[發明專利]一種用于測試粘結劑/鋼界面粘結性能的剪切試驗裝置及試驗方法

在審

• 申請號: 202010006054.4
• 申請日: 2020-01-03
• 公開（公告）號: CN111103205A
• 公開（公告）日: 2020-05-05
• 發明（設計）人: 徐善華;宋翠梅;李晗;夏敏;王友德
• 申請（專利權）人: 西安建筑科技大學
• 主分類號: G01N3/24
• 分類號: G01N3/24;G01N3/04
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 孟大帥

本發明公開了一種用于測試粘結劑/鋼界面粘結性能的剪切試驗裝置及試驗方法，包括：包括：外筒、底座、液壓千斤頂、壓力傳感器、滑塊和擋板；其中，液壓千斤頂、壓力傳感器和滑塊均處于外筒內；外筒的內壁設置有軌道；外筒的頂部設置有試件置入口，試件置入口設置有擋板，用于向試件施加剪切力；外筒的底部固定安裝有底座，底座上安裝有液壓千斤頂；滑塊可滑動的設置于軌道上；滑塊加工有平臺，用于放置試件；平臺加工有滑塊螺紋孔，用于固定試件；壓力傳感器的一端與液壓千斤頂相連接，另一端與滑塊相連接。本發明能夠解決試驗過程中粘結劑/鋼組合試件容易發生平面外彎曲的問題，可使試件僅受到剪切荷載作用，提高試驗精確性。

技術領域

本發明屬于碳纖維復合材料加固鋼結構技術領域，特別涉及一種用于測試粘結劑/鋼界面粘結性能的剪切試驗裝置及試驗方法。

背景技術

纖維增強復合材料(FRP)作為一種新型材料，具有強度高、重量輕、抗疲勞及抗腐蝕等性能，已經被廣泛用于加固鋼結構。通過在鋼材表面外貼FRP，可以有效提升其承載性能和耐久性能。研究發現，采用FRP外貼加固鋼構件的界面主要受到剪切應力的影響，其薄弱區域為粘結劑/鋼界面。由FRP加固鋼構件的受力特點可知，界面主要受到剪切應力的影響。在針對FRP/鋼界面抗剪性能的研究中，粘結劑/鋼界面抗剪性能研究具有重要意義，如何使試件受到較為理想的剪切荷載顯得尤為重要。

目前，國內主要采用拉伸試驗機或疲勞試驗機進行試驗，其最佳測試區段為傳感器極限量程的10％～100％，然而依據現有的規范設計制作的粘結劑/鋼標準組合試件的極限荷載大約在5～10KN，并不處于大多數試驗機的最佳測試區段內；同時，根據規范制作的粘結劑/鋼標準組合試件在試驗機上加載時試件會產生變形，加載過程中難以保證界面受到理想的純剪切荷載。

綜上，亟需一種專門用于粘結劑/鋼界面剪切試驗的裝置及試驗方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用于測試粘結劑/鋼界面粘結性能的剪切試驗裝置及試驗方法，以解決上述存在的一個或多個技術問題。本發明能夠解決試驗過程中粘結劑/鋼組合試件容易產生平面外彎曲的問題，能夠使試件僅受到剪切荷載作用，可提高試驗精確性。

為達到上述目的，本發明采用以下技術方案：

本發明的一種用于測試粘結劑/鋼界面粘結性能的剪切試驗裝置，包括：外筒、底座、液壓千斤頂、壓力傳感器、滑塊和擋板；其中，所述液壓千斤頂、所述壓力傳感器和所述滑塊均處于所述外筒內；所述外筒的內壁設置有軌道；所述外筒的頂部設置有試件置入口，所述試件置入口設置有擋板，用于向試件施加剪切力；所述外筒的底部固定安裝有所述底座，所述底座上安裝有所述液壓千斤頂；所述滑塊可滑動的設置于所述軌道上；所述滑塊加工有平臺，用于放置試件；所述平臺加工有滑塊螺紋孔，用于固定試件；所述壓力傳感器的一端與所述液壓千斤頂相連接，另一端與所述滑塊相連接。

本發明的進一步改進在于，所述外筒的底部通過螺栓可拆卸的固定安裝有所述底座。

本發明的進一步改進在于，所述液壓千斤頂、所述壓力傳感器和所述滑塊均為圓柱狀，且三者的軸線處于同一豎直直線。

本發明的進一步改進在于，所述滑塊上設置有凸槽，所述滑塊通過所述凸槽可滑動的設置于所述軌道上。

本發明的進一步改進在于，還包括：試件，所述試件包括：底部鋼板、剪切鋼板和粘結劑層；所述剪切鋼板通過所述粘結劑層粘結在所述底部鋼板上；所述底部鋼板上設置有試件螺紋孔，用于與所述滑塊螺紋孔相配合，將所述底部鋼板固定在所述平臺上。

本發明的進一步改進在于，所述剪切鋼板的寬度與所述底部鋼板的寬度相同。

本發明的進一步改進在于，所述剪切鋼板和所述試件螺紋孔分別靠近所述底部鋼板的兩端。

本發明的進一步改進在于，所述液壓千斤頂為最大加載力大于等于20kN的液壓千斤頂。