[实用新型]纤维增强复合片材与混凝土粘结强度的梁式试验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及的是一种测试纤维增强复合片材与混凝土粘结性能的试验装置，属于材料性能测试技术。主要用于建筑、桥梁、水利和交通等领域。

背景技术

FRP(纤维增强塑料)复合材料具有强度高、重量轻、耐腐蚀、耐疲劳以及施工便捷等优点，在土木工程领域中得到了广泛的应用。通过FRP复合材料外贴法可以对混凝土结构进行抗弯、抗剪承载力和抗震加固等，其加固效果的一个主要决定因素就是FRP与混凝土之间的粘结性能。试验研究发现，FRP剥离破坏是FRP加固混凝土梁中较为常见的破坏模式，但是引起FRP剥离破坏的原因各不相同，破坏机理和影响因素较为复杂。为此，国内外许多专家针对FRP加固混凝土梁的各种破坏模式进行了大量的理论和试验研究。

对于FRP加固混凝土受弯构件，FRP剥离破坏主要有两种不同的形态(图1)。一种是梁端部的FRP剥离破坏，这种破坏主要是由于混凝土与FRP在其端部应力不连续所产生的应力集中所引起的，国内外许多学者在这方面做了较多的试验和理论研究工作。另外一种是混凝土梁中的跨间裂缝引起的FRP与混凝土剥离破坏。试验研究表明，FRP加固混凝土梁的跨间剥离破坏也有两种形式，一是跨中弯曲裂缝引起的FRP剥离破坏，另一种是跨间弯剪裂缝引起的FRP剥离破坏。这两种破坏模式的主要区别在于弯曲和弯剪裂缝的形态和开展对FRP剥离破坏的机理不同。对于弯曲裂缝引起的FRP的剥离破坏，由于裂缝的底端基本垂直于梁的底面，裂缝的两边没有相对竖向位移，FRP的剥离破坏主要是由于裂缝的开展所引起的剪应力超出了混凝土的强度所导致的。针对这种形式的破坏机理，国内外许多学者采用单剪试验、双剪试验，并提出了许多的理论模型，但是这些提出的理论模型并不能直接应用到梁的加固设计中，尚需要经验参数予以修正。对于弯剪裂缝引起的FRP剥离破坏，由于裂缝在开展的过程，其两边同时具有竖向相对位移和水平相对位移，在裂缝一侧的混凝土界面产生正(拉)应力和剪应力，使得FRP在较低的应力水平下发生剥离破坏。这种破坏实际是一种MixedMode模式的破坏形态，目前国内外学者对这种破坏模式的试验研究还不完善，还没有可靠的理论模型来计算mixed mode下FRP与混凝土的粘结强度。

同时，在桥梁结构和工业厂房中，FRP加固构件往往经受成千上万次的循环荷载，要分析FRP加固梁的疲劳寿命，就需要首先弄清循环荷载下FRP与混凝土的粘结性能。采用传统的单剪或者双剪试验很难准确模拟FRP与混凝土在混合模式断裂模式以及在循环荷载下的剥离破坏过程。其主要原因：(1)在模拟混合模式下FRP与混凝土的剥离破坏时，单剪或者双剪试验很难设定FRP片材在平面外的偏移量；(2)采用单剪或者双剪试验进行循环荷载或者静载下FRP与混凝土粘结性能试验时，FRP片材受拉端在液压夹头处很容易发生滑移，导致试验失败。

上述缺点严重限制单剪或者双剪试验在FRP与混凝土粘结性能试验中的广泛应用。因此，研制适用于研究FRP与混凝土在不同断裂模式下(剪切模式或者混合模式)、不同荷载模式下(静载或者循环荷载)的粘结性能的试验装置具有重要的应用价值，对于FRP加固混凝土结构的试验研究提供了科学的试验仪器，具有广阔的应用前景。

实用新型内容

技术问题：本实用新型的目的在于针对单剪或者双剪试验测试FRP与混凝土粘结性能的测试技术中存在的缺陷和不足，提供一种能够准确设定混合模式下偏心距并能实现循环荷载施加的高精度梁式试验装置，适用于研究FRP与混凝土在不同断裂模式下、不同荷载模式下的粘结性能。

技术方案：一种纤维增强复合片材与混凝土粘结强度的梁式试验装置，包括：前压杆高度调节器、后压杆高度调节器、压杆、分配梁及钢梁，分配梁位于钢梁的上方，前压杆高度调节器及后压杆高度调节器位于钢梁的侧面，在钢梁上连接有前、后组合构件，所述的前、后组合构件为铰接件，在铰接件上设有铰接孔，在铰接孔内设有铰接杆，前压杆高度调节器及后压杆高度调节器采用高度调节器，所述高度调节器包括底座，在底座上设有压杆孔和连接孔，在连接孔内设有连接螺钉，在底座上还设有上支架和下支架，在上支架上设有压紧螺栓，在下支架上设有调节螺栓，所述压杆孔位于上支架与下支架之间，所述压杆以插入的方式设在前、后压杆高度调节器的压杆孔中且所述压杆位于压紧螺栓与调节螺栓之间，所述前压杆高度调节器、后压杆高度调节器及前、后组合构件位于钢梁的同侧。在钢梁上连接有固定连扳，在固定连扳上设有固定螺钉；在钢梁的下方设有压紧钢板且压紧钢板通过螺钉与钢梁连接。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：

1.单剪试验中偏心问题的解决