[發明專利]一種混凝土多軸試驗下的拉壓加載頭設計方法

有效

• 申請號: 201310419667.0
• 申請日: 2013-09-13
• 公開（公告）號: CN103487317A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發明（設計）人: 宋玉普;何振軍
• 申請（專利權）人: 大連理工大學;北方工業大學
• 主分類號: G01N3/02
• 分類號: G01N3/02;G01N3/08
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 關慧貞

技術領域

本發明屬于混凝土結構工程試驗技術領域，特別涉及一種混凝土多軸試驗下的拉壓加載頭設計方法。

背景技術

在混凝土結構工程中常見的雙向板、折板、殼體、墻板、剪力墻和鋼管混凝土結構，以及一些重大的特種結構，如核反應堆的壓力容器和安全殼、水壩、海洋平臺、重型水壓機、設備基礎、電視塔等，都是典型的二維或三維結構物，其混凝土結構處于明顯的多軸應力狀態。《GB50010-2011混凝土結構設計規范》，給出了普通混凝土的二軸強度包絡圖、三軸抗壓強度圖和適用于任意三軸應力狀態的破壞（強度）準則，以及單軸受壓和受拉的帶有損傷演化參數的非線性應力－應變（本構）關系、雙軸本構關系等。由于混凝土是多相材料，材性復雜多變，而混凝土多軸強度和變形又隨多軸應力狀態的不同而有很大差異；很難找到一種準確的純理論方法，可以從混凝土原材料的性質、組成和制備工藝等原始條件推算其多軸力學性能。最現實和合理的辦法是利用混凝土多軸試驗設備、制作試件直接進行試驗測定。

在混凝土多軸拉壓試驗下，如何方便精確地調節拉壓加載頭對中并達到受力均勻，如何在多軸加載過程中避免壓加載頭發生偏心、偏轉而產生的二或三個方向的加載頭相互撞擊、交叉打架，從而方便準確地測量混凝土多軸強度和變形，這是亟需解決的問題。因此，要想獲得混凝土多軸本構關系的試驗數據，如何實現其多軸試驗下的拉壓加載顯得尤為重要，首先這就需要解決混凝土多軸試驗下的拉壓加載頭設計的科學問題。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的缺陷，發明一種混凝土多軸試驗下的拉壓加載頭設計方法，可方便精確地調節拉壓加載頭對中，并達到受力均勻。在多軸加載過程中避免壓加載頭發生偏心、偏轉而產生的二或三個方向的加載頭相互撞擊、交叉打架，從而方便準確地測量混凝土多軸強度和變形。

本發明采用的技術方案是一種混凝土多軸試驗下的拉壓加載頭設計方法，其特征是，拉壓加載頭中的拉加載頭為帶有半圓形球鉸的螺栓拉桿1與帶有內凹式球鉸的拉加載板3組合式設計；壓加載頭為前后變截面設計，前部為壓加載頭7，后部為電磁力吸引底座6；壓加載頭7通過電磁鎖8與電磁力吸引底座6連結；

具體設計方法的步驟如下：

1）將帶有半圓形球鉸的螺栓拉桿1裝在帶有內凹式球鉸的拉加載板3上，起到拉加載頭的球鉸作用，拉加載板3再通過其上的4個螺絲孔與帶有4個澆筑時預埋螺栓或后粘結帶有4個螺栓加載板的多軸試件相連；

2）壓加載頭7通過電磁鎖8與電磁力吸引底座6連結；電磁鎖8采用二檔設計，第一檔為輕磁力調節檔，調節壓加載頭與試件的對中；第二檔為重磁力加載檔，對試件進行壓加載過程；

3）混凝土多軸拉壓試驗下的壓加載頭高度大于其電磁力吸引底座的高度，電磁鎖中心處于電磁力吸引底座的中心處，并按方形設計，電磁紋為其邊長的1/2-3/4。

本發明的有益效果為：混凝土多軸試驗下的拉壓加載頭設計方法，能夠方便精確地調節拉壓加載頭對中并達到受力均勻，而且可以避免在加載過程中壓加載頭發生偏心、偏轉而產生的二或三個方向的加載頭相互撞擊、交叉打架，從而方便準確地測量混凝土多軸強度和變形；可應用于混凝土多軸試驗下的拉壓加載頭設計。

附圖說明

圖1為帶有半圓球鉸的螺栓拉桿圖，圖2為拉加載板正面圖，圖3為壓加載頭和電磁力吸引底座圖，圖4為電磁鎖結構圖。圖中：1-帶有半圓球鉸的螺栓拉桿；2-半圓球鉸；3-拉加載板；4-內凹式球鉸孔；5-加載板螺絲孔；6-電磁力吸引底座；7-壓加載頭；8-電磁鎖。

具體實施方式

下面結合附圖和技術方案詳細說明本發明的具體實施，所述拉加載頭設計方法為帶有半圓球鉸2的螺栓拉桿1通過半圓球鉸2和加載板的半圓球鉸孔與拉加載板3相連接，而拉加載板3再通過螺絲孔5、螺母和帶有螺栓的三軸試件相連接，形成三軸應力狀態下的拉加載受力系統；所述壓加載頭設計方法為壓加載頭7通過電磁鎖8與壓加載頭電磁力底座6相連接，形成三軸應力狀態下的壓加載受力系統。