[發(fā)明專利]荷載和環(huán)境耦合作用下柱時(shí)變力學(xué)性能的試驗(yàn)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110363162.8
• 申請(qǐng)日: 2011-11-16
• 公開（公告）號(hào): CN102393329A
• 公開（公告）日: 2012-03-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李強(qiáng);胡穎;崔巍;陳益濱
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江建設(shè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院
• 主分類號(hào): G01N3/00
• 分類號(hào): G01N3/00;G01N17/00
• 代理公司: 杭州中成專利事務(wù)所有限公司 33212
• 代理人: 唐銀益

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及土木工程領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種荷載和環(huán)境耦合作用下柱的力學(xué)性能的試驗(yàn)裝置，尤其適用于環(huán)境和荷載耦合作用下研究鋼筋混凝土柱時(shí)變力學(xué)性能的場合。

背景技術(shù)

混凝土結(jié)構(gòu)都是在一定荷載作用下工作的，并經(jīng)受硬化、滲透、凍融、化學(xué)侵蝕等多種因素協(xié)同作用，大量的無荷載作用下混凝土耐久性成果并不能合理反映結(jié)構(gòu)所處的實(shí)際狀態(tài)。為此，研究荷載和環(huán)境耦合作用下的鋼筋混凝土構(gòu)件的長期時(shí)變力學(xué)性能成為土木工程的研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。但是，目前還沒有荷載和環(huán)境耦合作用下鋼筋混凝土柱力學(xué)性能的試驗(yàn)裝置。

現(xiàn)有鋼筋混凝土柱都是在長柱試驗(yàn)機(jī)或鋼結(jié)構(gòu)反力架試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行承載力試驗(yàn)，這種試驗(yàn)一般是破壞性試驗(yàn)，沒有考慮環(huán)境作用對(duì)構(gòu)件力學(xué)性能的影響，也沒有考慮持續(xù)荷載作用的影響，更不能測試荷載和環(huán)境耦合作用下構(gòu)件的衰變退化性能。

現(xiàn)有快速銹蝕法一般是在氯化鈉溶液中進(jìn)行，由于測量儀器和儀表無法在水下工作，因而無法對(duì)構(gòu)件的荷載-撓度、荷載-應(yīng)變和裂縫開展情況等力學(xué)性能指標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)測量和記錄。人工環(huán)境模擬箱雖然可以模擬真實(shí)環(huán)境，但是仍然無法模擬結(jié)構(gòu)構(gòu)件在工作狀態(tài)的使用荷載，加之，布置在人工環(huán)境模擬箱的儀器和儀表同樣會(huì)發(fā)生銹蝕，導(dǎo)致測量無法進(jìn)行。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是解決以上提出的問題，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，能進(jìn)行大尺度柱在荷載和環(huán)境耦合作用下力學(xué)性能的試驗(yàn)，且能保持長期持荷過程中無應(yīng)力松弛的裝置。

本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣的：

一種荷載和環(huán)境耦合作用下柱的力學(xué)性能的試驗(yàn)裝置，包括柱、加載系統(tǒng)、加速環(huán)境腐蝕系統(tǒng)、測量系統(tǒng)，所述的柱安裝在加載系統(tǒng)上，加載系統(tǒng)對(duì)柱施加荷載；所述的柱還與加速環(huán)境腐蝕系統(tǒng)連接，對(duì)柱進(jìn)行加速環(huán)境腐蝕；所述的柱還與測量系統(tǒng)相連，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測柱時(shí)變的力學(xué)性能。

作為優(yōu)選，所述的柱內(nèi)設(shè)置有欲銹蝕鋼筋、電極，欲銹蝕鋼筋、電極通過導(dǎo)線與加速環(huán)境腐蝕系統(tǒng)連接。

作為優(yōu)選，所述的電極是不銹鋼電極或銅電極。

作為優(yōu)選，所述的加載系統(tǒng)包括反力架、千斤頂、壓力傳感器、刀絞支座，千斤頂安裝在反力架的一端上，壓力傳感器安裝在千斤頂與一刀絞支座間，另一刀絞支座安裝在與安裝有千斤頂?shù)姆戳芤欢藢?duì)應(yīng)的另一端上，兩刀絞支座間用于安裝柱。

作為優(yōu)選，所述的加載系統(tǒng)為立式或臥式加載。

作為優(yōu)選，所述的加速環(huán)境腐蝕系統(tǒng)包括直流電源，所述的欲銹蝕鋼筋與直流電源正極連接，所述的電極與直流電源負(fù)極連接。

作為優(yōu)選，所述的直流電源是恒直流電源。

作為優(yōu)選，所述的測量系統(tǒng)包括位移傳感器、壓力傳感器、應(yīng)變片、應(yīng)變儀、數(shù)據(jù)采集儀，所述的應(yīng)變片與應(yīng)變儀連接，所述的應(yīng)變片包括安裝在柱內(nèi)的主筋應(yīng)變片，以及安裝在柱表面的表面應(yīng)變片，所述的應(yīng)變儀、位移傳感器、壓力傳感器連接數(shù)據(jù)采集儀。

作為優(yōu)選，所述的柱上安裝有玻璃片，位移傳感器安裝于玻璃片上。

本發(fā)明的有益效果如下：

1、通過壓力傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測所施加在柱上的荷載，解決了由于鋼筋銹蝕柱剛度退化應(yīng)力松弛的問題；

2、電極布置在柱內(nèi)，柱在自然環(huán)境下加速銹蝕，測量儀器的布置不受限制，可以在構(gòu)件表面或內(nèi)部任意布置；

3、在構(gòu)件的加速銹蝕過程中不僅可以實(shí)時(shí)觀測構(gòu)件的撓度變化、鋼筋和混凝土的應(yīng)力應(yīng)變變化，還可觀測柱在退化過程中裂縫的開裂發(fā)展全過程，完全模擬了柱的實(shí)際工作狀態(tài)，成功解決了荷載和環(huán)境耦合作用下鋼筋混凝土柱的時(shí)變退化力學(xué)性能的監(jiān)測。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)俯視示意圖；

圖中：1是柱，2是反力架，3是千斤頂，4是壓力傳感器，5是刀絞支座，6是欲銹蝕鋼筋，7是電極，8是直流電源，9是位移傳感器，10是應(yīng)變片，11是應(yīng)變儀，12是數(shù)據(jù)采集儀。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明：

一種荷載和環(huán)境耦合作用下柱的力學(xué)性能的試驗(yàn)裝置，包括柱1、加載系統(tǒng)、加速環(huán)境腐蝕系統(tǒng)、測量系統(tǒng)，所述的柱1安裝在加載系統(tǒng)上，加載系統(tǒng)對(duì)柱1施加荷載；所述的柱1還與加速環(huán)境腐蝕系統(tǒng)連接，對(duì)柱1進(jìn)行加速環(huán)境腐蝕；所述的柱1還與測量系統(tǒng)相連，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測柱1時(shí)變的力學(xué)性能。

本裝置的工作原理是：對(duì)所述柱1施加長期使用荷載的同時(shí)，對(duì)柱1進(jìn)行加速環(huán)境腐蝕，同時(shí)通過布置在柱1上的儀器儀表監(jiān)測柱1的時(shí)變力學(xué)性能如荷載撓度、荷載應(yīng)變和裂縫發(fā)展情況。