[实用新型]外贴FRP双面剪切试验加载装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种试验加载装置，尤其涉及一种用于外贴FRP双面剪切试验的加载装置。

背景技术

纤维增强材料（Fiber-Reinforced Plastics，简称FRP）的高强度、耐疲劳、耐腐蚀、重量轻等优点，使其在结构工程加固中具有广泛的使用前景。随着外贴纤维增强材料在加固领域越来越广泛的应用，大量以研究纤维增强材料加固效果以及耐久性的试验应运而生。

纤维增强材料与结构间的界面性能是影响加固效果及耐久性的一个重要因素。在用纤维增强材料片材加固时，纤维增强材料中纤维本身的强度很高，要想纤维增强材料中的纤维发挥其强度高的特点就需要树脂能很好地传递剪力，让纤维增强材料内的每一根纤维都均匀受力，并且树脂也要保证纤维增强材料片材和结构能共同工作，这样才能达到加固的效果。然而在大量试验的基础上发现，试件的破坏往往不是由于纤维增强材料纤维的拉断，而是由于纤维增强材料与结构的界面强度不足而发生的剥离破坏。所以，纤维增强材料加固结构界面性能的研究具有重要的意义。

常见的界面粘结性能试验方法有单面剪切试验、双面剪切试验和正拉试验。双面剪切试验由于受力模型简单、明确等特点被广泛采用。经检索，目前用于双面剪切试验的加载方式主要有两种：（1）设置预埋件式；（2）不设置预埋件式。方式（1）通过预埋在两端试件中的拉杆将力传递到纤维增强材料中。拉杆的预埋位置和垂直度在很大程度上影响了双面剪切试验的可靠性，由于预埋件的定位、预埋程序较为复杂，垂直度很难保证，加上试件的生产效率低，设置预埋件式双面剪切试验装置在试验研究中较少采用。方式（2）根据FRP的粘贴方法又大致分为两类，一类是在试件的两个相对面单独粘贴纤维增强材料，另一类是采用U型粘贴的方法，U型FRP的两个相对面分别粘贴在试件的两个侧面上。前者由于像单面剪切试验一样具有难以对中、片材端难以夹持等缺点未被广泛采用。后者在力的施加、对中等方面具有一定的优势而得到较为广泛地采用。

然而，由于相关试验研究人员相对分散，试验时一般都采用自制加载装置，因而还没有形成一套理想、实用的试验装置，且存在装置复杂、制作成本较高、通用性较低等缺点。

实用新型内容

本实用新型的技术效果能够克服上述缺陷，提供一种外贴FRP双面剪切试验加载装置，可以方便双剪试验的试件定位和加载，特别是保证荷载的对中。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：其包括底板，底板上固定间隔设置拉杆，拉杆的上端设置顶板，顶板与拉杆之间通过螺母固定限位，底板、拉杆、顶板组成的空间内设有试件，试件相对的两侧粘贴纤维增强材料层，纤维增强材料层呈U型，U型增强材料层的两侧面粘贴在试件相对的两侧，U型增强材料层的底部套接钢管，轴承贯穿钢管内腔，轴承的两端固定在门式钢架上。

其中拉杆共有四根，其底端与底板采用焊接方式连接，焊接时要保证其轴线与底板平面垂直；拉杆顶端通过螺帽固定顶板，从而达到固定试件的目的。

钢管的外径与U型纤维增强材料层两粘贴面间的距离相同，轴承穿过钢管形成弧形铰（所谓的弧形铰，由两个不同半径的弧形表面块件合成，一个为凹面，另一个为凸面）。

钢管的作用是：（1）使U型增强材料层粘贴在两侧面的两部分相互平行，保证粘贴面受剪；（2）大半径的钢管与小半径的轴承组成弧形铰，保证轴向传力。

底板底端的中心设有铰Ⅰ；门式钢架顶端的中心设有铰Ⅱ，铰Ⅱ与铰Ⅰ沿同一竖直方向。

铰Ⅰ上固定连接上拉杆，上拉杆与铰Ⅰ之间铰接。

铰Ⅱ上固定连接下拉杆，下拉杆与铰Ⅱ之间铰接。

设置的铰和上下拉杆来达到轴拉、荷载对中的效果。整个装置的下部和上部分别用上拉杆和下拉杆与试验机连接。

拉杆与顶板的上下两端分别设有螺帽Ⅰ、螺帽Ⅱ，螺帽Ⅰ位于顶板的上部，螺帽Ⅱ位于顶板的下部。

门式钢架呈U型。试件固定装置的上方为荷载施加装置，主要包括圆形钢管、钢制轴承以及U型的门式钢架，钢管的外径为U型纤维增强材料层两个粘贴面的间距，钢管穿过U型纤维增强材料层内部后，使粘贴于试件两个相对侧面上的纤维增强材料层形成相互平行的平面。钢管内穿过轴承，轴承穿过钢架两侧预留的孔洞，并通过拧紧螺帽与钢架固定，以保证试验时轴承不会左右滑移。

轴承的两端与门式钢架通过螺帽Ⅲ固定连接。

底板上设有刻度线。轴承上设有刻度线。