自平衡式鋼筋混凝土粘結錨固性能測試儀的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及土木工程粘結滑移性能試驗領域，特別是一種自平衡式鋼筋混凝土粘結錨固性能測試儀。
【背景技術】
[0002]粘結滑移性能是鋼筋混凝土結構理論中最重要的基本問題之一。目前，采用的粘結試驗方法有拉拔試驗、梁式實驗以及軸拉試驗。拉拔試驗的試件制作及試驗裝置比較簡單，試驗結果便于分析。因此長期以來用其作為對鋼筋粘結性能進行相對比較的基準。為實現對粘結滑移τ 〃本構關系更精確的描述，多采用鋼筋開槽、貼片和由加載端、自由端推算內滑移分布的方法，探索粘結錨固τ 〃關系沿錨長的變化規律，從而得出了一個位置函數Φ (B來反映這種變化。然而在試驗中也存在測量結果精度不夠，離散性較大等問題。主要表現為:
(I)加載端滑移量的測量十分困難，目前國內的拉拔裝置在加載端鋼筋滑移量的測量方面由于測出的滑移量值包含了混凝土外部的鋼筋拉伸變形而均存在較大的誤差。
[0003](2)目前很多科研機構做拉拔試驗時均需要借助萬能試驗機等外界加載設備，因此需將拉拔架搬來搬去，操作十分繁瑣，需要大量人力。
[0004](3)目前國內采用較多的拉拔架，在做拉拔試驗時試件是直接裸露在外面，既不方便實驗人員觀察試件的破壞發展形態，也增加了一定的不安全因素。
[0005](4)鋼筋粘結應力測量十分困難，在鋼筋的拉拔試驗中粘結應力的測量一直是困擾研宄人員的難題。
[0006]中國專利文獻CN104122201A公開了一種鋼筋混凝土粘結應力及滑移測量裝置，其采用了設置位移傳感器的結構，但是在該結構中，由于安裝空間狹小，安裝的位移傳感器均采用懸臂結構，影響了測量精度。且需要專用的如萬能試驗機等專業設備。

【發明內容】

[0007]本發明所要解決的技術問題是提供一種自平衡式鋼筋混凝土粘結錨固性能測試儀，能夠準確測量自由端、特別是加載端滑移以及粘結應力，且無需借助如萬能試驗機等其他外界加力設備。
[0008]為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是:一種自平衡式鋼筋混凝土粘結錨固性能測試儀，內框架活動安裝在外框架的外框架頂板上，內框架的立柱與外框架頂板滑動連接，內框架的底部設有加載設備，
試件上端的鋼筋滑動穿過外框架頂板和內框架的頂板與螺母連接，試件的混凝土上端面與外框架頂板接觸；
在試件兩端的鋼筋上設有加載端固定裝置和自由端固定裝置，加載端固定裝置和自由端固定裝置上各安裝有至少一個位移計，位移計的測量桿與試件混凝土的端面接觸。
[0009]在混凝土內的鋼筋上設有多個應變片。
[0010]位移計和應變片與應變采集儀電性連接。
[0011]所述的加載端固定裝置中，凸臺部中間設有鋼筋孔，凸臺部至少一側設有位移計固定孔，在鋼筋孔的底部設有固定裝置刀口，在鋼筋孔的一側設有切縫，在切縫上設有用于頂開切縫的頂開螺栓，位移計固定孔內設有鎖緊螺釘。
[0012]加載端固定裝置和自由端固定裝置還設有水準泡。
[0013]位移計的測量桿的套管穿入位移計固定孔內，并被鎖緊螺釘固定。
[0014]在外框架頂板上分別設有與凸臺部和位移計的測量桿的套管成間隙配合的孔。
[0015]所述的加載設備為由電腦控制的液壓千斤頂或螺旋千斤頂。
[0016]外框架外圍設有防護觀察窗。
[0017]在自由端固定裝置與試件的混凝土之間設有防護網。
[0018]本發明提供的一種自平衡式鋼筋混凝土粘結錨固性能測試儀，通過采用內框架和外框架的結構，可以將位移計緊密固定在試件自由端和加載端處，且靠近試件的混凝土的端面，能夠準確測量試件在加載過程中自由端和加載端的滑移量。
