[发明专利]一种混凝土剪切徐变系数的测试装置及其测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种混凝土系数的测试装置及其测试方法，具体涉及一种混凝土剪切徐变系数的测试装置及其测试方法。

背景技术

混凝土结构在空间受力时，结构中任意一点的应力可由三个法向应力和三个剪切应力来表示（Ferdinand P.Beer,E.Russell Johnston,John T.Dewolf,etc.,Mechanics of Materials(5th edition)(M),New York,Mc Graw Hill,2009）。在计算混凝土梁式结构时，大多忽略了剪切应力的影响（李廉锟，结构力学（第5版）(M)，北京：高等教育出版社，2010），而最近十年间，混凝土的结构特别是大跨径混凝土梁式结构的长期变形过大的问题开始出现，实际变形值往往大于计算值（楼庄鸿,大跨径梁式桥的主要病害[J],公路交通科技,2006,23(4),84-87）（Burgoyne Chris,Scantlebury Richard,Why did Palau bridge collapse[J],The Structural Engineer,2006,84(11),30-37），大型混凝土结构的剪切应力的影响开始引起关注。长期变形主要与结构的受力和材料的徐变特性相关。在材料的徐变特性研究方面，对于轴向徐变系数已有一定测试手段，相关文献（曹国辉,方志,徐变加载装置的研制与应用.实验室研究与探索[J],实验室研究与探索,2005,24(10),31-42）通过轴向加压测试徐变的受压徐变特性；排除时变因素，对于混凝土的剪切模量等亦有一定研究，相关文献（施士昇,混凝土的抗剪强度、剪切模量和弹性模量[J],土木工程学报,1999,32(2):47-52）通过扭转的方法对混凝土的剪切模量进行了试验，文献（Frank J.Vechchio,Michael P.Collins,The modified compression-field theory for reinforced concrete elements subjected to shear[J],ACI Journal,1986,March-April:219-231）通过混凝土板边缘施加荷载对剪切应力的计算方法进行研究。目前尚未出现针对混凝土剪切徐变系数的试验方法。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术中的缺陷，提供一种利用十字梁弯曲进行反向加载，操作简便安全的混凝土剪切徐变系数的测试装置及其测试方法。

为了实现上述目的，本发明的测试装置包括用于支承十字梁试件的一条长边，并能够使十字梁试件的支承端沿支承线转动的支架，十字梁试件的另一条长边上安装放置有加载重的加载托架；

所述的十字梁试件的中心交叉位置分别沿所在长边布置有应变传感器，应变传感器通过导线将采集到的信号传送给采集机箱。

所述的支架为焊接钢材或台座式结构。

本发明的测试方法包括：

第一步，制作十字梁试件，按照目标加载龄期t0将十字梁试件的一条长边置于支架上；

第二步，在十字梁试件的中心交叉位置分别沿所在长边布置应变传感器，并将应变传感器通过导线与采集机箱连接，得到空载受压应变ε_c1以及空载受拉应变ε_t1；

第三步，在十字梁试件的另一条长边上安装加载托架，并在加载托架上放置加载重，采集加载后的应变ε_c2和ε_t2，计算得到两组传感器在加载龄期的弹性应变ε_c0=ε_c2-ε_c1和ε_t0=ε_t2-ε_t1；

第四步，对十字梁试件的应变数据进行长期连续采集，某一时刻t的长期总应变ε_ct、ε_tt等于该时刻的应变数据减去空载数据ε_c1和ε_t1，某一时刻t的剪切徐变则加载龄期为t0的混凝土在t时刻的剪切徐变系数其中γ₀为初始剪切变形，由ε_c0和ε_t0利用上述公式计算得到。

所述的十字梁试件初始应变小时直接采用素混凝土制作；初始弹性应变大时沿十字梁的长边配置钢筋。