CN209894598U - 测试钢板协同性能测试的试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种测试钢板协同性能测试的试验装置，包括测试钢板、两拉紧螺杆和两夹持组件，两夹持组件均包括相互配合并将测试钢板夹设的正夹板和负夹板，两夹持组件均横向布置，且分别处于测试钢板的两端，测试钢板被两夹持组件夹设时测试钢板上未与夹持组件接触的表面贴设有纤维增强布；两正夹板上分别开设有沿横向布置的调节螺纹孔，两调节螺纹孔分别与拉紧螺杆一对一螺旋配合，测试钢板的两端分别通过紧固结构紧固于两夹持组件上。这样即可测试测试钢板在不同预应力状态下与外贴的纤维增强布协同受拉性能。

Description

测试钢板协同性能测试的试验装置

技术领域

本实用新型涉及建筑工程领域，更具体地说涉及一种测试钢板协同性能测试的试验装置。

背景技术

在钢筋混凝土柱加固中，采用横向预应力技术可以较好的解决传统加固中存在的应力滞后效应问题，有效提高加固材料利用率和加固效果，横向预应力技术是通过加固材料施加环向预拉力，使钢筋混凝土柱获得主动横向约束力，改善混凝土的变形能力和承载能力，有效提高加固材料的承载能力和变形能力。预应力钢板箍(PSJ)加固技术是对钢筋混凝土进行加固，进而提高钢筋混凝土柱轴压性能、抗剪性能和变形性能，且加固后不改变原构件截面尺寸和刚度，不影响原结构地震剪力分配。

预应力钢套箍-纤维增强材料(FRP)复合加固技术是在预应力钢板箍加固技术的基础上，针对加固件体量大、外包加固需求高和户外环境对防腐耐久性的要求等特殊加固需求，提出的一种新的预应力与纤维增强材料复合加固钢筋混凝土柱的复合加固技术。该复合加固技术由预应力钢板箍提供主动横向约束力来解决应力滞后效应问题，外贴在预应力钢板箍上的纤维增强材料(FRP)提供高强横向约束力，有效提高钢筋混凝土柱的抗震性能；采用预应力钢板箍(PSJ)加固技术解决了纤维增强材料(FRP)难以施加环向预应力的技术瓶颈，纤维增强材料(FRP)与预应力钢板箍(PSJ)共同作用，钢材良好的延性又可确保钢筋混凝土柱在纤维增强材料(FRP)脆断剥离后横向约束力不致完全丧失，避免突然垮塌；同时，纤维增强材料(FRP)可形成对钢板箍的保护，有效提高钢板箍的耐久性。

然而，目前并未有测试不同预应力水平下钢板箍与纤维增强材料(FRP)协同工作性能的试验装置。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种测试钢板协同性能测试的试验装置，其能够测试钢板在不同预应力状态下与外贴的纤维增强布协同受拉性能。

为达到上述目的，本实用新型的解决方案是：

一种测试钢板协同性能测试的试验装置，包括两拉紧螺杆和用于夹设测试钢板的两夹持组件，两所述夹持组件均包括用于相互配合以将所述测试钢板夹设的正夹板和负夹板，以所述测试钢板被两所述夹持组件夹设时所述测试钢板的长度方向为所述试验装置的横向，两所述正夹板上分别开设有沿横向布置的调节螺纹孔，两所述调节螺纹孔分别与所述拉紧螺杆一对一螺旋配合，其中，两所述夹持组件均设置有供所述测试钢板的两端紧固的紧固结构上。

两所述拉紧螺杆的第一端分别与对应的所述调节螺纹孔螺旋配合。

所述测试钢板被两所述夹持组件夹持时，所述调节螺纹孔的轴线处于所述测试钢板的延伸面。

同一所述夹持组件中，所述正夹板与所述负夹板相搭接后整体呈方形体状或柱体状。

两所述正夹板均包括第一承台和第二承台，同一所述正夹板中，所述第一承台和所述第二承台相连接并呈L字型，且所述第一承台的高度大于所述第二承台的高度，所述调节螺纹孔处于所述第一承台中。

两所述负夹板均包括与所述第一承台搭接的第一抵接台以及与所述第二承台搭接的第二抵接台，同一所述负夹板中，所述第一抵接台和所述第二抵接台相连接并呈L字型，且所述第一抵接台的高度小于所述第二抵接台的高度，且所述测试钢板的一端夹设于所述第二承台和所述第二抵接台之间。

