[發明專利]一種適用于單剪面Z形試件法測定混凝土抗剪強度的裝置

有效

• 申請號: 201610141930.8
• 申請日: 2016-03-13
• 公開（公告）號: CN105823584B
• 公開（公告）日: 2018-03-30
• 發明（設計）人: 曹萬林;田智;劉熙
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: G01L3/24
• 分類號: G01L3/24
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司11203
• 代理人: 劉萍

技術領域

本發明涉及一種適用于單剪面Z形試件法測定混凝土抗剪強度的裝置設計，屬于材料性能領域。

背景技術

混凝土在純剪切應力作用下的強度和變形是混凝土的的基本性能，其對于分析結構的受力破壞過程和有限元計算中都有重要意義。其中，單剪面Z形試件法是一種測定混凝土抗剪性能的有效方法，其利用一種獨特的Z形試件結構構造，加載使得試件沿兩個缺口間的截面剪切破壞，以此達到接近純剪切應力狀態，并經過大量實驗，得到混凝土抗剪強度的試驗值約為0.12倍的標準圓柱體抗壓強度。

發明內容

本發明的目的在于利用一套試驗裝置實現單剪面Z形試件法的變形測定，已達到操作簡單，可拆裝，可重復，易于觀察，測量全面的優點。

為實現上述目的，本套裝置考慮如下技術問題：

1、實現套框與試件的有效連接并不影響Z形試件的受力，且易于觀察。

2、考慮受力面的選擇，保證連接的部位作用在同一受力面上，且為需要的受力面。

3、根據Z形試件結構尺寸以及分析需要測定的變形，設計裝置尺寸，預留表座吸附部位。

一種適用于單剪面Z形試件法測定混凝土抗剪強度的裝置，其特征在于：

試驗裝置包括上部鋼套框，下部鋼套框，L形鋼板；

上部鋼套框為由四塊鋼板圍成矩形的框，套在單剪面Z形試件上，且不能遮擋單剪面Z形試件的位移預留縫；上部鋼套框預留用于固定前后兩個L形鋼板的光滑孔，上部鋼套框前后預留兩個固定拉線位移計固定端的螺紋孔洞，上部鋼套框預留與單剪面Z形試件連接的螺紋孔；

下部鋼套框為由四塊鋼板圍成矩形的框套在單剪面Z形試件上，且不能遮擋單剪面Z形試件的位移預留縫；下部鋼套框預留兩個固定拉線位移計螺紋孔，下部鋼套框預留與單剪面Z形試件連接的螺紋孔；

兩個L形鋼板配合上部鋼套框的對應光滑孔開孔，L形鋼板下部粘貼玻璃片；

兩個拉線位移計，以及兩個百分表的帶磁力吸座前后對稱固定在下部鋼套框上；百分表指針在玻璃片下面。

所述的單剪面Z形試件法測定混凝土抗剪強度的裝置的制作方法如下：

第一步，在兩個L形鋼板上粘貼玻璃片；

第二步，在上部鋼套框上固定兩個L形鋼板以及兩根固定拉線位移計拉頭的螺栓；

第三步，將上部鋼套框和下部鋼套框固定在單剪面Z形試件上，保證不能遮擋單剪面Z形試件的位移預留縫，且上部鋼套框和下部鋼套框上下相互平行；

第四步，將拉線位移計以及百分表的吸座固定在下部鋼套框上。

附圖說明

圖1是套框三維圖示。1代表兩個螺紋孔，用于固定拉線位移計拉線端頭；2代表四個螺紋孔，用于與單剪面Z形試件連接；3代表四個光滑孔，用于與L形鋼板連接。

圖2是套框分解圖示。4代表四個螺紋孔，用于與單剪面Z形試件連接；5代表兩個螺紋孔，用于與拉線位移計基座連接。

圖3是鋼套框分解圖。

圖4是L形鋼板圖示。

圖5是單剪面Z形試件圖示。6代表位移預留縫。

圖6是裝置安裝圖示。7代表L形鋼板；8代表上部鋼套框；9代表玻璃片；10代表百分表；11代表拉線位移計；12代表下部鋼套框。

具體實施方式

首先將兩個L形鋼板固定在上部鋼套框上，之后將套入兩個螺母的螺紋螺絲固定在設計位置，以固定拉線位移計的拉線。在下部套框上固定拉線位移計的底座。

將上下套框套在Z形試件的設計位置，并分別用打磨后的螺紋螺絲固定。

固定磁力吸表座，并把安裝百分表。

設計如下試驗裝置：

邊框內包尺寸為160mm×160mm，高度分別為20mm以及40mm，在上半部的套框正中設計兩個30mm的光圓孔洞，以固定L形鋼板以此測定豎向位移，在上部鋼套框上設計5mm的螺紋孔，以固定拉線位移計測定斜向變形。在上下兩部分套框的設計部位均有5mm的螺紋孔，以使得套框與Z形試件利用螺紋螺絲固定。

應用效果

現已通過此裝置完成了81個單剪面Z形試件的試驗，發現混凝土抗剪強度滿足公式：

τ＝0.0961f_c

注：τ-混凝土抗剪強度；

f_c-混凝土立方體抗壓強度。

這種試驗方法是由Mattock最先提出，并給出了混凝土抗剪強度與圓柱體抗壓強度的關系，為

τ＝0.12f'_c

注：τ-混凝土抗剪強度；