[發明專利]基于銹蝕與疲勞荷載耦合影響的鋼筋混凝土粘結滑移性能的測試方法及加載裝置

在審

• 申請號: 201710439979.6
• 申請日: 2017-06-12
• 公開（公告）號: CN107238568A
• 公開（公告）日: 2017-10-10
• 發明（設計）人: 林紅威;趙羽習;劉承斌
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01N19/04
• 分類號: G01N19/04
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務所有限公司33100
• 代理人: 沈錫明

1.一種基于銹蝕與疲勞荷載耦合影響的鋼筋混凝土粘結滑移性能的加載裝置，包括一外部反力架，所述的外部反力架上設有MTS試驗機，MTS試驗機的端部安裝有轉換接頭和錨具；

所述的MTS試驗機正下方設有內部反力架，內部反力架上設有放置待測試塊用的工位，該工位為由第一擋板、第二擋板、第一緊固螺桿和第二緊固螺桿共同圍成的方形空間；其中第一擋板位于靠近MTS試驗機的一側，第二擋板位于第一擋板的正下方，第一緊固螺桿和第二緊固螺桿分別與第一擋板、第二擋板相連接；

所述的第一擋板與第二擋板之間，還設有上壓板，上壓板的一端固定在第一緊固螺桿上，另一端固定在第二緊固螺桿上；

所述的第一擋板頂端安裝有第一夾具，第一夾具上固定有第一位移傳感器；所述的第二擋板底端安裝有第二夾具，第二夾具上固定有第二位移傳感器；第一位移傳感器和第二位移傳感器均設于第一擋板與第二擋板的中軸線上。

2.根據權利要求1所述的加載裝置，其特征在于，所述的外部反力架為工字形結構，由垂直于地面且互相平行的兩根豎梁、與地面平行的一根橫梁組成。

3.根據權利要求2所述的加載裝置，其特征在于，所述的內部反力架由第一支撐槽鋼，第二支撐槽鋼，第三支撐槽鋼，豎向工字鋼和支撐底板組成，其中，第一支撐槽鋼設于地面上，第二支撐槽鋼垂直固定于第一支撐槽鋼上，第三支撐槽鋼與豎向工字鋼互相平行且均垂直固定于第二支撐槽鋼上，支撐底板固定于豎向工字鋼上。

4.一種基于銹蝕與疲勞荷載耦合影響的鋼筋混凝土粘結滑移性能的測試方法，包括如下步驟：

(1)試塊澆筑：制作木模，木模內依次放入PVC管、縱筋和箍筋并綁扎，在木模頂部澆筑混凝土并振搗、養護、拆模，切割后得到試塊；

(2)試塊加速銹蝕：對試塊的底部從里到外依次用海綿、不銹鋼網和塑料薄膜進行綁扎，將試塊中的鋼筋接通直流電源的正極，不銹鋼網接通直流電源的負極，用氯化鈉溶液潤濕海綿，對試塊進行加速銹蝕；

(3)安裝加載裝置：將如權1～權3任一項所述的加載裝置的外部反力架和內部反力架固定于水平反力墻上，在內部反力架的工位上放置步驟(2)得到的試塊，調節MTS試驗機，使試塊中的鋼筋穿過轉換接頭并被錨具錨固，且鋼筋、MTS試驗機同處于中軸線上；

(4)預加載：對試塊進行預加載，先施加不超過1噸的豎向荷載，使得試塊底部與第一擋板、第二擋板均緊密接觸；再操作MTS試驗機，卸載至零，并于第一擋板上安裝第一位移傳感器，于第二擋板上安裝第二位移傳感器，且第一位移傳感器和第二位移傳感器的頂針分別與試塊接觸；

(5)加載：操作MTS試驗機進入加載模式，加載模式分為靜力加載或疲勞加載，分別采樣兩種模式下位移、荷載的試驗數據；

(6)數據處理與分析：對試驗數據進行處理，計算平均粘結應力和平均滑移，繪制平均粘結應力-平均滑移關系曲線，根據曲線分析試塊的粘結強度、殘余粘結強度，據此判斷在不同荷載作用情況下的試塊粘結滑移性能；

所述的試塊，為梁端式試塊。

5.根據權利要求4所述的基于銹蝕與疲勞荷載耦合影響的鋼筋混凝土粘結滑移性能的測試方法，其特征在于，所述的步驟(1)中，試塊長、寬、高的尺寸為300×150×250mm，并且試塊中的鋼筋處于偏心位置。

6.根據權利要求4所述的基于銹蝕與疲勞荷載耦合影響的鋼筋混凝土粘結滑移性能的測試方法，其特征在于，所述的步驟(2)中，加速銹蝕時的氯化鈉溶液的質量分數為5％，腐蝕電流密度為不超過200μA/cm²。

7.根據權利要求4所述的基于銹蝕與疲勞荷載耦合影響的鋼筋混凝土粘結滑移性能的測試方法，其特征在于，所述的步驟(5)中，當加載模式為靜力加載時，施加荷載的加載速率為0.5mm/min；或，當加載模式為疲勞加載時，施加荷載的加載速率先升至最大疲勞荷載水平P_max，再降至最小疲勞荷載水平P_min，并進行重復加載，且疲勞荷載水平下限P_min＞0。

8.根據權利要求4所述的基于銹蝕與疲勞荷載耦合影響的鋼筋混凝土粘結滑移性能的測試方法，其特征在于，所述的步驟(6)中，平均粘結應力r的計算公式為：式中F是拔出力，d是鋼筋直徑，l_a是錨固長度；平均滑移的計算公式為：s＝(s_l+s_f-s_Δ)/2，式中s_f為對自由端位移傳感器滑移值進行平均得到的相對滑移，s_l為對加載端位移傳感器滑移值進行平均得到的相對滑移，s_Δ為加載端鋼筋的拉伸變形；且，式中l_Δ是位移傳感器夾具固定點到加載端混凝土表面距離，為50mm；E是鋼筋彈性模量；A是鋼筋橫截面積。