[实用新型]荷载和环境耦合作用下柱力学性能的试验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及土木工程领域，更具体地说，涉及一种荷载和环境耦合作用下柱的力学性能的试验装置，尤其适用于环境和荷载耦合作用下研究钢筋混凝土柱时变力学性能的场合。

背景技术

混凝土结构都是在一定荷载作用下工作的，并经受硬化、渗透、冻融、化学侵蚀等多种因素协同作用，大量的无荷载作用下混凝土耐久性成果并不能合理反映结构所处的实际状态。为此，研究荷载和环境耦合作用下的钢筋混凝土构件的长期时变力学性能成为土木工程的研究领域的热点和难点。但是，目前还没有荷载和环境耦合作用下钢筋混凝土柱力学性能的试验装置。

现有钢筋混凝土柱都是在长柱试验机或钢结构反力架试验台上进行承载力试验，这种试验一般是破坏性试验，没有考虑环境作用对构件力学性能的影响，也没有考虑持续荷载作用的影响，更不能测试荷载和环境耦合作用下构件的衰变退化性能。

现有快速锈蚀法一般是在氯化钠溶液中进行，由于测量仪器和仪表无法在水下工作，因而无法对构件的荷载-挠度、荷载-应变和裂缝开展情况等力学性能指标进行实时测量和记录。人工环境模拟箱虽然可以模拟真实环境，但是仍然无法模拟结构构件在工作状态的使用荷载，加之，布置在人工环境模拟箱的仪器和仪表同样会发生锈蚀，导致测量无法进行。

实用新型内容

本实用新型的目的是解决以上提出的问题，提供一种结构简单、操作方便，能进行大尺度柱在荷载和环境耦合作用下力学性能的试验，且能保持长期持荷过程中无应力松弛的装置。

本实用新型的技术方案是这样的：

一种荷载和环境耦合作用下柱的力学性能的试验装置，包括柱、加载系统、加速环境腐蚀系统、测量系统，所述的柱安装在加载系统上，加载系统对柱施加荷载；所述的柱还与加速环境腐蚀系统连接，对柱进行加速环境腐蚀；所述的柱还与测量系统相连，用于实时监测柱时变的力学性能。

作为优选，所述的柱内设置有欲锈蚀钢筋、电极，欲锈蚀钢筋、电极通过导线与加速环境腐蚀系统连接。

作为优选，所述的电极是不锈钢电极或铜电极。

作为优选，所述的加载系统包括反力架、千斤顶、压力传感器、刀绞支座，千斤顶安装在反力架的一端上，压力传感器安装在千斤顶与一刀绞支座间，另一刀绞支座安装在与安装有千斤顶的反力架一端对应的另一端上，两刀绞支座间用于安装柱。

作为优选，所述的加载系统为立式或卧式加载。

作为优选，所述的加速环境腐蚀系统包括直流电源，所述的欲锈蚀钢筋与直流电源正极连接，所述的电极与直流电源负极连接。

作为优选，所述的直流电源是恒直流电源。

作为优选，所述的测量系统包括位移传感器、压力传感器、应变片、应变仪、数据采集仪，所述的应变片与应变仪连接，所述的应变片包括安装在柱内的主筋应变片，以及安装在柱表面的表面应变片，所述的应变仪、位移传感器、压力传感器连接数据采集仪。

作为优选，所述的柱上安装有玻璃片，位移传感器安装于玻璃片上。

本实用新型的有益效果如下：

1、通过压力传感器实时监测所施加在柱上的荷载，解决了由于钢筋锈蚀柱刚度退化应力松弛的问题；

2、电极布置在柱内，柱在自然环境下加速锈蚀，测量仪器的布置不受限制，可以在构件表面或内部任意布置；

3、在构件的加速锈蚀过程中不仅可以实时观测构件的挠度变化、钢筋和混凝土的应力应变变化，还可观测柱在退化过程中裂缝的开裂发展全过程，完全模拟了柱的实际工作状态，成功解决了荷载和环境耦合作用下钢筋混凝土柱的时变退化力学性能的监测。

附图说明

图1是本实用新型实施例的结构示意图；

图2是本实用新型实施例的结构俯视示意图；

图中：1是柱，2是反力架，3是千斤顶，4是压力传感器，5是刀绞支座，6是欲锈蚀钢筋，7是电极，8是直流电源，9是位移传感器，10是应变片，11是应变仪，12是数据采集仪。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施例进行进一步详细说明：

一种荷载和环境耦合作用下柱的力学性能的试验装置，包括柱1、加载系统、加速环境腐蚀系统、测量系统，所述的柱1安装在加载系统上，加载系统对柱1施加荷载；所述的柱1还与加速环境腐蚀系统连接，对柱1进行加速环境腐蚀；所述的柱1还与测量系统相连，用于实时监测柱1时变的力学性能。