[发明专利]用于氯盐环境与荷载耦合的框架节点自平衡持续加载装置

说明书

本发明提出用于氯盐环境与荷载耦合的框架节点自平衡持续加载装置，能在氯盐环境下对框架边节点模拟实际工程中的受力情况，自平衡持续加载装置包括框架结构的框架边节点和加载系统、锈蚀系统、量测系统；加载系统对框架边节点柱端施以轴向荷载，对框架边节点梁端施以平行于框架柱方向的荷载；所述锈蚀系统与框架边节点相连，按预设参数对框架边节点的内部金属件进行锈蚀；所述框架边节点与量测系统相连，用于实时监测框架结构在锈蚀环境下的时变力学性能；本发明结构简单、安装拆卸方便，可在模拟环境侵蚀的同时对构件施加持续荷载以获取实验数据，能保持长期持荷过程中无应力松弛，并实时监测框架边节点在荷载和环境耦合作用下的时变退化力学性能。

技术领域

本发明涉及土木工程技术领域，尤其是用于氯盐环境与荷载耦合的框架节点自平衡持续加载装置。

背景技术

大量的混凝土耐久性研究都是在无持续荷载作用下进行的，而实际工程中的混凝土结构在受环境侵蚀（如碳化、冻融、氯盐渗透等）的同时均承受一定的持续荷载，因此没有考虑持续荷载的耐久性研究成果并不能真实全面地反映结构的实际受力状态。荷载和环境耦合作用下钢筋混凝土构件的长期时变力学性能已成为土木工程研究领域的热点和难点。但是，目前还没有针对钢筋混凝土框架边节点在荷载和环境耦合作用下的自平衡持续加载装置。

现有钢筋混凝土框架边节点都是在钢结构反力架试验台上进行承载力试验，这种试验一般是破坏性试验，试验台不能施加持续荷载（油泵过热，损伤设备）；也没有考虑环境作用对框架边节点力学性能的影响（氯盐环境极易腐蚀电液伺服作动器、力传感器、引伸计等精密仪器），更不能实时监测荷载和环境耦合作用下框架边节点的时变力学性能。

发明内容

本发明提出用于氯盐环境与荷载耦合的框架节点自平衡持续加载装置，结构简单、安装拆卸方便，可在模拟环境侵蚀的同时对构件施加持续荷载以获取实验数据，能保持长期持荷过程中无应力松弛，并实时监测框架边节点在荷载和环境耦合作用下的时变退化力学性能。

本发明采用以下技术方案。

用于氯盐环境与荷载耦合的框架节点自平衡持续加载装置，能在氯盐环境下对框架边节点（呈┣型）进行持续加载，以模拟实际工程中的受力情况，所述自平衡持续加载装置包括框架结构的框架边节点和加载系统、锈蚀系统、量测系统；所述加载系统对框架边节点柱端施以轴向荷载，对框架边节点梁端施以平行于框架柱方向的荷载；所述锈蚀系统与框架边节点相连，按预设参数对框架边节点的内部金属件进行锈蚀；所述框架边节点与量测系统相连，用于实时监测框架结构在锈蚀环境下的时变力学性能。

所述框架边节点包括框架柱和与框架柱垂直相接的框架梁；当自平衡加载装置工作时，框架柱水平置于地面，两根框架边节点左右对称布置于中间底座两侧；所述加载系统以千斤顶对框架边节点柱端施加柱端轴心荷载，对框架边节点梁端施加梁端荷载。

当加载系统对框架边节点梁端施以平行于框架柱方向的荷载时，在框架边节点梁端套入梁端钢套并以多根梁端丝杠加以固定，梁端丝杠由中心向两端依次穿过梁端钢套、框架边节点梁端、刀铰支座、力传感器、传感器夹板、千斤顶、安装板；所述传感器夹板外侧安装梁端紧固件用以紧固螺栓保证梁端受力稳定，安装板外侧安装梁端紧固件用以固定千斤顶便于对梁端施力；

当加载系统对框架边节点柱端施以轴向荷载时，在框架柱位置以多根柱端丝杠从中间底座位置向两侧依次穿过刀铰支座、框架柱、刀铰支座、力传感器、传感器夹板、弹簧、弹簧夹板、千斤顶、安装板；所述弹簧夹板外侧安装有柱端紧固件用以固定弹簧的压缩量，安装板外侧以柱端紧固件固定千斤顶以对弹簧施力。

所述框架边节点的内部金属件为钢筋；所述锈蚀系统与框架边节点相连，按预设参数对框架边节点的钢筋以进行锈蚀作业，锈蚀作业采用的方法为贴面法通电锈蚀或模拟海洋环境锈蚀。