[發(fā)明專利]砌體剪壓裝置及砌體剪壓復合試驗方法

在審

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• 申請日: 2017-03-03
• 公開（公告）號: CN106872291A
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發(fā)明（設計）人: 張麒;鄧嘉華;李貝貝;徐世烺
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學
• 主分類號: G01N3/24
• 分類號: G01N3/24
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務所有限公司33100
• 代理人: 劉曉春

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于建筑工程領(lǐng)域，具體涉及一種用于砌體剪壓復合試驗的砌體剪壓裝置。

背景技術(shù)

砌體是由砌塊和砂漿砌筑成的一種二相復合材料，是目前建筑工程中應用最廣泛的建筑材料之一。作為受力構(gòu)件，砌體會一直處于拉伸、壓縮和剪切復合受力狀態(tài)，因此，使用砌體前，需要對不同壓力作用下砌體的抗剪性能進行評估，以確定砌體在剪壓復合作用下的破壞機理和抗剪性能，滿足使用需求。

砌體的剪壓復合試驗，是測定砌體在不同壓力下的抗剪性能的重要方法。目前，剪壓復合試驗通常采用雙向加載的方式實現(xiàn)。一方面對砌體試樣施加豎向剪力荷載，另一方面在砌體試樣側(cè)面施加壓力荷載（圖1）。現(xiàn)有的實驗研究中，側(cè)向壓力荷載往往通過反力架與千斤頂（或螺栓）來施加。砌體試樣通過壓力傳感器與千斤頂（或螺栓）與反力架相連接（圖2）。試驗過程中，試驗者首先通過千斤頂（或螺栓）對砌體試樣施加預設的側(cè)向壓力，之后通過剪力荷載加載設備對試樣施加剪力荷載，直到樣品破壞。

但是，如果以此剪壓裝置對砌體樣品進行剪壓試驗，試驗者會通過側(cè)向壓力傳感器觀察到在施加剪切荷載時側(cè)向壓力值急劇變化而非穩(wěn)定數(shù)值。而此現(xiàn)象的原因是：砌體樣品發(fā)生剪切變形的時候會同時產(chǎn)生側(cè)向膨脹。砌體樣品在剪力荷載作用下，產(chǎn)生剪切裂縫并發(fā)生剪切變形。這些剪切裂縫不會與剪力荷載完全平行，而會呈現(xiàn)為斜裂縫或鋸齒形裂縫。不同的磚塊沿著這些剪切斜裂縫發(fā)生錯動，引起剪切變形。同時由于這些裂縫走向與剪切荷載發(fā)現(xiàn)呈一定夾角，砌體樣品的剪切變形會引起一個側(cè)向的膨脹變形（圖3）。如果以千斤頂（或螺栓）與反力架施加側(cè)向壓力，因為反力架剛度很大，這個側(cè)向膨脹變形會被約束，進而大大增加砌體樣品的側(cè)向壓力。因此，以此剪壓裝置測量砌體的抗剪性能，可能會高估砌體的極限抗剪強度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的第一個目的是提供一種砌體剪壓裝置，彌補千斤頂施加側(cè)向壓力方法的不足，保證砌體在抗剪測試時能夠得到穩(wěn)定且準確的壓力。為此，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種砌體剪壓裝置，用于對砌體試件施加側(cè)向壓力，同時對砌體試件的豎向施加剪力，所述裝置包括壓力加載單元、剪力加載單元；其特征在于：壓力加載單元包括具有兩塊相對向的壓力板用于對砌體的兩個水平面施加壓力，其中的第一壓力板為固定板，第二壓力板為滑動板；所述砌體剪壓裝置在第一壓力板這一側(cè)外設置有可調(diào)節(jié)載荷，以拉動第二壓力板向第一壓力板方向滑動而對砌體施加壓力；

所述剪力加載單元包括垂直于壓力板的底座和固定在底座上的兩個或兩個以上的多個砌體試件的支撐桿件或凸條。

進一步地，本發(fā)明所涉及的砌體剪壓裝置還可以具有這樣的特征：側(cè)向壓力通過滑輪將豎向重力調(diào)整為橫向的壓力，儀器簡單，試驗操作非常簡單，所述可調(diào)節(jié)載荷采用重力載荷，第一壓力板固定在底座上，第二壓力板可滑動地連接在底座上，第二壓力板在四角采用鋼絞線穿過第一壓力板上的孔通過滑輪與重力荷載托盤連接；四根鋼絞線在第二壓力板上的固定位置關(guān)于第二壓力板中心對稱。

另外，本發(fā)明所涉及的砌體剪壓裝置還可以具有這樣的特征：重力在0~2000N之間可調(diào)的堆載，用于對所述壓力板所受到的壓力進行調(diào)節(jié)。

另外，本發(fā)明所提供的砌體剪壓裝置能夠與多種萬能機和壓力機相配合使用，通過萬能試驗機或壓力機對砌體試樣頂面施力中心施加外力，完成砌體的抗剪性能測試，適用范圍廣。

本發(fā)明的第二個目的是提供一種采用上述砌體剪壓裝置的砌體剪壓復合試驗方法。所述方法包括以下步驟：

在第一壓力板和第二壓力板之間臥放待測砌體試件，使其內(nèi)部受剪砂漿層平面與水平面垂直且與壓力板平行，所述水平面為砌體在使用狀態(tài)時的頂面和底面；

第一壓力板和第二壓力板分別與兩個所述水平面相接觸，并對所述水平面施加壓力，通過調(diào)節(jié)外界配重荷載值，使壓力發(fā)生變化；所述支撐桿件或凸條與臥放待測砌體試件的底部相接觸，并在臥放砌體試件頂部使用萬能機或壓力機施加豎向剪力荷載。

根據(jù)本發(fā)明所提供的砌體剪壓裝置，由于壓力板可活動，且通過鋼絞線與堆載連接，因此調(diào)節(jié)堆載質(zhì)量，能夠調(diào)節(jié)兩塊壓力板對砌體兩個側(cè)面施加的壓力，與傳統(tǒng)的采用千斤頂對砌體側(cè)向施壓相比，本發(fā)明所提供的砌體剪壓裝置的壓力加載單元成本低，使用方便，且更好的保證了壓力的恒定。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，成本較低，操作簡便，能夠復合測定不同壓力下砌體的抗剪性能，且結(jié)果更加符合實際值。而且，由于本發(fā)明所施加的側(cè)向壓力并不是通過剛性反力架，所以剪切膨脹并不會引起因反力架持續(xù)變形導致的側(cè)向壓力壓力變化，而僅僅引起堆載高度的變化。

附圖說明