對多個混凝土試件施加持久軸拉荷載的試驗裝置及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及建筑技術領域，尤其涉及一種對多個早齡期混凝土試件施加持久軸拉損傷荷載的試驗裝置及方法。
【背景技術】
[0002]早拆模板技術是一種新型的“快拆體系”，正處于工程推廣運用階段。該“快拆體系”就是當某一層澆筑的混凝土達到一定強度時，在保證施工安全的前提下，除保留的立桿及晚拆支撐頭外，將梁底模板提早拆除，從而加快施工進度。目前鋁合金早拆模板技術中梁板底模的拆除時間主要是參照國外經驗，在混凝土齡期達到36小時即拆除梁板底模。然而，只有36小時齡期的混凝土結構在施工荷載的作用下是否產生損傷及其損傷對后期混凝土結構的性能是否會產生影響是工程人員高度關注的問題之一。為此，研究早齡期混凝土在軸心受拉荷載作用后的損傷力學性能尤其是受拉損傷后的彈性模量、應力-應變關系、劈裂強度等，是計算早齡期混凝土結構強度、剛度和穩定性等不可或缺的指標之一。
[0003]目前，一些研究者為研究混凝土的軸心抗拉彈性模量，也進行了一些實驗研究。
[0004]如下參考文獻:
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[0010]張文博(2015) [1]采用采用在棱柱體中心預埋螺紋鋼筋，利用鋼筋與混凝土的粘結性能對混凝土施加軸心拉力，從而測定混凝土的單軸抗拉彈性模量，如圖1所示，柱體中心預埋螺紋鋼筋受拉試驗裝置。圖中標號注釋:切削螺紋一 1，黏結端一2，鋼筋應變片一3，混凝土應變片一 4，試件中央一 5，雙面帶肋鋼筋一 6。
[0011]安明(2010) [2]采用將倒8字型的混凝土試件放置于夾頭上進行軸心受拉試驗，如圖2所示，夾頭上進行軸心受拉試驗裝置。圖中標號注釋:框架橫梁一 1，夾緊螺母一2，框架拉桿一 3，夾頭一 4，立桿一 5。
[0012]陳萌(2008) [3]試件采用預埋拉桿式，試件兩端各設一根230mm長、直徑為12mm的HRB335鋼筋作為拉桿，使拉力通過預埋鋼筋傳遞到混凝土試件中。如圖3所示，預埋拉桿式軸拉試驗裝置圖。圖中標號注釋:1 一HRB335鋼筋。
[0013]梅國棟(2013) [4]采用在試件端部預埋式啞鈴形試件，并采用細螺紋絲桿連接，通過吊籠和球鉸與萬能試驗機的夾頭連接，施加軸心拉力。如圖4所示，試件端部預埋式啞鈴形試件。圖中標號注釋:萬能試驗機夾頭一 1，球鉸一2，鋼板一3，球形螺母一4，測力鋼桿一 5，數據采集系統一 6，應變片一 7，引伸計一 8。
[0014]韓學才(2014) [5]兩頭大中間小的啞鈴型混凝土試件的端部采用粘結膠與鋼板(帶拉桿)粘結后，在夾持在試驗機進行軸心抗拉試驗。如圖5所示，夾持在試驗機進行軸心抗拉試驗。圖中標號注釋:上拉桿一 1，上拉板一2，啞鈴型試件一3，下拉板一4，下拉桿一5。
[0015]現有混凝土棱柱體軸心受拉存在的缺點是:
[0016]①變截面的方法，試件制作較麻煩，需要制作相應的模板，導致試件在幾何尺寸上誤差較大，進而導致偏心受力。
[0017]②預埋件安裝、費時費工。預埋鋼筋要求準確埋設，無論是準備工作、制作試件或試驗前的聯結螺栓都比較麻煩；粘結法則要求試件的粘結面要精心處理，粘結劑的硬化也需要一定的時間，對于早齡期混凝土試件的損傷及損傷后彈模的測試則不適用。
[0018]③只能對單個混凝土試件進行試驗，試驗工作量繁重。而由于混凝土的離散性較大，一組試件往往需要進行多次試驗，如果逐個的對混凝土試件施加持久損傷荷載，則試驗的工作量非常巨大。而采用多個試件同時測試，可以減少試驗裝置的套數和工作量。
