件串，所述螺紋連接桿尾部與混凝土試件串中第一個(gè)混凝土試件連接，相鄰兩個(gè)混凝土試件之間通過所述串接連接桿連接，混凝土試件串中最后一個(gè)混凝土試件通過串接連接桿與所述加載分配梁上的卡口連接；所述加載分配梁橫向架設(shè)于三個(gè)反力架的下梁桿下方，中間的反力架的下梁桿底部與加載分配梁之間設(shè)置所述齒輪式千斤頂；兩兩限位扣件焊接于加載分配梁兩端的上翼緣；所述壓力傳感器設(shè)置于齒輪式千斤頂上，所述壓力傳感器讀數(shù)儀與所述壓力傳感器連接。
[0022]進(jìn)一步的，所述分配梁限位裝置包括兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同，且對(duì)稱設(shè)置的限位組件，所述限位組件包括:兩個(gè)帶凹槽的立桿、兩個(gè)滑輪、和一壓桿；所述限位扣件套設(shè)在立桿上，所述壓桿架設(shè)在兩個(gè)限位扣件之間，所述加載分配梁位于壓桿下方，且位于兩個(gè)立桿之間；所述加載分配梁的兩側(cè)安裝所述滑輪，并讓滑輪在分配梁限位裝置中的豎向立桿的凹槽中運(yùn)動(dòng)。
[0023]進(jìn)一步的，所述混凝土試件包括一試件模、兩個(gè)連接卡槽以及一十字形卡槽式固定架；所述兩個(gè)連接卡槽對(duì)稱設(shè)置于試件模內(nèi)；所述連接卡槽包括依次設(shè)置的帶卡口的鋼板層、結(jié)構(gòu)膠層以及預(yù)制混凝土層；所述十字形卡槽式固定架包括一長(zhǎng)邊和一短邊，所述短邊兩端部均設(shè)置一卡槽，長(zhǎng)邊兩端部均設(shè)置有兩個(gè)前后設(shè)置的卡槽；所述短邊的兩個(gè)卡槽與試件模的左右兩壁連接，所述長(zhǎng)邊的兩個(gè)前卡槽與試件模的前后兩壁連接，長(zhǎng)邊的兩個(gè)后卡槽將連接卡槽進(jìn)行固定限位在試件模內(nèi)。
[0024]進(jìn)一步的，所述加載分配梁為“工”字型。
[0025]進(jìn)一步的，所述螺紋連接桿的尾部設(shè)置有“一”字型限位條。
[0026]進(jìn)一步的，所述串接連接桿的前后兩端均設(shè)置有“一”字型限位條。
[0027]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題之二，在于提供一種對(duì)多個(gè)混凝土試件施加持久軸拉荷載的試驗(yàn)方法，該方法中的試驗(yàn)裝置能進(jìn)行快速拆除，能進(jìn)行周轉(zhuǎn)使用；該方法減少了對(duì)混凝土試件施加持久軸拉損傷荷載的工作量。
[0028]本發(fā)明問題之二是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種對(duì)多個(gè)混凝土試件施加持久軸拉荷載的試驗(yàn)方法，所述方法需提供一試驗(yàn)裝置，該試驗(yàn)裝置包括:至少三個(gè)反力架、一上橫梁、一加載分配梁、多個(gè)串接連接桿、至少兩個(gè)螺紋連接桿、一分配梁限位裝置、四個(gè)限位扣件、一齒輪式千斤頂、一壓力傳感器、以及一壓力傳感器讀數(shù)儀；
[0029]所述方法具體包括如下步驟:
[0030]步驟1、制作多個(gè)早齡期的混凝土試件；
[0031]步驟2、安裝所述實(shí)驗(yàn)裝置，并對(duì)各個(gè)混凝土試件施加拉力；該步驟2具體為:將螺紋連接桿與反力架頂部的上橫梁連接，連接方式是通過在上橫梁的上、下預(yù)留孔，螺紋連接桿穿過后一端通過螺母固定，并利用螺母來調(diào)節(jié)左右兩邊混凝土試件串的高度使加載分配梁保持水平，螺紋連接桿另一端與混凝土試件中的連接卡槽連接，來吊住混凝土試件；各混凝土試件之間通過串接連接桿與所述的連接卡槽連接，形成一個(gè)混凝土試件串，并通過調(diào)