一種適用于單剪面z形試件法測定混凝土抗剪強度的裝置的制造方法
【專利摘要】一種適用于單剪面Z形試件法測定混凝土抗剪強度的裝置，屬于材料性能領域。裝置包括上部鋼套框，下部鋼套框，L形鋼板；上(下)部鋼套框為由四塊鋼板圍成矩形的框，套在單剪面Z形試件上，且不能遮擋單剪面Z形試件的位移預留縫；兩個L形鋼板配合上部鋼套框的對應光滑孔開孔，L形鋼板下部粘貼玻璃片；兩個拉線位移計，以及兩個百分表的帶磁力吸座前后對稱固定在下部鋼套框上；百分表指針在玻璃片下面。本套裝置即為了實現單剪面Z形試件法對變形的測定。通過考慮套框與試件的有效連接，受力面的選擇以及結構尺寸、測定變形等因素設計裝置，以達到試驗操作簡單，可拆裝，可重復，易于觀察，測量全面的目的。
【專利說明】
一種適用于單剪面Z形試件法測定混凝土抗剪強度的裝置
技術領域
[0001]本發明涉及一種適用于單剪面Z形試件法測定混凝土抗剪強度的裝置設計，屬于材料性能領域。
【背景技術】
[0002]混凝土在純剪切應力作用下的強度和變形是混凝土的的基本性能，其對于分析結構的受力破壞過程和有限元計算中都有重要意義。其中，單剪面Z形試件法是一種測定混凝土抗剪性能的有效方法，其利用一種獨特的Z形試件結構構造，加載使得試件沿兩個缺口間的截面剪切破壞，以此達到接近純剪切應力狀態，并經過大量實驗，得到混凝土抗剪強度的試驗值約為0.12倍的標準圓柱體抗壓強度。

【發明內容】

[0003]本發明的目的在于利用一套試驗裝置實現單剪面Z形試件法的變形測定，已達到操作簡單，可拆裝，可重復，易于觀察，測量全面的優點。
[0004]為實現上述目的，本套裝置考慮如下技術問題:
[0005]1、實現套框與試件的有效連接并不影響Z形試件的受力，且易于觀察。
[0006]2、考慮受力面的選擇，保證連接的部位作用在同一受力面上，且為需要的受力面。
[0007]3、根據Z形試件結構尺寸以及分析需要測定的變形，設計裝置尺寸，預留表座吸附部位。
[0008]—種適用于單剪面Z形試件法測定混凝土抗剪強度的裝置，其特征在于:
[0009]試驗裝置包括上部鋼套框，下部鋼套框，L形鋼板；
[0010]上部鋼套框為由四塊鋼板圍成矩形的框，套在單剪面Z形試件上，且不能遮擋單剪面Z形試件的位移預留縫;上部鋼套框預留用于固定前后兩個L形鋼板的光滑孔，上部鋼套框前后預留兩個固定拉線位移計固定端的螺紋孔洞，上部鋼套框預留與單剪面Z形試件連接的螺紋孔；
[0011]下部鋼套框為由四塊鋼板圍成矩形的框套在單剪面Z形試件上，且不能遮擋單剪面Z形試件的位移預留縫;下部鋼套框預留兩個固定拉線位移計螺紋孔，下部鋼套框預留與單剪面Z形試件連接的螺紋孔；
[0012]兩個L形鋼板配合上部鋼套框的對應光滑孔開孔，L形鋼板下部粘貼玻璃片；
[0013]兩個拉線位移計，以及兩個百分表的帶磁力吸座前后對稱固定在下部鋼套框上；百分表指針在玻璃片下面。
[0014]所述的單剪面Z形試件法測定混凝土抗剪強度的裝置的制造方法如下:
[0015]第一步，在兩個L形鋼板上粘貼玻璃片；
[0016]第二步，在上部鋼套框上固定兩個L形鋼板以及兩根固定拉線位移計拉頭的螺栓；
[0017]第三步，將上部鋼套框和下部鋼套框固定在單剪面Z形試件上，保證不能遮擋單剪面Z形試件的位移預留縫，且上部鋼套框和下部鋼套框上下相互平行；
[0018]第四步，將拉線位移計以及百分表的吸座固定在下部鋼套框上。
【附圖說明】
[0019]圖1是套框三維圖示。I代表兩個螺紋孔，用于固定拉線位移計拉線端頭；2代表四個螺紋孔，用于與單剪面Z形試件連接;3代表四個光滑孔，用于與L形鋼板連接。
