[发明专利]受弯构件荷载环境耦合耐久性试验装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种持续荷载作用下受弯构件力学性能的试验装置，尤其适用于研究钢筋混凝土受弯构件在环境和荷载耦合作用下耐久性试验的场合，属于土木工程领域。

背景技术

混凝土结构都是在一定荷载作用下工作的，并经受硬化、渗透、冻融、化学侵蚀等多种因素耦合作用，大量的无荷载作用下的混凝土耐久性成果并不能合理反映结构所处的实际状态。半个世纪以来，混凝土结构由于耐久性不足而导致过早破坏、寿命缩短的事故不断增多，尤其是大坝、道路、桥梁、港口等重大工程以及高层建筑物未达到设计年限就破坏的事故时有发生并造成巨大经济损失和人员伤亡。因此，系统开展双重或多重破坏因素作用下混凝土结构、构件的耐久性和服役性能研究是当前土木工程领域的重大科学技术与理论难题。要研究复杂环境作用与荷载耦合作用下混凝土结构、构件的耐久性必须首先提出一套可以考虑多个因素同时作用的耐久性试验系统。

目前，钢筋混凝土受弯构件在正常使用状态下的长期荷载作用主要通过千斤顶加载、吊篮挂载和杠杆加载方式来模拟。这些试验装置存在以下问题：一是加载需要反力架，装置复杂，所占空间较大，无法放入现有的模拟加速试验设备，如冻融试验机、碳化箱、人工环境模拟箱等模拟实际结构所处的工作环境；二是现有技术多为成组组合的构件通过反力架施加荷载，要测得构件的剩余承载力必须卸去持载装置然后进行静力试验，如专利CN 201681017U公开的技术，在对构件进行极限承载力试验时要卸掉所施加的持续荷载，卸载后荷载引起的微裂缝、应变和挠度等大部分会恢复，因此，测量结果实际上没有充分考虑持续荷载作用的影响，反映的是卸载状态下的结果；三是现有技术加载装置适用的构件尺寸非常小，主要针对材料层次的小试件试验，如专利CN 101275982B公开的技术最大适用试件尺寸为100×100×400mm。

发明内容

本发明的目的在于解决现有受弯构件长期荷载作用模拟试验装置的缺点，提供一种结构简单、操作方便、体积小巧、不占试验空间，且能同时考虑环境和荷载耦合作用的钢筋混凝土受弯构件全寿命服役性能和剩余承载力变化的试验装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明是一种模拟受弯构件持续荷载作用的加载装置，包括钢筋混凝土受弯构件、拉力筋、锚固件和圆轴加载棒，锚固件对称固定在拉力筋的两端，圆轴加载棒对称设置于拉力筋上，拉力筋的中间水平段平行于钢筋混凝土受弯构件的顶面。

本发明所述的拉力筋对称配置在钢筋混凝土受弯构件的两侧，拉力筋的两端分别用锚固件锚固于受弯构件两侧的下部区域，拉力筋的中间水平段高于钢筋混凝土受弯构件的顶面。

本发明所述的拉力筋对称配置在钢筋混凝土受弯构件的两侧，拉力筋的两端分别用锚固件锚固于受弯构件两侧的下部区域，拉力筋的中间水平段低于钢筋混凝土受弯构件的顶面。

本发明所述的钢筋混凝土受弯构件的两侧斜向对称开设有斜向预留通孔，斜向预留通孔的孔径大于拉力筋的直径，孔的一端出口在钢筋混凝土受弯构件的顶面上，另一端出口在钢筋混凝土受弯构件两端部侧面的下部位置处，所述的拉力筋的中间水平段高于钢筋混凝土受弯构件的顶面，拉力筋的两端穿过预留通孔锚固在受弯构件两端部侧面的下部区域。

本发明还包括带孔加载支座，其中间留有圆形凹槽。

本发明所述的钢筋混凝土受弯构件和圆轴加载棒之间设有圆弧形凹槽定位件。

本发明所述的钢筋混凝土受弯构件(1)相应于圆轴加载棒(4)的安放位置开设有同圆轴加载棒(4)直径相同的圆弧形凹槽或预埋有铁件。

本发明所述的锚固件是插销或螺栓或焊接件。

本发明所述的拉力筋为不锈钢钢绞线或经过防腐处理的高耐久性钢丝或钢绞线，在环境作用下耐久性不降低。

本发明所述的圆轴加载棒为不锈钢或经过防腐处理的高耐久性钢丝或钢绞线，在环境作用下耐久性不降低。

本发明所述构件在正常使用状态下的持续荷载通过固定在锚固件上拉紧的拉力筋传递给圆轴加载棒的力来实现，持续荷载作用位置与圆轴加载棒所在位置一致，持续荷载作用大小和位置以及张拉力的大小由试验方案确定。

本发明的有益效果主要表现在：

1、本加载装置结构简单、操作方便，不受构件尺寸大小的限制，不需构件成对或成组组合；

2、加载装置不锈蚀、强度高，能满足任意荷载比的加载需要；