碳纖維布雙剪試驗的實驗加載裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型為一種碳纖維布雙剪試驗的實驗加載裝置，包括用于雙剪試驗的混凝土試塊以及用于加載荷載的千斤頂，千斤頂?shù)牡谝欢诉B有力傳感器，千斤頂通過力傳感器連接混凝土試塊；千斤頂?shù)牡诙送ㄟ^用于根據加載荷載自動調節(jié)的固定鉸支座連接至用于輔助雙剪試驗的橫臥鋼柱上；混凝土試塊的至少一組相對側壁面上粘接有碳纖維布，且碳纖維布朝向橫臥鋼柱方向延伸并定位于橫臥鋼柱上。本實用新型碳纖維布雙剪試驗的實驗加載裝置，可以大大提高實驗效率，且節(jié)省實驗經費。整個加載裝置可以移動，從而保證剪切力在碳纖維布的粘貼面內，使得碳纖維布發(fā)生純剪切破壞。也可用于其他纖維布材料的界面粘結性能試驗中。實驗可在任何場地中進行。
【專利說明】
碳纖維布雙剪試驗的實驗加載裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及FRP與混凝土界面粘結性能的實驗技術領域，尤其涉及碳纖維布雙剪試驗的實驗加載裝置?！颈尘凹夹g】
[0002]現(xiàn)有的FRP(Fiber Reinforced Polymer/Plastic，纖維增強復合材料)與混凝土界面粘結性能的試驗方法為一下四種形式:單剪實驗、雙剪實驗、梁式實驗和修正梁實驗。
[0003]單剪實驗雖然簡單易行，但需要在單剪實驗機上進行，且受到場地的限制。傳統(tǒng)的雙剪實驗也是簡單易行，但需要澆筑一批輔助的混凝土試塊，不利于材料的節(jié)省。梁式實驗和修正梁實驗的制作工藝較復雜，且界面的破壞形式不是單純的剪切破壞。
[0004]因此，有必要開發(fā)一種能夠脫離大型的剪切試驗機、安裝簡單、不受場地限制，節(jié)省實驗費用且靈活可靠的FRP與混凝土界面剪切實驗的加載裝置?！緦嵱眯滦蛢热荨?br>[0005]本實用新型旨在針對上述現(xiàn)有加載裝置的不足，發(fā)明一種碳纖維布雙剪試驗的實驗加載裝置。
[0006]為了實現(xiàn)上述技術目的，本實用新型專利的技術方案是:一種碳纖維布雙剪試驗的實驗加載裝置，包括用于雙剪試驗的混凝土試塊以及用于加載荷載的千斤頂，千斤頂?shù)牡谝欢诉B有力傳感器，千斤頂通過力傳感器連接混凝土試塊;千斤頂?shù)牡诙送ㄟ^用于根據加載荷載自動調節(jié)的固定鉸支座連接至用于輔助雙剪試驗的橫臥鋼柱上;混凝土試塊的至少一組相對側壁面上粘接有碳纖維布，且碳纖維布朝向橫臥鋼柱方向延伸并定位于橫臥鋼柱上。
[0007]進一步地，碳纖維布分別定位于橫臥鋼柱上對應的側壁面上。
[0008]進一步地，碳纖維布在橫臥鋼柱外表面上相互搭接并包裹于橫臥鋼柱外。
[0009]進一步地，兩碳纖維布屬于同一塊且從橫臥鋼柱的外表面上包裹橫臥鋼柱。
[0010]進一步地，橫臥鋼柱采用半圓形柱、方形柱、三角形柱或梯形柱。
[0011]進一步地，固定鉸支座與千斤頂同軸布置，且軸線與橫臥鋼柱的重心和混凝土試塊的重心處于同一直線上。
[0012]進一步地，力傳感器與混凝土試塊之間還設有用于均勻分散加載荷載以防止應力集中的擋板。
[0013]進一步地，碳纖維布與橫臥鋼柱之間和/或碳纖維布與混凝土試塊之間采用粘接膠粘接。
[0014]進一步地，碳纖維布圍合成半封閉空間，半封閉空間的開口朝向混凝土試塊，擋板、力傳感器、千斤頂、固定鉸支座和鋼柱均處于半封閉空間內。
[0015]進一步地，千斤頂?shù)妮敵龇较虺蜾撝?br>[0016]本實用新型的有益技術效果是:
[0017]本實用新型碳纖維布雙剪試驗的實驗加載裝置，可以大大提高實驗效率，且節(jié)省實驗經費。整套加載裝置均可以為小型件，容易獲得。固定鉸支座可以消除碳纖維布拉伸時橫向受力不均勻的問題。無需輔以大型的剪切試驗機和輔助混凝土試塊。加載設備可重復使用。加載設備的安裝和拆卸都很方便，且操作簡單。固定鉸支座使得碳纖維布受力均勻。 整個加載裝置可以移動，從而保證剪切力在碳纖維布的粘貼面內，使得碳纖維布發(fā)生純剪切破壞。也可用于其他纖維布材料的界面粘結性能試驗中。實驗可在任何場地中進行。