两所述紧固结构均包括第一紧固件、第一通孔、钢板通孔和第三螺纹孔，两所述第一紧固件均包括第二螺栓，同一所述夹持组件中，所述第一通孔开设于所述第二抵接台上，所述钢板通孔开设于所述测试钢板的一端上，所述第三螺纹孔开设于第二承台上，所述第三螺纹孔和所述第二螺栓螺旋配合，并且，在所述测试钢板的一端夹设在相配合的所述正夹板和所述负夹板之间时，所述第一通孔、所述钢板通孔和所述第三螺纹孔相互对应，且所述第二螺栓依次插设于所述第一通孔、所述钢板通孔和所述第三螺纹孔内。

两所述紧固结构均还包括第二紧固件、第一螺纹孔和第二螺纹孔，两所述第二紧固件均包括第一螺栓，同一所述夹持组件中，所述第一螺纹孔开设于所述第一承台上，且所述第二螺纹孔未与对应的所述调节螺纹孔连通，在相配合的所述正夹板和所述负夹板搭接时，所述第一螺纹孔和所述第二螺纹孔相互对应，且所述第一螺栓依次旋入所述第一螺纹孔和第二螺纹孔内。

本实用新型一种测试钢板协同性能测试的试验装置，具有如下有益效果：两夹持组件共同夹持测试钢板，且两正夹板上均开设有横向的调节螺纹孔，两调节螺纹孔分别与相配设的拉紧螺杆的螺旋配合，且两拉紧螺杆的两端均固定连接，即对两拉紧螺杆进行张拉，以此给夹持的测试钢板施加预应力，随后通过调节两拉紧螺杆与调节螺纹孔之间的相对位置，来调节施加给测试钢板的预应力，这样即可测试测试钢板在不同预应力状态下与外贴的纤维增强布协同受拉性能。

附图说明

图1为本实用新型中试验装置的正视图。

图2为本实用新型中试验装置的俯视图。

图3为本实用新型中正夹板的结构示意图。

图4为本实用新型中负夹板的结构示意图。

图5为本实用新型中试验装置的试验示意图。

图中：

100-测试件

10-测试钢板 11-钢板通孔

20-拉紧螺杆 30-夹持组件

40-正夹板 41-调节螺纹孔

42-第一承台 421-第二螺纹孔

43-第二承台 431-第三螺纹孔

50-负夹板 52-第一抵接台

521-第一螺纹孔 53-第二抵接台

531-第一通孔 61-第一螺栓

62-第二螺栓 71-反力架

72-千斤顶 73-力传感器

具体实施方式

为了进一步解释本实用新型的技术方案，下面通过具体实施例来对本实用新型进行详细阐述。

一种测试钢板协同性能测试的试验装置，如图1-5所示，包括测试件100，测试件100包括两拉紧螺杆20和两夹持组件30，两夹持组件30上分别对应通过紧固结构紧固测试钢板10的两端，两拉紧螺杆20分别与两夹持组件30一对一配设，两夹持组件30相互配合，用于夹设测试钢板10。测试钢板10夹设在两夹持组件30上时，两夹持组件30均沿测试钢板10的长度方向布置，并且，测试钢板10的中部贴设有纤维增强布，该纤维增强布为现有常规的纤维增强复合布(现有简称为FRP布)，其中，FRP布未与两夹持组件30相接触。其中，纤维增强布布绕设于测试钢板10的中部处，且通过常规的粘胶剂贴设于测试钢板10上。

为方便描述，以测试钢板10被两夹持组件30夹设时，测试钢板10的长度方向为试验装置的横向。

两夹持组件30结构相同，两夹持组件30镜像布置，以其中一个夹持组件30为例进行说明。夹持组件30包括相互配合的正夹板40和负夹板50，正夹板40和负夹板50相互配合夹持测试钢板10的一端，正夹板40上开设有调节螺纹孔41，调节螺纹孔41沿横向布置，并且，调节螺纹孔41与对应的拉紧螺杆20的第一端螺旋配合，拉紧螺杆20横向布置，拉紧螺杆20的第二端按常规方式进行固定，例如两拉紧螺杆20的第二端均固定于紧固体上，此紧固件可为反力架、试验架或墙体等，常规方式可以为螺旋紧固、卡固或通过锁紧螺母等方式。

本实用新型中，两正夹板40均横向布置，且两正夹板40镜像布置，两调节螺纹孔41相背布置，两负夹板50均横向布置，且两负夹板50镜像布置。并且，正夹板40和负夹板50相互搭接并呈方形体状。此外，正夹板40和负夹板50相互搭接还可以呈其他形状，例如柱体状。

