[发明专利]考虑弯剪应力影响的FRP筋偏心拉拔试验装置及方法

权利要求书

1.一种考虑弯剪应力影响的FRP筋偏心拉拔试验装置，其特征在于：包括外框(1)，外框(1)内设置有混凝土块(17)，混凝土块(17)内自上而下穿有FRP筋(18)，FRP筋(18)上端连接自由端位移计(12)；外框(1)的底板(2)下方通过多根螺杆(3)连接万能试验机平台(15)，在万能试验机平台(15)上设置有拉拔力测试荷载传感器(13)，FRP筋(18)的下端穿过该拉拔力测试荷载传感器(13)后，被万能试验机夹头(16)夹持，万能试验机夹头(16)连接加载端位移计(14)；外框(1)一侧设有托架(4)，在托架(4)上设有千斤顶(8)，千斤顶(8)的活塞杆通过连接螺杆(7)连接测试水平力的荷载传感器(6)，测试水平力的荷载传感器(6)连接加载棒(5)，加载棒(5)与混凝土块(17)侧面连接，混凝土块(17)另一侧与外框(1)连接。

2.根据权利要求1所述的考虑弯剪应力影响的FRP筋偏心拉拔试验装置，其特征在于：其中，混凝土块(17)另一侧通过一组支座柱(21、25)与外框(1)内侧连接。

3.根据权利要求1所述的考虑弯剪应力影响的FRP筋偏心拉拔试验装置，其特征在于：其中，加载棒(5)由两根圆钢棒组成，其中一根两端都带有螺纹，另一根中部有内螺纹，两根圆钢棒呈T型连接，中部有内螺纹的圆钢棒作用于混凝土块(17)，两端都带有螺纹圆钢棒另一端连接测试水平力的荷载传感器(6)。

4.根据权利要求1所述的考虑弯剪应力影响的FRP筋偏心拉拔试验装置，其特征在于：其中，在混凝土块(17)与底板(2)之间设有定位安装用临时钢棒(9)与反力钢棒(10)，临时钢棒(9)用于架设混凝土块(17)时起到稳定作用，当开始进行拉拔实验时撤除，反力钢棒(10)作为混凝土块(17)在下方的支撑点，使混凝土块(17)能够绕其在一定范围内转动。

5.根据权利要求1所述的考虑弯剪应力影响的FRP筋偏心拉拔试验装置，其特征在于：其中，螺杆(3)可调节长度，在试验机开始拉拔前，四根螺杆(3)起到支撑钢制反力架系统的作用，当开始试验时，调短螺杆(3)的长度，外框(1)由拉拔力测试荷载传感器(13)支撑。

6.根据权利要求1所述的考虑弯剪应力影响的FRP筋偏心拉拔试验装置，其特征在于：其中，FRP筋(18)与万能试验机夹头(16)连接的端部包裹有薄铝片(20)。

7.根据权利要求1所述的考虑弯剪应力影响的FRP筋偏心拉拔试验装置，其特征在于：其中，支座柱(21)的端部焊接一个圆钢棒(24)，形成可转动支座，支座柱(25)的端部并排焊接两根圆钢棒(23)形成一个不可转动支座。

8.一种考虑弯剪应力影响的FRP筋偏心拉拔试验方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)浇筑混凝土块(17)试件；浇筑时，FRP筋(18)与混凝土块(17)的非粘结段采用PVC套管(19)隔离；

(2)在万能试验机顶板(15)依次放置钢垫板(11)、荷载传感器(13)和外框(1)，此时外框(1)与荷载传感器(13)脱开，外框(1)通过与底板(2)连接的螺杆(3)支撑于万能试验机顶板(15)上；

(3)将混凝土块(17)安置进外框(1)内，FRP筋(18)下端依次穿过外框(1)的底板(2)、荷载传感器(13)、钢垫板(11)、万能试验机顶板(15)，另一端穿过钢制反力架顶部，在混凝土块(17)与底板(2)间放置临时钢棒(9)和反力钢棒(10)；

(4)在外框(1)侧面设置托架(4)，在钢制托架(4)上安放并依次组装千斤顶(8)、连接螺杆(7)、荷载传感器(6)、加载棒(5)，加载棒(5)与混凝土块(17)的侧面接触；

(5)通过千斤顶(8)对混凝土块(17)施加一个初始预紧力，然后，撤除临时钢棒(9)；

(6)通过千斤顶(8)对偏心混凝土块(17)施加指定的荷载值；

(7)调整外框(1)的位置，保证FRP筋(18)在万能试验机的拉力轴线上，避免偏心；

(8)拧动调整各个螺杆(3)，使得底板(2)与荷载传感器(13)接触，在接触后，继续拧动螺杆(3)使其脱离万能试验机顶板(15)一定距离；

(9)安装自由端位移计(12)和加载端位移计(14)，将加载端FRP筋(18)用铝片(20)包裹并用试验机夹头(16)夹持；然后，将自由端位移计(12)、荷载传感器(13)和加载端位移计(14)与数据采集仪连接，设定万能试验机加载速度，开始测试。