[0019]優選的方案中，通過加載端固定裝置獨特的設計使位移計間接固定在混凝土試件加載端鋼筋根部的一點處，進一步使得加載端滑移量測量值足夠精確，而且加載端固定裝置和自由端固定裝置均裝有水準泡，以保證固定裝置安裝絕對水平，從而確保固定在固定裝置上的位移計絕對豎直。目前尚未發現有比本發明在測量加載端鋼筋滑移量方面更為精確的裝置。
[0020]本發明的裝置為自平衡體系，且自身安裝有電腦控制加載設備，自成一體，操作方便，無需借助其他設備，例如萬能試驗機，因此節省了大量人力。
[0021]本發明設置的鋼化玻璃窗在試件發生破壞時既保證了實驗人員的安全，又可方便實驗人員近距離觀察試件的破壞形態。同時本發明還在鋼筋自由端位移計上方設置有防護網，可以防止位移計在試件劈裂破壞時被混凝土塊砸中。
[0022]本裝置突破性的在鋼筋中開槽，并在槽內粘貼密集的應變片，然后將應變片通過極細的導線連接應變采集儀，通過采集儀測出應變后，便可精確的得出鋼筋的粘結應力。本裝置克服了傳統拉拔裝置諸多缺陷，而且，在測量結果的精準性方面實現了很大的跨越。能夠準確測量試件在加載過程中自由端，特別是加載端的滑移量；實現粘結應力對應的應變及自由端和加載端的滑移量同步測量。
【附圖說明】
[0023]下面結合附圖和實施方式對本發明作進一步說明:
圖1為本發明的整體結構主視示意圖。
[0024]圖2為本發明的整體結構側視示意圖。
[0025]圖3為本發明中試件及加載端固定裝置和自由端固定裝置的主視示意圖。
[0026]圖4為本發明中試件及加載端固定裝置和自由端固定裝置的側視示意圖。
[0027]圖5為本發明中外框架頂板的俯視示意圖。
[0028]圖6為本發明中防護網的俯視示意圖。
[0029]圖7為本發明中加載端固定裝置的俯視示意圖。
[0030]圖8為本發明中加載端固定裝置的主視示意圖。[0031 ] 圖中:電腦I，應變采集儀2，加載端固定裝置3，凸臺部31，鋼筋孔32，位移計固定孔33，鎖緊螺釘34，固定裝置刀口 35，水準泡36，頂開螺栓37，自由端固定裝置4，位移計5，內框架6，防護觀察窗7，外框架8，外框架頂板9，螺母10，防護網11，應變片12，加載設備13，混凝土 14，試件中鋼筋15。
【具體實施方式】
[0032]如圖1~7中，一種自平衡式鋼筋混凝土粘結錨固性能測試儀，內框架6活動安裝在外框架8的外框架頂板9上，內框架6的立柱與外框架頂板9滑動連接，內框架6的底部設有加載設備13，優選的，所述的加載設備13為由電腦I控制的液壓千斤頂或螺旋千斤頂。從而實現加載速度，加載力大小的自動化設置。內框架6和外框架8的結構較為簡單，便于加工，也無需錨固固定，簡化了試驗條件，且該結構也便于加載試件，簡化了試驗步驟，提高了試驗效率。
[0033]如圖1、2中，試件上端的鋼筋15滑動穿過外框架頂板9和內框架6的頂板與螺母10連接，試件的混凝土 14上端面與外框架頂板9接觸；
在試件兩端的鋼筋15上設有加載端固定裝置3和自由端固定裝置4，加載端固定裝置3和自由端固定裝置4上各安裝有至少一個位移計5，位移計5的測量桿與試件混凝土 14的端面接觸。采用內框架6和外框架8的結構，也具有足夠大的空間安裝位移計5。本例中的位移計5采用YWD型位移傳感器，類似千分尺的結構，在安裝過程中，位移計5的測量桿，會下壓一段距離，以使伸出或縮回的位移均可測量。
[0034]如圖3、4中，在混凝土 14內的鋼筋15上設有多個應變片12。本例中，在鋼筋15的凹槽內相平行兩表面等距離密集粘貼多個應變片。所述的相平行兩表面的多個應變片12沿直線布置，以精確測量沿著鋼筋15軸線的粘結滑移數據。進一步優選的，在鋼筋15中心開槽，應變片12安裝在槽內。應變片12的導線采用超細導線與位移計5的導線一起與應變采集儀2連接。由此結構，盡量降低應變片12和導線自身對于測試數據的影響。
[0035]如圖1、2中，位移計5和應變片1