[发明专利]基于二次杠杆作用的新型受弯构件持续加载试验装置

说明书

技术领域

本发明属土木工程领域，具体涉及一种可以给受弯构件施加持续荷载的试验装置，为研究受弯构件在不同环境与荷载耦合作用下的耐久性能提供了可行的加载工具。

背景技术

受弯构件持续加载装置的开发有助于以下两类试验的进行：一是受弯构件长期性能试验；二是荷载与环境共同作用下受弯构件耐久性试验。

受弯构件的长期性能试验常用加载方式有堆载法、杠杆法、千斤顶加载法和螺杆法。堆载法荷载稳定，但受空间限制，需要大量重物，加载水平有限。千斤顶加载法和螺杆法依靠反力装置提供加载，采用力传感器控制荷载大小，缺点是随时间变化荷载水平会降低。杠杆法加载优点是荷载稳定，通过调节力臂长度可以方便控制荷载大小，实现较大的荷载等级。

环境作用下受弯构件性能退化的研究多采用先劣化后加载的方法，与实际工程中两者共同作用不符。以混凝土中钢筋锈蚀为例，在实际工程中，钢筋锈蚀是在结构承受荷载的过程发生的，荷载作用下混凝土构件产生裂缝，氧气、水及侵蚀介质会更容易进入，与没有持续荷载作用下的构件相比锈蚀加快，钢筋截面锈蚀率沿纵向的分布也不同。此外，持续荷载下锈蚀钢筋混凝土梁裂缝、变形的发展也不同于先锈蚀后加载的梁。为此，近年来国内外学者开始关注荷载与环境共同作用下结构的耐久性问题。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种组装方便，适用性强，加载性能稳定，可方便地应用于受弯构件长期性能试验和荷载与环境共同作用下受弯构件耐久性试验的受弯构件持续加载试验装置。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：基于二次杠杆作用的新型受弯构件持续加载试验装置，其特征在于，该装置包括斜撑a1，嵌固梁2，螺杆3，杠杆梁b4，杠杆梁a5，分配梁6，砝码吊盘7，钢板b8，百分表支架9，斜撑b10，受弯试件11，钢板a12，反力梁13和静态数据采集系统，所述的钢板b8和钢板a12顶部通过斜撑a1连接，底部设有反力梁13，所述的杠杆梁b4一端悬挂砝码吊盘7，另一端固定在钢板b8上，所述的杠杆梁a5设置在钢板b8和钢板a12之间，所述的受弯试件11设置在反力梁13上，受弯试件11侧面设有百分表支架9，顶部设有分配梁6，所述的斜撑b10连接百分表支架9和钢板b8，所述的静态数据采集系统连接受弯试件11底部加载端，重物端砝码产生的竖向力，经杠杆梁b4，杠杆梁a5和反力梁13两次杠杆力传递放大。

所述的静态数据采集系统包括压力传感器14、数据采集仪15和PC机16，所述的压力传感器设置在受弯试件11底部加载端，并通过导线17连接数据采集仪15，数据采集仪15连接PC机16。

所述的钢板b8呈U型框状，其上部固定杠杆梁b4。

所述的钢板a12呈U型框状，其上部两端通过嵌固梁2和螺杆3连接。

所述的分配梁6设置在钢板a12上，其上表面连接杠杆梁a5，下表面连接受弯试件11。

所述的受弯试件11设有3～18根，通过百分表支架9设置在反力梁13上。

所述的杠杆梁b4悬挂砝码吊盘7的一端依次设有三个水平排列的悬挂孔。

与现有技术相比，本发明克服了传统螺杆加载装置荷载不稳定的缺点。通过二次杠杆作用实现加载端荷载放大，装置作为自平衡体对试件施加持续荷载，对外部不产生影响。逐级增大吊载，采用压力传感器测试加载端力的实际值，获取吊载-力标定曲线。标定曲线呈线性，其实测杠杆放大倍数与理论值一致，放大倍数可达72～90倍，通过调整吊载大小和放大倍数控制加载端力。该装置组装方便，适用性强，加载性能稳定，可方便地应用于受弯构件长期性能试验和荷载与环境共同作用下受弯构件耐久性试验。同时该装置荷载稳定，荷载水平可调，放大倍数高，可用于不同几何尺寸构件的加载，且可同时进行多根试件的加载。

附图说明

图1为本发明受弯构件持续加载装置示意图；

图2为图1的侧视图；

图3为杠杆梁b4，杠杆梁a5力传递放大示意图；

图4为反力梁13力传递示意图；

图5为静态数据采集系统示意图；

图6为实施例中试验机加载标定曲线图；

图7为锈蚀钢筋混凝土梁的长期挠度发展图。

图中：1-斜撑a，2-嵌固梁，3-螺杆，4-杠杆梁b，5-杠杆梁a，6-分配梁，7-砝码吊盘，8-钢板b，9-百分表支架，10-斜撑b，11-受弯试件，12-钢板a，13-反力梁，14-压力传感器，15-数据采集仪，16-PC机，17-导线。

具体实施方式