作为优选地，测试钢板10被两夹持组件30夹持时，且在同一正夹板40中，调节螺杆孔41与对应的拉紧螺杆20的第一端相连接，并且，调节螺纹孔41的轴线处于测试钢板10的表面的延伸面上，两调节螺纹孔41分别与对应的拉紧螺杆同轴布置，这样，通过张拉拉紧螺杆20对测试钢板10施加作用力，以确保拉紧螺杆20施加的作用力不会提供附加弯矩。

本实用新型一种测试钢板协同性能测试的试验装置，两夹持组件30共同夹持测试钢板10，且两正夹板40上均开设有横向的调节螺纹孔41，两调节螺纹孔41分别与相配设的拉紧螺杆20的螺旋配合，且两拉紧螺杆20的一端均紧固于紧固件上，通过紧固件给两拉紧螺杆20施加压力，使得测试钢板10的两端被张拉，既而给测试钢板10施加预应力，并且，通过调节两拉紧螺杆20分别与对应的调节螺纹孔41相对位置，给夹持的测试钢板10施加大小不同的预应力,具体是，以两拉紧螺杆40分别通过锁紧螺母紧固在紧固件上，在试验前，采用扭矩扳手紧固拉紧螺杆20，改变施加给测试钢板10的预应力。这样即可测试测试钢板10在不同预应力状态下与外贴有FRP布的测试钢板10的协同受拉性能。

本实用新型中，正夹板40包括第一承台42和第二承台43，第一承台42和第二承台43相互连接并呈L字型，且第一承台42的高度大于第二承台43的高度，前述的调节螺纹孔41处于第一承台42上，且第一承台42和第二承台43一体成型。此外，第一承台42和第二承台43相连接还可呈其他形状，例如T字型。较佳地，第一承台42和第二承台43均呈方形体状，以增大与测试钢板10的夹持面积，使测试钢板10不易松脱。负夹板50包括第一抵接台52和第二抵接台53，第一抵接台52与第一承台42相搭接，第二抵接台53与第二承台43相搭接，并且，第一抵接台52和第二抵接台53相连接并呈L字型，且第一抵接台52的高度小于第二抵接台53的高度。此外，若第一承台42和第二承台43相连接呈T字型时，则第一抵接台52和第二抵接台53相连接呈山字型，且第一抵接台52和第二抵接台53一体成型。测试钢板10安装后，测试钢板10的第一端夹设于第二承台43和第二抵接台53之间。

本实用新型中，其中一个夹持组件30中，测试钢板10的第一端通过紧固结构紧固于正夹板40和负极板50之间；另一夹持组件中30，测试钢板10的第二端通过另一紧固结构紧固于正夹板40和负极板50之间。其中，两紧固结构相同，故以其中一个紧固结构为例进行说明。

在同一夹持组件30中，紧固结构包括第一紧固件、第一通孔531、钢板通孔11和第三螺纹孔431。第一紧固件包括第二螺栓62，第一通孔531开设于第二抵接台53上，钢板通孔11开设于测试钢板10的第一端上，第三螺纹孔431开设于第二承台43上，且第三螺纹孔431与第二螺栓62螺旋配合；并且，在正夹板40和负极板50相搭接后，以及测试钢板10的第一端夹设在相互配合的正夹板40和负夹板50之间时，第一通孔531、钢板通孔11和第三螺纹孔431相互对应，且第二螺栓62依次插设于第一通孔531、钢板通孔11和第三螺纹孔431内。这样，通过第一紧固件将正夹板40、测试钢板10和负夹板50固定在一起。

作为优选地，为进一步将正夹板40和负夹板50固定在一起，紧固结构还包括第二紧固件、第一螺纹孔521和第二螺纹孔42，第二紧固件包括第一螺栓611，第一螺纹孔521开设于第一抵接台52上，第二螺纹孔421开设于第一承台42上，第二螺纹孔421为盲孔，且未与前述的调节螺纹孔41连通，在正夹板40和负极板50相搭接后第二螺纹孔421和第一螺纹孔521相互对应，且第二螺纹孔421和第一螺纹孔521均与第一螺栓61螺旋配合。

