[实用新型]弱刚度筋材双向受拉粘结试验装置

说明书

本实用新型公开一种弱刚度筋材双向受拉粘结试验装置，包括双向作动器、试件、反力框架和加载框架，所述试件包括混凝土试块和筋材，筋材贯穿混凝土试块且与混凝土试块粘结，所述双向作动器通过转换头可带动加载框架对混凝土试块施加沿筋材长度方向的双向作用力，当所述加载框架对混凝土试块施加沿筋材长度方向的作用力时，所述反力框架对筋材施加反向作用力。本实用新型可以测量弱刚度筋材与混凝土试块的相对滑移，从而建立弱刚度筋材在双向受力荷载作用下的粘结滑移本构关系，可以为实际工程提供可靠、真实的理论支撑。

技术领域

本实用新型涉及结构工程技术领域，更具体地说是弱刚度筋材双向受拉粘结试验装置。

背景技术

弱刚度筋材主要指钢绞线和FRP筋（纤维增强复合材料筋），它们具有良好的受拉性能，但是抗弯刚度较低，在轴向压力作用下容易产生侧向弯曲。钢绞线被广泛地应用到桥梁工程及大跨度空间结构中的预应力构件中，是目前工程中不可缺少的筋材；而FRP筋由于其轻质高强、耐腐蚀、低松弛和抗疲劳性能好等优点，被认为是替代钢筋的理想筋材。混凝土结构受力时之所以能够发挥混凝土的抗压性能和筋材的抗拉性能，主要在于混凝土与筋材之间存在粘结作用，二者得以协调变形、共同抵抗外力。因此，粘结性能是混凝土结构最基本的性能。

粘结性能通过粘结应力与相对滑移量的关系来表征，其对混凝土结构的影响主要为：在承载能力和正常使用极限状态下，筋材的抗拉强度能否得到充分发挥，取决于它和混凝土粘结的有效程度；粘结应力过小，会导致混凝土结构承载力降低；粘结滑移本构关系可以用来精准地确定筋材锚固长度范围或者搭接长度，参与结构的刚度及裂缝的计算，同时也是有限元分析的基本方程之一。

地震作用、风荷载及车辆荷载下，结构会承受反复的双向荷载，导致混凝土与筋材之间的粘结性能减弱，影响到结构的刚度、延性和承载力，最终造成结构破坏。因此，必须研究反复的双向荷载作用下筋材与混凝土之间的粘结性能，来判断筋材锚固长度范围或者搭接长度，同时对分析构件的恢复力特性具有极其重要的影响，也是准确进行地震作用下结构响应有限元分析的关键。

拉拔试验能够较为简便的测试钢筋与混凝土之间的粘结滑移性能，加载设备夹持钢筋端部并施加拉力或压力实现双向荷载的施加。但是对于FRP筋及钢绞线之类的弱刚度筋材，现有的拉拔试验装置存在以下缺点：首先，筋材受压时侧向弯曲过大，无法进行试验；其次，FRP筋材端部受到加载设备夹持时易碎，造成无法施加荷载，从而无法得到准确的粘结滑移本构关系。因此，非常需要一种能够测试弱刚度筋材在双向荷载作用下粘结滑移性能的试验装置，为实际工程提供可靠、真实的理论支撑。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种弱刚度筋材双向受拉粘结试验装置，可以通过对混凝土试块施加往复双向受拉荷载，进而测量弱刚度筋材与混凝土试块的相对滑移，从而建立弱刚度筋材在双向受力荷载作用下的粘结滑移本构关系，可以为实际工程提供可靠、真实的理论支撑。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种弱刚度筋材双向受拉粘结试验装置，包括双向作动器1、试件2、反力框架3和加载框架4，所述试件2包括混凝土试块201和筋材202，筋材202贯穿混凝土试块201且与混凝土试块201粘结，所述双向作动器1通过转换头101可带动加载框架4对混凝土试块201施加沿筋材202长度方向的双向作用力，当所述加载框架4对混凝土试块201施加沿筋材202长度方向的作用力时，所述反力框架3对筋材202施加反向作用力。

所述试件2还包括固定在筋材202一端的第一筋材锚具203和固定在筋材202另一端的第二筋材锚具204，所述第一筋材锚具203和第二筋材锚具204均由钢套筒和高强灌浆料组成。