[0020]圖2是套框分解圖示。4代表四個螺紋孔，用于與單剪面Z形試件連接;5代表兩個螺紋孔，用于與拉線位移計基座連接。
[0021]圖3是鋼套框分解圖。
[0022]圖4是L形鋼板圖示。
[0023]圖5是單剪面Z形試件圖示。6代表位移預留縫。
[0024]圖6是裝置安裝圖示。7代表L形鋼板;8代表上部鋼套框;9代表玻璃片；10代表百分表;11代表拉線位移計;12代表下部鋼套框。
【具體實施方式】
[0025]首先將兩個L形鋼板固定在上部鋼套框上，之后將套入兩個螺母的螺紋螺絲固定在設計位置，以固定拉線位移計的拉線。在下部套框上固定拉線位移計的底座。
[0026]將上下套框套在Z形試件的設計位置，并分別用打磨后的螺紋螺絲固定。
[0027]固定磁力吸表座，并把安裝百分表。
[0028]設計如下試驗裝置:
[0029]邊框內包尺寸為160mm X 160mm，高度分別為20mm以及40mm，在上半部的套框正中設計兩個30mm的光圓孔洞，以固定L形鋼板以此測定豎向位移，在上部鋼套框上設計5mm的螺紋孔，以固定拉線位移計測定斜向變形。在上下兩部分套框的設計部位均有5mm的螺紋孔，以使得套框與Z形試件利用螺紋螺絲固定。
[0030]應用效果
[0031]現已通過此裝置完成了81個單剪面Z形試件的試驗，發現混凝土抗剪強度滿足公式:
[0032]T = 0.0961fc
[0033]注:τ-混凝土抗剪強度；
[0034]f c-混凝土立方體抗壓強度。
[0035]這種試驗方法是由Mattock最先提出，并給出了混凝土抗剪強度與圓柱體抗壓強度的關系，為
[0036]i = 0.12f'c
[0037]注:τ-混凝土抗剪強度；
[0038]f，C-混凝土圓柱體抗壓強度。
[0039]通過換算得到經驗公式為:
[0040]T = 0.0948fc
[0041 ]注:τ-混凝土抗剪強度；
[0042]f c-混凝土立方體抗壓強度。
[0043]對比發現，通過本裝置得到的試驗數據與之前的公式只有1.3%的差量，可見試驗結果有效可靠。
【主權項】
1.一種適用于單剪面Z形試件法測定混凝土抗剪強度的裝置，其特征在于: 試驗裝置包括上部鋼套框，下部鋼套框，L形鋼板； 上部鋼套框為由四塊鋼板圍成矩形的框，套在單剪面Z形試件上，且不能遮擋單剪面Z形試件的位移預留縫;上部鋼套框預留用于固定前后兩個L形鋼板的光滑孔，上部鋼套框前后預留兩個固定拉線位移計固定端的螺紋孔洞，上部鋼套框預留與單剪面Z形試件連接的螺紋孔； 下部鋼套框為由四塊鋼板圍成矩形的框套在單剪面Z形試件上，且不能遮擋單剪面Z形試件的位移預留縫;下部鋼套框預留兩個固定拉線位移計螺紋孔，下部鋼套框預留與單剪面Z形試件連接的螺紋孔； 兩個L形鋼板配合上部鋼套框的對應光滑孔開孔，L形鋼板下部粘貼玻璃片； 兩個拉線位移計，以及兩個百分表的帶磁力吸座前后對稱固定在下部鋼套框上；百分表指針在玻璃片下面。2.制作如權利要求1所述的單剪面Z形試件法測定混凝土抗剪強度的裝置的方法如下: 第一步，在兩個L形鋼板上粘貼玻璃片； 第二步，在上部鋼套框上固定兩個L形鋼板以及兩根固定拉線位移計拉頭的螺栓；第三步，將上部鋼套框和下部鋼套框固定在單剪面Z形試件上，保證不能遮擋單剪面Z形試件的位移預留縫，且上部鋼套框和下部鋼套框上下相互平行； 第四步，將拉線位移計以及百分表的吸座固定在下部鋼套框上。
【文檔編號】G01L3/24GK105823584SQ201610141930
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年3月13日
【發明人】曹萬林, 田智, 劉熙
【申請人】北京工業大學