本实用新型中，同一紧固结构中，第一紧固件可以有多个，第二紧固件可以有多个，本实施例中以同一紧固结构中第一紧固件有四个、第二紧固件有两个为例。

本实用新型中，通过两夹持组件30夹持同一测试钢板10的两端，通过施加压力给横向布置的两拉紧螺杆40，从而对测试钢板10施加预应力，并且，通过调节两拉紧螺杆40分别与对应的调节螺杆孔41之间的相对位置，即可改变施加给测试钢板10的预应力大小，随后通过在测试钢板10上贴设纤维增强布，这样即可通过测试出贴设有纤维增强布的测试钢板10在试验后的力学性能，即测试钢板10与纤维增强布的协同性能。而且，当测试钢板10损坏后，重新安装一块测试钢板10在夹持组件30上即可，安装结构简单、方便，且省时省力。

本实用新型中，试验装置还包括测试装置，测试装置包括反力架71、千斤顶72和力传感器73，反力架71固定安装于平地上，千斤顶72固定安装于反力架71上，该千斤顶72为现有常规的穿心千斤顶，且测试件100上的其中一个拉紧螺杆20的第二端穿过反力架71，并通过锁紧螺母固定于反力架71上，另一个拉紧螺杆20的第二端依次穿过反力架71、力传感器73和千斤顶72，且第二端端部通过锁紧螺母固定于反力架71上，且千斤顶72、两拉紧螺杆20和力传感器73处于同一轴线上。其中，千斤顶72用于给夹持的测试钢板10施加拉力，即对测试钢板10施加预应力；力传感器73用于测量预应力的大小。

进一步地，测试装置还包括具有控制芯片的显示屏，力传感器73的输出端电性连接控制芯片的输入端，显示屏用于显示力传感器73检测的数据。其中，控制芯片为现有常规的芯片。

试验装置的测试过程为：首先将测试钢板10安装在试验装置上，随后通过调节两拉紧螺杆20分别与对应的调节螺纹孔41之间的相对位置，来调节反力架施加给两拉紧螺杆20的压力，即调节两拉紧螺杆20的张拉力，从而调节施加给测试钢板10的预应力大小，然后通过力传感器73测量出测试钢板10的初始预应力的大小，然后随后通过千斤顶72进行张拉，直至将贴设有纤维增强布的测试钢板10拉坏，同时力传感器73测量当前拉伸力的大小；然后将拉坏的测试钢板进行更换，随后重复上述过程，重复过程中改变初始预应力的大小，这样即可得到测试钢板10在不同预应力水平下，测试钢板10与纤维增强布的协同工作性能。其中，测试者可在显示屏上对多次测试后的初始预应力大小和当前拉伸力大小进行查看，其中，力传感器73测量的数值越大，则说明测试钢板10与纤维增强布的协同工作性能越好。

本实用新型中还提供了一种测试钢板协同性能测试的试验装置的方法，包括如下步骤：

A1：测试钢板10安装在前述的试验装置上，且同一测试钢板10的两端分别对应夹设在相互配合的正夹板和负夹板50之间，两拉紧螺杆20的第一端分别螺旋于对应的正夹板40的调节螺纹孔41内，两拉紧螺杆20的第二端均插设于反力架71上，两拉紧螺杆20的第二端分别通过锁紧螺母固定连接在反力架71上，通过反力架71对两拉紧螺杆2施加的压力，完成对两拉紧螺杆20的张拉，从而对所述测试钢板施加预应力；

A2：设定预设值，该预设值为人为设定的施加给测试钢板10的预应力大小，随后通过调节两拉紧螺杆20分别与对应的调节螺纹孔41之间的相对位置，来调节施加给测试钢板的预应力大小，并采用力传感器测量出施加给所述测试钢板的预应力大小；

A3：当力传感器测量的数值等于预设值时，纤维增强布贴设在测试钢板10的表面的中部，且纤维增强布绕设于测试钢板10上；

A4：对贴设有纤维增强布的测试钢板10进行拉伸，直至贴设有纤维增强布的测试钢板10被拉坏时，通过力传感器测量此时拉伸力的大小；

A5：更换步骤A1中的测试钢板，随后重复步骤A2-A5，即可得到测试钢板10在不同预应力水平下，与纤维增强布的协同工作性能。

需说明的是，进行多组试验时，步骤A2中的预设值为不同数值，预设值的设定根据实际试验情况进行设置。

本实用新型中，测试件100通过千斤顶72进行拉伸，测试件100通过力传感器73测量预应力大小和拉伸力大小。千斤顶72和力传感器73分别安装在反力架71上。并且，其中一个拉紧螺杆20的第二端插设于反力架71上后，并依次穿插于力传感器73和千斤顶72，再与步骤A1中的锁紧螺母固定连接。

