[发明专利]一种高温下叠合面抗剪性能测试装置

说明书

本发明提供的一种高温下叠合面抗剪性能测试装置，采用叠合面剪应力分布较为均匀且端部约束对叠合面影响较小的Z形抗剪试件作为试验试件，其叠合面受力状态接近纯剪应力状态。在试件叠合面处预埋热电偶对界面温度进行实时监测，配合电阻丝式电热炉及MTS千斤顶加载装置，能够进行任一温度下的叠合面抗剪性能试验。设计一套新的加载连接及位移测量系统，解决了直接测量千斤顶下顶面位移后换算得到试件位移的方法所得数据不准确的问题，可以准确地测得不同温度下叠合面抗剪荷载‑滑移曲线，充分掌握叠合结构在高温下叠合面的抗剪性能。

技术领域

本发明涉及建筑结构防灾减灾技术领域。

背景技术

装配整体式叠合结构(简称“叠合结构”)是一种先在预制场中生产预制构件，再将预制构件运到工地，在工地安装加浇叠合层混凝土而成的新型结构。这种结构具有整体刚度好、抗震性能优越、工期短、节省三材及造价等优点，但同时叠合结构也存在一些缺点。比如叠合结构中，预制部分与现浇部分之间的粘结面(简称“叠合面”)，就是装配整体式叠合结构中的一个薄弱部位。由于先后浇混凝土龄期差异导致的收缩应力差以及预制混凝土亲水性导致后浇混凝土时产生的水膜等原因，导致叠合面的抗剪强度不及整浇混凝土的抗剪强度。当叠合面抗剪强度不足时，叠合结构可能发生叠合面破坏，外加荷载还未达到设计极限荷载时，结构即发生脆性破坏，危及人民生命财产安全。

作为一种广泛存在于工程实际中且适应国家需要而积极推广的结构形式，叠合结构在使用过程中必定会遭遇火灾这一发生频率最高的灾害，火灾下叠合面能否维持一定的抗剪强度，支撑结构到达设计耐火极限，对保护火灾下人民群众人身安全、财产安全具有重要意义。然而目前常温下叠合面的抗剪性能研究有很多，但高温下的却近乎空白。这主要是因为高温下试验存在加载困难、高温下位移难以直接测量，间接测量存在较大误差等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种简便可行的测量高温下叠合面抗剪性能的试验方法和试验装置，可实时测量高温下叠合面的温度、滑移、应力，以及破坏时的抗剪强度，从而为叠合结构的抗火设计提供参考，保证火灾下叠合结构的安全性。

为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种高温下叠合面抗剪性能测试装置，包括：Z形叠合面抗剪试件、电阻丝式电热炉、液压千斤顶加载装置、数据采集系统；

所述Z形叠合面抗剪试件包括两个呈旋转对称分布的子部件，所述子部件的其中一个面相互贴合形成叠合面；所述叠合面处预埋热电偶以实时测量叠合面的温度场；所述Z形叠合面抗剪试件的上顶面处预埋有耐高温陶瓷片以测量叠合面在高温下受剪时的位移变化；

所述Z形叠合面抗剪试件的上顶面通过上部连接件连接至液压千斤顶加载装置、下底面连接至混凝土连接件；

所述Z形叠合面抗剪试件整体置于所述电阻丝式电热炉的炉膛内；

所述上部连接件沿着高度方向设置有圆孔；所述圆孔内穿设有耐热陶瓷管；所述上部连接件的侧壁还设置有方孔，所述方孔连通圆孔；薄钢板穿过所述方孔，所述薄钢板的中间设置有让位孔，热电偶线的一端与热电偶连接，另一端穿过耐热陶瓷管和让位孔与数据采集系统连接；

所述薄钢板的两端分别通过柔性平衡弹簧与电阻丝式电热炉相连；所述薄钢板的两端还分别与弹簧式位移计的探头接触，所述弹簧式位移计固定在钢扣式脚手架上；所述耐热陶瓷管的下部与预埋陶瓷片紧密接触，上部与薄钢板接触；通过弹簧式位移计测量薄钢板的位移就能测得叠合面在高温下的位移；

所述数据采集系统用于采集热电偶的温度、弹簧式位移计的位移和千斤顶的加载力。