[发明专利]一种钢筋混凝土梁裂后疲劳性能测试系统及其方法

权利要求书

1.一种钢筋混凝土裂后疲劳性能测试系统，其特征在于，包括MTS伺服加载试验机、静载试件组、疲劳试件组和备用试件，所述伺服加载试验机上安装有支座、加荷头和LVDT传感器，所述静载试件组的试件数量与疲劳试件组的试件数量相同，所述静载试件组中各试件与疲劳试件组中各试件以及备用试件的结构、尺寸及材料设置均相同，所述试件的加载段为三等分设计，所述支座与加荷头对应采用三等分间距布设，所述支座用于承载水平放置的试件，所述加荷头用于将两个相等的荷载垂直作用于试件，所述LVDT传感器用于采集试件的跨中位移；

基于上述测试系统，实现一种钢筋混凝土梁裂后疲劳性能测试方法，包括以下步骤：

S1、将静载试件组的各试件依次放置于支座与加荷头之间，通过设置MTS伺服加载试验机的加载速率，以测试得到静载试件组的裂前强度值与裂后强度值；

S2、根据裂前强度值与裂后强度值，结合设置的裂前疲劳应力水平和裂后疲劳应力水平，确定疲劳测试时的裂前疲劳荷载最大值和裂后疲劳荷载最大值；

S3、将疲劳试件组的各试件依次放置于支座与加荷头之间，根据裂前疲劳荷载最大值和裂后疲劳荷载最大值，通过设置MTS伺服加载试验机的加载模式，以测试得到疲劳试件组中各试件的裂前疲劳寿命和裂后疲劳寿命；

其中，所述步骤S1具体包括以下步骤：

S11、将静载试件组的试件水平放置在支座与加荷头之间，设置MTS伺服加载试验机的加载速率，通过加荷头将荷载均匀施加给试件，直至试件开裂，立即停止加载并卸载，记录开裂荷载及试件下边缘开裂位置；

S12、之后以相同的加载速率继续均匀加载，直至试件破坏，记录裂后最大荷载；

S13、根据静载试件组的所有试件对应的开裂荷载、试件下边缘开裂位置和裂后最大荷载，确定静载试件组的裂前强度值与裂后强度值。

2.根据权利要求1所述的一种钢筋混凝土裂后疲劳性能测试系统，其特征在于，所述加荷头具体为钢制双点加荷头。

3.根据权利要求1所述的一种钢筋混凝土裂后疲劳性能测试系统，其特征在于，所述试件具体为棱柱体试件，所述试件采用单层配筋的方式，试件内部的钢筋数量不大于1根。

4.根据权利要求1所述的一种钢筋混凝土裂后疲劳性能测试系统，其特征在于，所述支座和加荷头均为硬钢圆柱结构。

5.根据权利要求1所述的一种钢筋混凝土裂后疲劳性能测试系统，其特征在于，所述加载速率具体为0.2mm/min。

6.根据权利要求1所述的一种钢筋混凝土裂后疲劳性能测试系统，其特征在于，所述步骤S13中静载试件组的裂前强度值具体为所有试件对应的开裂荷载的算术平均值；

静载试件组的裂后强度值具体为所有试件对应的裂后最大荷载的算术平均值。

7.根据权利要求1所述的一种钢筋混凝土裂后疲劳性能测试系统，其特征在于，所述步骤S2中裂前疲劳荷载最大值具体为裂前强度值与裂前疲劳应力水平的乘积；

裂后疲劳荷载最大值具体为裂后强度值与裂后疲劳应力水平的乘积。

8.根据权利要求1所述的一种钢筋混凝土裂后疲劳性能测试系统，其特征在于，所述步骤S3具体包括以下步骤：

S31、将疲劳试件组的试件水平放置于支座与加荷头之间，设置MTS伺服加载试验机的加载模式，对试件施加裂前疲劳荷载最大值，并记录实时荷载及跨中位移，直至试件开裂；

S32、试件开裂时立即停止加载并卸载，记录当前加载次数，即为裂前疲劳寿命；

S33、设置MTS伺服加载试验机的加载模式，继续对试件施加裂后疲劳荷载最大值，直至试件破坏，记录当前加载次数，即为裂后疲劳寿命。