[發明專利]一種沖擊主動圍壓下的動態拉拔實驗裝置及實驗方法

有效

• 申請號: 201410387344.2
• 申請日: 2014-08-08
• 公開（公告）號: CN104198306A
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發明（設計）人: 路國運;胡建興;王志華;徐樂
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: G01N3/303
• 分類號: G01N3/303;G01N3/307;G01N19/04
• 代理公司: 太原市科瑞達專利代理有限公司 14101
• 代理人: 江淑蘭

技術領域

本發明涉及一種沖擊主動圍壓下的動態拉拔實驗裝置及實驗方法，具體涉及在沖擊主動圍壓和動態拉拔力同時作用下，鋼筋混凝土錨固粘結應力分布的實驗裝置及實驗方法。?

背景技術

鋼筋與混凝土的粘結是鋼筋與外圍混凝土之間一種復雜的相互作用，是兩種材料所組成的復合構件得以工作的前提，一般將鋼筋混凝土受力后沿鋼筋和混凝土接觸面上產生的剪應力定義為粘結應力。根據粘結應力分布特點，一般可將其分為錨固粘結應力和裂縫間隙粘結應力。1990年徐有鄰的論文“變形鋼筋—混凝土粘結錨固性能試驗研究”、2001年趙羽習的論文“鋼筋混凝土結構粘結性能和耐久性的研究”研究的是準靜態加載作用下的鋼筋混凝土錨固粘結性能，且后者考慮了生銹鋼筋對粘結性能的影響；2004年鄭曉燕的論文“銹蝕鋼筋與混凝土動態粘結性能研究”研究的是循環三角形脈沖（模擬地震荷載）加載作用下的鋼筋混凝土錨固粘結性能；對于很多的鋼筋混凝土結構在爆炸載荷或彈體沖擊載荷作用下，鋼筋混凝土粘結失效前，混凝土的應力狀態由于強沖擊荷載作用都發生了很大地改變。事實上，很多鋼筋混凝土結構的破壞都是受到突然地強沖擊載荷作用，要對這些結構進行有限元分析，鋼筋混凝土在不同應力狀態下的的動態粘結應力分布的研究就顯得尤為的重要。?

發明內容

本發明旨在提供一種沖擊主動圍壓下的動態拉拔實驗裝置，研究沖擊主動圍壓作用下鋼筋混凝土的錨固粘結應力分布，本發明應用落錘得到動態沖擊荷載，并將其轉化為拉拔鋼筋的動態力和施加在試件上的動態主動圍壓力，通過調整第二鋼絲繩的連接位置來改變兩種力的分配關系，研究在不同圍壓和不同拉拔力下鋼筋混凝土的錨固粘結應力分布。?

本發明提供了一種沖擊主動圍壓下的動態拉拔實驗裝置，包括落錘、試件、測量裝置、沖擊傳力裝置、圍壓裝置，其特征在于：所述落錘為沖擊質量塊，沿豎直軌道做自由落體運動；所述試件為圓柱體結構的鋼筋混凝土試件，試件中心為鋼筋；所述測量裝置包括力傳感器、金屬應變片傳感器和油壓傳感器，所述試件中心的鋼筋內貼有金屬應變片傳感器；所述沖擊傳力裝置包括沖擊靶、導軌、鋼絲繩、杠桿裝置，落錘施加動態載荷在沖擊靶上，沖擊靶在豎直導軌上運行，導軌固定在底座上，定滑輪固定在基座上，基座包括兩塊豎板，兩塊豎板之間連接一塊橫梁；所述杠桿裝置包括杠桿臂、軸芯，第一鋼絲繩一端連接沖擊靶，另一端繞過定滑輪依次連接動滑輪、力傳感器和連接板，連接板上設有孔，連接板另一端與鋼筋相連接，第一鋼絲繩和連接板之間設有第一調節螺栓，使加載初始狀態時動滑輪與第二鋼絲繩相切，第二鋼絲繩連接杠桿臂，在第二鋼絲繩的一端設有第二調節螺栓，用于施加圍壓預應力，軸芯為兩個杠桿臂的轉動中心，軸芯焊接在基座的橫梁上，連接板套在軸芯上和杠桿轉動中心的圓盤上，杠桿的另一端與圍壓活塞之間設有鋼球；所述圍壓裝置為長方體結構，圍壓裝置包括油壓腔室和內腔室，油壓腔室的外壁為長方體結構，內腔室位于油壓腔室的中心位置，內腔室為圓柱體結構，內腔室設有乳膠套固定環板，內腔室左端面板的中心部位設有孔，孔的中心線與內腔室的軸線一致，油壓腔室頂部設有進油口和排氣口，排氣口蓋上安裝有油壓傳感器，油壓腔室兩側面設有圍壓活塞；內腔室設有試件，試件外側設有乳膠套，乳膠套的中間部分與試件接觸，兩端套在乳膠套固定環板上，在乳膠套固定環板外側設有緊固套環，乳膠套兩端通過套環緊固在環板上。?

上述實驗裝置中，所述沖擊靶與導軌為活塞式接觸，導軌為內部空心的長方體結構，鋼絲繩固定在距離沖擊靶頂端的三分之一處，沖擊靶上設有連接塊，鋼絲繩穿過連接塊上的孔與沖擊靶連接，沖擊靶運行高度范圍為0-5cm，沖擊靶在導軌上運行方向與落錘導軌相平行，導軌與沖擊靶連接塊接觸的一端設有槽。?

上述實驗裝置中，所述圍壓裝置由箱體和箱蓋組成，箱體為上下開合式，箱蓋通過螺栓固定在箱體上，箱體固定在基座上；箱體與箱蓋連接處設有一圈橡膠圈。?

上述實驗裝置中，所述連接板套在杠桿中心的圓盤和軸芯上，并可在其上活動，連接板一端連接第一鋼絲繩，另一端與鋼筋相連，連接板將沖擊拉拔力傳遞到鋼筋上，實現對鋼筋混凝土錨固鋼筋的沖擊拉拔。?

上述實驗裝置中，所述力傳感器為高精度力傳感器，金屬應變片傳感器和油壓傳感器與高性能的示波器連接。?

上述實驗裝置中，所述動滑輪兩端與第一鋼絲繩相連，滑輪內槽與第二鋼絲繩接觸，動滑輪將沖擊靶產生的動態沖擊力分解為拉拔鋼筋的力和施加圍壓的力。?

上述實驗裝置中，所述第二鋼絲繩連接在杠桿的杠桿臂上，通過調節第二鋼絲繩沿杠桿臂上的位置，從而控制沖擊圍壓力的大小，第二鋼絲繩越靠近杠桿轉動軸心時圍壓加載率越大。?