[0019]④不能對混凝土試件施加持久的軸心荷載。目前的對混凝土試件施加軸心受拉的試驗，大多是一次性的破壞試驗。
【發明內容】
[0020]本發明要解決的技術問題之一，在于提供一種對多個混凝土試件施加持久軸拉荷載的試驗裝置，降低了試驗的工作量；而且能夠快速拆除，周轉使用。
[0021]本發明問題之一是這樣實現的:一種對多個混凝土試件施加持久軸拉荷載的試驗裝置，所述試驗裝置包括:至少三個反力架、一上橫梁、一加載分配梁、多個串接連接桿、至少兩個螺紋連接桿、四個限位扣件、一齒輪式千斤頂、一壓力傳感器、以及一壓力傳感器讀數儀；所述三個反力架并排平行設置，所述上橫梁架設在三個反力架的頂部；所述螺紋連接桿穿過上橫梁后通過螺母進行固定，且螺紋連接桿位于相鄰兩個反力架的中間；所述螺紋連接桿吊住多個的混凝土試件，形成一個混凝土試件串，所述螺紋連接桿尾部與混凝土試件串中第一個混凝土試件連接，相鄰兩個混凝土試件之間通過所述串接連接桿連接，混凝土試件串中最后一個混凝土試件通過串接連接桿與所述加載分配梁上的卡口連接；所述加載分配梁橫向架設于三個反力架的下梁桿下方，中間的反力架的下梁桿底部與加載分配梁之間設置所述齒輪式千斤頂；兩兩限位扣件焊接于加載分配梁兩端的上翼緣；所述壓力傳感器設置于齒輪式千斤頂上，所述壓力傳感器讀數儀與所述壓力傳感器連接。
[0022]進一步的，所述分配梁限位裝置包括兩個結構相同，且對稱設置的限位組件，所述限位組件包括:兩個帶凹槽的立桿、兩個滑輪、和一壓桿；所述限位扣件套設在立桿上，所述壓桿架設在兩個限位扣件之間，所述加載分配梁位于壓桿下方，且位于兩個立桿之間；所述加載分配梁的兩側安裝所述滑輪，并讓滑輪在分配梁限位裝置中的豎向立桿的凹槽中運動。
[0023]進一步的，所述混凝土試件包括一試件模、兩個連接卡槽以及一十字形卡槽式固定架；所述兩個連接卡槽對稱設置于試件模內；所述連接卡槽包括依次設置的帶卡口的鋼板層、結構膠層以及預制混凝土層；所述十字形卡槽式固定架包括一長邊和一短邊，所述短邊兩端部均設置一卡槽，長邊兩端部均設置有兩個前后設置的卡槽；所述短邊的兩個卡槽與試件模的左右兩壁連接，所述長邊的兩個前卡槽與試件模的前后兩壁連接，長邊的兩個后卡槽將連接卡槽進行固定限位在試件模內。
[0024]進一步的，所述加載分配梁為“工”字型。
[0025]進一步的，所述螺紋連接桿的尾部設置有“一”字型限位條。
[0026]進一步的，所述串接連接桿的前后兩端均設置有“一”字型限位條。
[0027]本發明要解決的技術問題之二，在于提供一種對多個混凝土試件施加持久軸拉荷載的試驗方法，該方法中的試驗裝置能進行快速拆除，能進行周轉使用；該方法減少了對混凝土試件施加持久軸拉損傷荷載的工作量。
[0028]本發明問題之二是這樣實現的:一種對多個混凝土試件施加持久軸拉荷載的試驗方法，所述方法需提供一試驗裝置，該試驗裝置包括:至少三個反力架、一上橫梁、一加載分配梁、多個串接連接桿、至少兩個螺紋連接桿、一分配梁限位裝置、四個限位扣件、一齒輪式千斤頂、一壓力傳感器、以及一壓力傳感器讀數儀；
[0029]所述方法具體包括如下步驟:
[0030]步驟1、制作多個早齡期的混凝土試件；
[0031]步驟2、安裝所述實驗裝置，并對各個混凝土試件施加拉力；該步驟2具體為:將螺紋連接桿與反力架頂部的上橫梁連接，連接方式是通過在上橫梁的上、下預留孔，螺紋連接桿穿過后一端通過螺母固定，并利用螺母來調節左右兩邊混凝土試件串的高度使加載分配梁保持水平，螺紋連接桿另一端與混凝土試件中的連接卡槽連接，來吊住混凝土試件；各混凝土試件之間通過串接連接桿與所述的連接卡槽連接，形成一個混凝土試件串，并通過調