[發明專利]一種鋼筋混凝土梁裂后疲勞性能測試系統及其方法

有效

• 申請號: 202110391352.4
• 申請日: 2021-04-13
• 公開（公告）號: CN113218789B
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發明（設計）人: 談至明;謝銀博;朱唐亮;肖建
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: G01N3/32
• 分類號: G01N3/32;G01N3/20;G01N3/02
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 葉敏華

1.一種鋼筋混凝土裂后疲勞性能測試系統，其特征在于，包括MTS伺服加載試驗機、靜載試件組、疲勞試件組和備用試件，所述伺服加載試驗機上安裝有支座、加荷頭和LVDT傳感器，所述靜載試件組的試件數量與疲勞試件組的試件數量相同，所述靜載試件組中各試件與疲勞試件組中各試件以及備用試件的結構、尺寸及材料設置均相同，所述試件的加載段為三等分設計，所述支座與加荷頭對應采用三等分間距布設，所述支座用于承載水平放置的試件，所述加荷頭用于將兩個相等的荷載垂直作用于試件，所述LVDT傳感器用于采集試件的跨中位移；

基于上述測試系統，實現一種鋼筋混凝土梁裂后疲勞性能測試方法，包括以下步驟：

S1、將靜載試件組的各試件依次放置于支座與加荷頭之間，通過設置MTS伺服加載試驗機的加載速率，以測試得到靜載試件組的裂前強度值與裂后強度值；

S2、根據裂前強度值與裂后強度值，結合設置的裂前疲勞應力水平和裂后疲勞應力水平，確定疲勞測試時的裂前疲勞荷載最大值和裂后疲勞荷載最大值；

S3、將疲勞試件組的各試件依次放置于支座與加荷頭之間，根據裂前疲勞荷載最大值和裂后疲勞荷載最大值，通過設置MTS伺服加載試驗機的加載模式，以測試得到疲勞試件組中各試件的裂前疲勞壽命和裂后疲勞壽命；

其中，所述步驟S1具體包括以下步驟：

S11、將靜載試件組的試件水平放置在支座與加荷頭之間，設置MTS伺服加載試驗機的加載速率，通過加荷頭將荷載均勻施加給試件，直至試件開裂，立即停止加載并卸載，記錄開裂荷載及試件下邊緣開裂位置；

S12、之后以相同的加載速率繼續均勻加載，直至試件破壞，記錄裂后最大荷載；

S13、根據靜載試件組的所有試件對應的開裂荷載、試件下邊緣開裂位置和裂后最大荷載，確定靜載試件組的裂前強度值與裂后強度值。

2.根據權利要求1所述的一種鋼筋混凝土裂后疲勞性能測試系統，其特征在于，所述加荷頭具體為鋼制雙點加荷頭。

3.根據權利要求1所述的一種鋼筋混凝土裂后疲勞性能測試系統，其特征在于，所述試件具體為棱柱體試件，所述試件采用單層配筋的方式，試件內部的鋼筋數量不大于1根。

4.根據權利要求1所述的一種鋼筋混凝土裂后疲勞性能測試系統，其特征在于，所述支座和加荷頭均為硬鋼圓柱結構。

5.根據權利要求1所述的一種鋼筋混凝土裂后疲勞性能測試系統，其特征在于，所述加載速率具體為0.2mm/min。

6.根據權利要求1所述的一種鋼筋混凝土裂后疲勞性能測試系統，其特征在于，所述步驟S13中靜載試件組的裂前強度值具體為所有試件對應的開裂荷載的算術平均值；

靜載試件組的裂后強度值具體為所有試件對應的裂后最大荷載的算術平均值。

7.根據權利要求1所述的一種鋼筋混凝土裂后疲勞性能測試系統，其特征在于，所述步驟S2中裂前疲勞荷載最大值具體為裂前強度值與裂前疲勞應力水平的乘積；

裂后疲勞荷載最大值具體為裂后強度值與裂后疲勞應力水平的乘積。

8.根據權利要求1所述的一種鋼筋混凝土裂后疲勞性能測試系統，其特征在于，所述步驟S3具體包括以下步驟：

S31、將疲勞試件組的試件水平放置于支座與加荷頭之間，設置MTS伺服加載試驗機的加載模式，對試件施加裂前疲勞荷載最大值，并記錄實時荷載及跨中位移，直至試件開裂；

S32、試件開裂時立即停止加載并卸載，記錄當前加載次數，即為裂前疲勞壽命；

S33、設置MTS伺服加載試驗機的加載模式，繼續對試件施加裂后疲勞荷載最大值，直至試件破壞，記錄當前加載次數，即為裂后疲勞壽命。