[發(fā)明專(zhuān)利]軸心受壓柱非卸載加固試驗(yàn)裝置

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310506519.2
• 申請(qǐng)日: 2013-10-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103575597A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-02-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔣隆敏;施棉軍
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 湖南工業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01N3/12
• 分類(lèi)號(hào): G01N3/12
• 代理公司: 北京科億知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于試驗(yàn)裝置，具體涉及一種軸心受壓柱非卸載加固試驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)

正在投入使用的受壓構(gòu)件，若需要加固，應(yīng)先進(jìn)行卸載才能使加固層的作用得到充分發(fā)揮，但實(shí)際工程中很難做到這一點(diǎn)，只能做到部分卸載或根本就不卸載，即原構(gòu)件在加固前已承受了荷載作用，稱(chēng)為第一階段受荷，在加固后，只有當(dāng)外荷載繼續(xù)增加，稱(chēng)為第二階段受荷，構(gòu)件的變形也繼續(xù)增大，加固層才會(huì)協(xié)助原構(gòu)件承擔(dān)新增外荷載的作用，這使得原構(gòu)件的應(yīng)力和應(yīng)變都超前于加固層。

目前，受壓構(gòu)件非卸載加固的試驗(yàn)通常是在液壓長(zhǎng)柱試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行，即當(dāng)柱穩(wěn)壓在“第一階段受荷”的情況下在試驗(yàn)機(jī)上對(duì)柱制作加固層，養(yǎng)護(hù)或固結(jié)到相應(yīng)齡期，再完成“第二階段加荷”直至加固柱破壞。這種方式存在的弊端是顯而易見(jiàn)的，包括因加固層養(yǎng)護(hù)期長(zhǎng)而導(dǎo)致占用機(jī)時(shí)太多，長(zhǎng)時(shí)間過(guò)熱對(duì)試驗(yàn)機(jī)損耗大，液壓機(jī)高載荷下穩(wěn)壓效果差而導(dǎo)致“第一階段受荷”對(duì)應(yīng)的應(yīng)力水平指標(biāo)β失真變小（定義β＝N₀/N，N₀為“第一階段受荷”穩(wěn)定后的實(shí)際荷載值，N為原柱的極限破壞荷載），或者為了維持應(yīng)力水平指標(biāo)β所作的多次補(bǔ)壓操作可能使加固層中的膠凝材料與原柱混凝土剛建立的粘結(jié)作用完全消失，此外，在長(zhǎng)柱試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行加固施工操作也很不方便。鋼筋混凝土軸心受壓柱受力性能的試驗(yàn)研究作為受壓構(gòu)件非卸載加固的試驗(yàn)的重要方面，進(jìn)行符合工程實(shí)際情況的大比例軸心受壓柱非卸載加固的試驗(yàn)研究具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的穩(wěn)壓效果差，機(jī)器損耗大，以及使用不便的問(wèn)題，提供一種軸心受壓柱非卸載加固試驗(yàn)裝置，該裝置不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安全可靠，且高載荷下穩(wěn)壓效果好，無(wú)機(jī)器損耗。

通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外大量的文獻(xiàn)閱讀與現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，由于模擬足尺加固柱“兩階段受荷”的試驗(yàn)裝置和試驗(yàn)方法問(wèn)題未能得到較好解決,使得近年來(lái)國(guó)內(nèi)外采用各種方法加固鋼筋混凝土受壓構(gòu)件的試驗(yàn)研究中，都是進(jìn)行的不符合工程實(shí)際情況的一次受荷加固研究,即實(shí)驗(yàn)柱原柱在沒(méi)有承載的情況下完成加固層的制作，然后將其置于壓力試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行破壞試驗(yàn)。至于固層應(yīng)變與應(yīng)力比原柱滯后的這一工程實(shí)際問(wèn)題，則統(tǒng)一采用一折減系數(shù)予以考慮，但其實(shí)際情況往往會(huì)因“第一階段受荷”下的應(yīng)力水平指標(biāo)β的不同、柱構(gòu)件類(lèi)型的不同、加固層材料種類(lèi)等的不同而變化。可見(jiàn)這種折減系數(shù)法帶有很大的粗略性，自然導(dǎo)致了加固設(shè)計(jì)的不真實(shí)性和不可靠性。

為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，采用的技術(shù)方案如下：

軸心受壓柱非卸載加固試驗(yàn)裝置，包括反力剛架，可上下移動(dòng)的移動(dòng)式剛性橫梁，載荷施加裝置，兩個(gè)力傳感器和與兩力傳感器相連的應(yīng)變儀，反力剛架由兩個(gè)剛架立柱和固定橫梁組成，待測(cè)的試驗(yàn)柱安裝于固定橫梁與移動(dòng)式剛性橫梁之間，其特殊之處在于：所述移動(dòng)式剛性橫梁設(shè)置于兩立柱之間；所述載荷施加裝置包括兩個(gè)螺旋式千斤頂和一個(gè)液壓式千斤頂，液壓式千斤頂設(shè)置于兩個(gè)螺旋式千斤頂之間；試驗(yàn)柱與其上端的固定橫梁之間設(shè)置平板鉸和壓力分布板，試驗(yàn)柱與其下端的移動(dòng)式剛性橫梁之間設(shè)置壓力分布板和球鉸，壓力分布板均與柱端接觸。

進(jìn)一步，所述移動(dòng)式剛性橫梁為鋼結(jié)構(gòu)箱型截面梁，移動(dòng)式剛性橫梁的長(zhǎng)寬比為4，移動(dòng)式剛性橫梁內(nèi)設(shè)置有密集型加勁肋板，移動(dòng)式剛性橫梁兩端各設(shè)置四個(gè)小輪；所述剛架立柱的內(nèi)側(cè)面設(shè)置可使小輪自由上下滾動(dòng)的槽道。

進(jìn)一步，所述螺旋式千斤頂為額定噸位為1000kN螺旋式機(jī)械千斤頂。

進(jìn)一步，所述液壓式千斤頂為額定噸位為5000kN液壓式千斤頂，液壓式千斤頂與裝有高精度液壓表的高壓電動(dòng)油泵連接。

進(jìn)一步，所述試驗(yàn)裝置還包括用于保護(hù)試驗(yàn)柱的安全鋼繩。

本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，具有如下優(yōu)點(diǎn)和效果：

1.該試驗(yàn)裝置其施荷能力及量測(cè)范圍能滿足與工程實(shí)際情況一致的足尺試驗(yàn)柱加固后最大承壓能力的測(cè)試要求。

2.該試驗(yàn)裝置的加載穩(wěn)壓效果能滿足在持荷期間使新制做的未直接受壓的且牢固粘結(jié)在原柱表面加固層一直處于0應(yīng)力狀態(tài)。

3.該試驗(yàn)裝置在各時(shí)刻及在各荷載等級(jí)下，能精確測(cè)定其構(gòu)件實(shí)際受荷大小與變形值，滿足測(cè)量精度要求。

4.該試驗(yàn)裝置滿足安全性要求。

5.該試驗(yàn)裝置可控性好，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便，無(wú)機(jī)器損耗。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

其中,1-固定橫梁、2-平板鉸、3-壓力分布板、4-試驗(yàn)柱、5-球鉸、6-移動(dòng)式剛性橫梁、7-力傳感器、8-液壓式千斤頂、9-螺旋式千斤頂、10-立柱、11-安全鋼繩。