[0018]下面結合附圖對本實用新型作進一步說明?！靖綀D說明】
[0019]圖1是本實用新型實施例的碳纖維布雙剪試驗的實驗加載裝置的結構示意圖。
[0020]圖例說明:[0021 ]1、橫臥鋼柱;2、固定鉸支座;3、千斤頂;4、力傳感器;5、擋板;6、碳纖維布;7、混凝土試塊?！揪唧w實施方式】
[0022]下面對本實用新型技術內容的進一步說明，但并非對本實用新型實質內容的限制。
[0023]圖1是本實用新型實施例的碳纖維布雙剪試驗的實驗加載裝置的結構示意圖。如圖1所示，本實施例的碳纖維布雙剪試驗的實驗加載裝置，包括用于雙剪試驗的混凝土試塊 7以及用于加載荷載的千斤頂3,千斤頂3的第一端連有力傳感器4,千斤頂3通過力傳感器4 連接混凝土試塊7;千斤頂3的第二端通過用于根據加載荷載自動調節(jié)的固定鉸支座2連接至用于輔助雙剪試驗的橫臥鋼柱1上;混凝土試塊7的至少一組相對側壁面上粘接有碳纖維布6,且碳纖維布6朝向橫臥鋼柱1方向延伸并定位于橫臥鋼柱1上。本實用新型碳纖維布雙剪試驗的實驗加載裝置，可以大大提高實驗效率，且節(jié)省實驗經費。整套加載裝置均可以為小型件，容易獲得。固定鉸支座可以消除碳纖維布拉伸時橫向受力不均勻的問題。無需輔以大型的剪切試驗機和輔助混凝土試塊。加載設備可重復使用。加載設備的安裝和拆卸都很方便，且操作簡單。固定鉸支座使得碳纖維布受力均勻。整個加載裝置可以移動，從而保證剪切力在碳纖維布的粘貼面內，使得碳纖維布發(fā)生純剪切破壞。也可用于其他纖維布材料的界面粘結性能試驗中。實驗可在任何場地中進行。
[0024]如圖1所示，本實施例中，碳纖維布6分別定位于橫臥鋼柱1上對應的側壁面上。 [〇〇25]如圖1所示，本實施例中，碳纖維布6在橫臥鋼柱1外表面上相互搭接并包裹于橫臥鋼柱1外。[〇〇26]如圖1所示，本實施例中，兩碳纖維布6屬于同一塊且從橫臥鋼柱1的外表面上包裹橫臥鋼柱1。
[0027]如圖1所示，本實施例中，橫臥鋼柱1采用半圓形柱、方形柱、三角形柱或梯形柱。 [〇〇28]如圖1所示，本實施例中，固定鉸支座2與千斤頂3同軸布置，且軸線與橫臥鋼柱1的重心和混凝土試塊7的重心處于同一直線上。
[0029]如圖1所示，本實施例中，力傳感器4與混凝土試塊7之間還設有用于均勻分散加載荷載以防止應力集中的擋板5。
[0030] 如圖1所示，本實施例中，碳纖維布6與橫臥鋼柱1之間和/或碳纖維布6與混凝土試塊7之間采用粘接膠粘接。[0031 ]如圖1所示，本實施例中，碳纖維布6圍合成半封閉空間，半封閉空間的開口朝向混凝土試塊7。擋板5、力傳感器4、千斤頂3、固定鉸支座2和鋼柱均處于半封閉空間內。
[0032]如圖1所示，本實施例中，千斤頂3的輸出方向朝向鋼柱。
[0033]實施時，提供一種碳纖維布雙剪試驗的實驗加載裝置，包括半圓形鋼柱(橫臥鋼柱 1)、固定鉸支座2、千斤頂3、力傳感器4、擋板5、碳纖維布6和混凝土試塊7,是在粘貼完碳纖維布6的雙剪試塊中安裝，形成一個封閉的內力加載方式。該裝置只需要通過千斤頂3頂升半圓形鋼柱，就能實現(xiàn)碳纖維布6雙剪試塊破壞的全過程。加載所用的裝置，既可以保證剝離力在碳纖維布6的粘貼面內，又可以通過固定鉸支座2調節(jié)碳纖維布6在加載時橫向受力不均勻的問題，該裝置安裝方便操作簡單且不受場地的限制。[〇〇34]碳纖維布雙剪試驗加載所需的實驗加載裝置的工作性能與傳統(tǒng)加載裝置相比，具有如下的特征:
[0035](1)雙剪試驗不需要借助其他的輔助混凝土試塊，也不需要專門的剪切試驗機，在試驗試塊上即可完成雙剪試驗。[〇〇36](2)固定鉸支座2可以消除碳布粘貼不整齊時產生的橫向受力不均勻問題。[〇〇37](3)可以調整加載裝置的位置，確保剪切力與碳纖維布6粘貼平面是共面的。
[0038](4)擋板5可以有效的減小千斤頂3帶來的外荷載對試塊的破壞。[〇〇39](5)該加載裝置安裝、操作簡單，拆卸及轉移方便省力。
[0040](6)不受場地限制，無需外部固定設備。
