[发明专利]一种混凝土试件双向应力加载装置

说明书

技术领域

本发明属于土木工程混凝土试件加载技术领域，涉及到对混凝土试件进行双向应力加力装置的设计。 

背景技术

目前世界各地因混凝土结构耐久性问题而导致建筑物破坏的数量日益增多，其引起的经济损失十分巨大，目前我国已建房屋也有近一半以上已经进入老龄化阶段，建筑物面临的耐久性问题也同样十分突出。研究表明，混凝土的耐久性能与其渗透性密切相关。因为混凝土腐蚀破坏均是在液态水或有害液体环境下或气体侵入前提下发生的，目前国内外均将混凝土的渗透性作为评价混凝土耐久性优劣的重要指标。由此可见，科学合理的定量评价混凝土渗透性的方法，是研究混凝土渗透性的基础，也是指导提高混凝土耐久性的重要手段。 

目前用于测定混凝土渗透性的方法主要采用电参数法和氯离子扩散系数法等方法，借此来评价混凝土材料的耐久性的优劣。但这些方法均采用混凝土试件在静态条件（无应力作用）下，进行电参数或氯离子扩散系数的测定，并以此来定性或定量的评估该混凝土材料的耐久性能或计算相应的混凝土保护层厚度。这样就会造成了该评估结论与实际的具体情况产生偏差，因为混凝土材料在实际结构中使用时，要承受单向和双向等不同性质的荷载作用，其渗透性变化与静态条件（无应力作用）下完全不同。因此必须对混凝土试件进行单向和双向加载试验，根据不同的加载比例后混凝土的渗透性变化来分析界定其耐久性能的优劣。本发明的混凝土试件双向应力加载装置是一种精度高且操作简单的一种仪器，可方便、快捷、定量地对各类混凝土试件进行双向应力加载，为双向受力混凝土试件的渗透性试验提供一种可靠的加载装置。 

发明内容

本发明的目的是为双向受力混凝土试件的渗透性试验提供一种可靠的加载装置。 

本发明的技术方案是： 

一种对混凝土试件进行双向应力加载装置，包括高强螺栓、加力框、球铰、应力环、钢垫片、混凝土试件、螺栓孔和电阻应变片；不锈钢加力框、应力环、球铰、钢垫片、电阻应变片和混凝土试件，自外而内，依次放置；不锈钢加力框的顶面及侧面设有若干螺栓孔，高强螺栓通过螺栓孔顶住球铰；球铰下垫钢制垫片，钢制垫片与混凝土试件及应力环相接。 

通过高强螺栓旋入螺栓孔中，螺杆顶住球铰，在球铰下垫钢制垫片，对混凝土试件进行竖向加载，通过应力环上贴布的电阻应变片的应变变化准确反应出竖向加载应力值。再通过旋转加力框侧面高强螺栓，通过球铰依次对混凝土试件进行水平方向加载，通过对应的应力环上贴布的电阻应变片的应变变化准确反应出水平方向的加载应力值。 

本发明的效果和益处是可准确对混凝土试件进行垂直方向和水平方向施加不同大小的应力，并可任意保持双向荷载的持续时间，可对不同比例双向荷载作用后的混凝土试件进行相关的渗透性等性能试验。可为不同比例双向应力作用下和不同持续时间条件下，混凝土试件渗透性的研究提供有效的加载装置，可适用于混凝土结构工程渗透耐久性研究的试验需要，能够产生巨大的经济效益和社会效益。 

附图说明

附图1是混凝土试件双向加力装置前视示意图。 

附图2是混凝土试件双向加力装置左视示意图。 

附图3是混凝土试件双向加力装置应力环示意图。 

附图4是混凝土试件双向加力装置俯视示意图。 

图中：1高强螺栓，2加力框，3球铰，4应力环，5钢垫片，6混凝土试件，7螺栓孔，8电阻应变片。 

具体实施方式

以下结合技术方案和附图，详细叙述本发明的具体实施方式。 

本发明提出的混凝土试件双向应力加力装置如图1～图4所示。装置主体由25mm厚不锈钢加力框2、加力框顶部及左侧部Ф15mm螺栓孔7、Ф15mm高强螺栓1、球铰3、钢垫片5及贴有电阻应变片的应力环4组成，高强螺栓1旋入加力框2上Ф15mm的螺栓孔7中，通过球铰3、钢垫片5将应力施加在混凝土试件6上，应力大小由应力环4上贴布的电阻应变片8的应变变化得到反应。 

将应力环4、三个混凝土试件6、钢垫片5和球铰3纵向依次放置于加力框2中，旋转加力框2顶部4个高强螺栓1将三个混凝土试件6和应力环4及球铰3于纵向固定，然后在三个混凝土试件6横向放入球铰3和钢垫片5和应力环4，分别依次旋转加力框2左侧对应的16个高强螺栓，分别将三个混凝土试件6沿横向固定。最后分别旋转顶部螺栓，通过加力框2纵向底部应力环4上的电阻应变片8的应变变化值获得纵向加载应力具体数值。依次旋转加力框2左侧面高强螺栓1，通过加力框2横向对应的应力环4上的电阻应变片8的应变变化值获得横向加载应力的具体数值。综上，即可实现对混凝土试件纵向和横向同时加载的目的。