本实用新型一种测试钢板协同性能测试的试验装置的方法，测试钢板的预应力大小可通过调节两拉紧螺杆分别与两所述调节螺纹孔41之间的相对位置，来调节施加给测试钢板10的预应力大小，随后通过对贴设有纤维增强布的测试钢板进行拉伸，以此获得贴设有纤维增强布的测试钢板被拉坏时的拉伸力大小，从而得到测试钢板在不同预应力状态下与外贴的纤维增强布协同受拉性能，测试方法简单。

此外，测试装置不仅给测试钢板10提供所需的预应力，而且不影响对外贴有纤维增强布的测试钢板10进行其他试验操作，在其他试验完成后，还可以通过下述的千斤顶对测试钢板10进行拉伸，测试贴设有纤维增强布的测试钢板10在试验后的力学性能。

以上所述仅为本实施例的优选实施例，凡跟本实用新型权利要求范围所做的均等变化和修饰，均应属于本实用新型的权利要求范围。

Claims (8)

1.一种测试钢板协同性能测试的试验装置，其特征在于：包括两拉紧螺杆和用于夹设测试钢板的两夹持组件，两所述夹持组件均包括用于相互配合以将所述测试钢板夹设的正夹板和负夹板，以所述测试钢板被两所述夹持组件夹设时所述测试钢板的长度方向为所述试验装置的横向，两所述正夹板上分别开设有沿横向布置的调节螺纹孔，两所述调节螺纹孔分别与所述拉紧螺杆一对一螺旋配合，其中，两所述夹持组件均设置有供所述测试钢板的两端紧固的紧固结构上。

2.根据权利要求1所述的测试钢板协同性能测试的试验装置，其特征在于：两所述拉紧螺杆的第一端分别与对应的所述调节螺纹孔螺旋配合。

3.根据权利要求1或2所述的测试钢板协同性能测试的试验装置，其特征在于：所述测试钢板被两所述夹持组件夹持时，所述调节螺纹孔的轴线处于所述测试钢板的延伸面。

4.根据权利要求3所述的测试钢板协同性能测试的试验装置，其特征在于：同一所述夹持组件中，所述正夹板与所述负夹板相搭接后整体呈方形体状或柱体状。

5.根据权利要求1或2所述的测试钢板协同性能测试的试验装置，其特征在于：两所述正夹板均包括第一承台和第二承台，同一所述正夹板中，所述第一承台和所述第二承台相连接并呈L字型，且所述第一承台的高度大于所述第二承台的高度，所述调节螺纹孔处于所述第一承台中。

6.根据权利要求5所述的测试钢板协同性能测试的试验装置，其特征在于：两所述负夹板均包括与所述第一承台搭接的第一抵接台以及与所述第二承台搭接的第二抵接台，同一所述负夹板中，所述第一抵接台和所述第二抵接台相连接并呈L字型，且所述第一抵接台的高度小于所述第二抵接台的高度，且所述测试钢板的一端夹设于所述第二承台和所述第二抵接台之间。

7.根据权利要求6所述的测试钢板协同性能测试的试验装置，其特征在于：两所述紧固结构均包括第一紧固件、第一通孔、钢板通孔和第三螺纹孔，两所述第一紧固件均包括第二螺栓，同一所述夹持组件中，所述第一通孔开设于所述第二抵接台上，所述钢板通孔开设于所述测试钢板的一端上，所述第三螺纹孔开设于第二承台上，所述第三螺纹孔和所述第二螺栓螺旋配合，并且，在所述测试钢板的一端夹设在相配合的所述正夹板和所述负夹板之间时，所述第一通孔、所述钢板通孔和所述第三螺纹孔相互对应，且所述第二螺栓依次插设于所述第一通孔、所述钢板通孔和所述第三螺纹孔内。

8.根据权利要求6所述的测试钢板协同性能测试的试验装置，其特征在于：两所述紧固结构均还包括第二紧固件、第一螺纹孔和第二螺纹孔，两所述第二紧固件均包括第一螺栓，同一所述夹持组件中，所述第一螺纹孔开设于所述第一承台上，且所述第二螺纹孔未与对应的所述调节螺纹孔连通，在相配合的所述正夹板和所述负夹板搭接时，所述第一螺纹孔和所述第二螺纹孔相互对应，且所述第一螺栓依次旋入所述第一螺纹孔和第二螺纹孔内。

Images