[0041](7)該加載裝置可用于玻璃纖維布、玄武巖纖維布等相似材料的剪切試驗。[〇〇42]試驗全過程不需要借助其他輔助混凝土試塊，也可替代專門的剪切試驗機。該加載裝置可有效的消除碳布粘貼不整齊時產生的橫向受力不均勻問題。保證了剪切力在碳纖維布6的粘貼面內，不會產生垂直于粘貼面方向的力。加載裝置的安裝、操作及拆卸都很方便。試驗全過程不受場地限制。該加載裝置同樣可用于其他相似材料的雙剪試驗中。
[0043]碳纖維布6雙剪試驗加載裝置實施時包括以下步驟，確定碳纖維布6的粘貼位置及安裝加載裝置所需要的空間；粘貼碳纖維布6,并在碳纖維布6與混凝土試塊7所形成的封閉空間中放入半圓形鋼柱、固定鉸支座2,千斤頂3及力傳感器4等形成本實用新型所提出的加載實驗裝置，然后通過千斤頂3頂升半圓形鋼柱進行加載。
[0044]具體實施流程:將裁剪好的碳纖維布6按照施工方法粘貼在混凝土試塊7上面;等待碳纖維布6粘接膠達到使用強度;在碳纖維布6圍成的封閉空間中依次安裝擋板5、力傳感器4、千斤頂3、固定鉸支座2和半圓型鋼柱;完成安裝后，調整位置，保證剪切力在碳纖維布6 的粘貼面內，使得碳纖維布6發(fā)生純剪切破壞;通過千斤頂3頂升半圓形鋼柱進行加載。進行加載。
[0045]以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例，并非因此限制本實用新型的保護范圍， 凡是利用本實用新型說明書內容所作的等效結構變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本實用新型的專利保護范圍內。
【主權項】
1.一種碳纖維布雙剪試驗的實驗加載裝置，包括用于雙剪試驗的混凝土試塊(7)以及 用于加載荷載的千斤頂(3)，其特征在于，千斤頂(3)的第一端連有力傳感器(4)，千斤頂(3)通過力傳感器(4)連接混凝土試塊 (7)；千斤頂(3)的第二端通過用于根據加載荷載自動調節(jié)的固定鉸支座(2)連接至用于輔 助雙剪試驗的橫臥鋼柱(1)上；混凝土試塊(7)的至少一組相對側壁面上粘接有碳纖維布(6)，且碳纖維布(6)朝向橫 臥鋼柱(1)方向延伸并定位于橫臥鋼柱(1)上。2.根據權利要求1所述的碳纖維布雙剪試驗的實驗加載裝置，其特征在于，碳纖維布(6)分別定位于橫臥鋼柱(1)上對應的側壁面上。3.根據權利要求1所述的碳纖維布雙剪試驗的實驗加載裝置，其特征在于，碳纖維布(6)在橫臥鋼柱(1)外表面上相互搭接并包裹于橫臥鋼柱(1)外。4.根據權利要求1所述的碳纖維布雙剪試驗的實驗加載裝置，其特征在于，碳纖維布(6)均屬于同一塊且從橫臥鋼柱(1)的外表面上包裹橫臥鋼柱(1)。5.根據權利要求1至4中任一項所述的碳纖維布雙剪試驗的實驗加載裝置，其特征在 于，橫臥鋼柱(1)采用半圓形柱、方形柱、三角形柱或梯形柱。6.根據權利要求1至4中任一項所述的碳纖維布雙剪試驗的實驗加載裝置，其特征在 于，固定鉸支座(2)與千斤頂(3)同軸布置，且軸線與橫臥鋼柱(1)的重心和混凝土試塊(7) 的重心處于同一直線上。7.根據權利要求1至4中任一項所述的碳纖維布雙剪試驗的實驗加載裝置，其特征在 于，力傳感器(4)與混凝土試塊(7)之間還設有用于均勻分散加載荷載以防止應力集中的 擋板(5)。8.根據權利要求1至4中任一項所述的碳纖維布雙剪試驗的實驗加載裝置，其特征在 于，碳纖維布(6)與橫臥鋼柱(1)之間和/或碳纖維布(6)與混凝土試塊(7)之間采用粘接膠 粘接。9.根據權利要求1至4中任一項所述的碳纖維布雙剪試驗的實驗加載裝置，其特征在 于，碳纖維布(6)圍合成半封閉空間，半封閉空間的開口朝向混凝土試塊(7)，擋板(5)、力 傳感器(4)、千斤頂(3)、固定鉸支座(2)和鋼柱均處于半封閉空間內。10.根據權利要求1至4中任一項所述的碳纖維布雙剪試驗的實驗加載裝置，其特征在 于，千斤頂(3)的輸出方向朝向鋼柱。
【文檔編號】G01N3/24GK205593860SQ201620440190
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年5月15日
【發(fā)明人】粱廣威, 吳雨源, 龔永智
【申請人】中南大學, 高速鐵路建造技術國家工程實驗室