[发明专利]测定FRP-混凝土单面剪切性能的测试装置和测定方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种测定FRP-混凝土单面剪切性能的测试装置和测定方法，属于混凝土建筑技术。

背景技术

土木工程领域中，钢筋混凝土结构随着时间将发生材料老化、结构损伤。所以，为了保证损伤结构的安全性，必须研究损伤结构的加固技术，使其性能能够提升。目前的加固方法大都采用纤维布或钢板进行加固。大量的试验研究表明，采用FRP加固的钢筋混凝土结构构件，其破坏形式往往不是FRP被拉断，而是FRP与混凝土界面粘结不足导致的界面剥离破坏。FRP-混凝土的界面粘结是保证两种材料共同工作的基础，因此FRP-混凝土界面性能的研究结果可以为工程设计人员提供理论基础。

目前规范采用的是正拉试验来测量纤维布与混凝土界面的粘结性能。从受力的角度来说，剪切状态更符合真实受力情况。单面剪切试验很难解决试件对中问题、夹具滑移问题、纤维片材的夹持问题，以及试件的锚固问题。目前施工和设计过程中缺乏结构简单、拆卸方便的单面剪切试验装置。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种测定FRP-混凝土单面剪切性能的测试装置和测定方法。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

测定FRP-混凝土单面剪切性能的测试装置，包括材料试验机、试块锚固件、应变片和位移计；

所述试块锚固件包括上部钢板和下部钢板，混凝土试块夹持在上部钢板和下部钢板之间，上部钢板和下部钢板的周侧通过螺杆和螺帽锁紧；所述下部钢板的底侧向下伸出有受拉钢筋，所述下部钢板和受拉钢筋之间通过加固钢板加固；

纤维片材下部粘贴在混凝土试块的表面，纤维片材上部粘贴有纤维布下粘钢板；材料试验机的下端夹持件夹持住受拉钢筋，材料试验机的上端夹持件夹持住纤维片材的上部和纤维布下粘钢板(以解决夹具无法夹持纤维片材的问题)；材料试验机的上端夹持件和下端夹持件动作，使纤维片材受拉时，纤维片材维持位置在一个平面上，受拉钢筋和纤维布下粘钢板所受拉力维持在同一条直线上，以保证纤维片材与混凝土试块界面处于纯剪切状态；

所述应变片贴在纤维片材上，所述位移计安装在混凝土试块下部左右两侧未粘贴纤维片材的位置。

优选的，所述材料试验机的上端夹持件和下端夹持件均采用气压夹具，以消除夹具滑移带来的影响。

优选的，所述上部钢板的下表面为槽型，槽口处压住混凝土试块的上表面。

优选的，还包括静态信号测试分析系统，所述位移计通过信号线接入静态信号测试分析系统，所述应变片通过导线接入静态信号测试分析系统。

测定FRP-混凝土单面剪切性能的测试方法，包括如下步骤：

(1)制作混凝土试块，粘贴纤维片材的上端和纤维布下粘钢板；将纤维片材的下端粘贴在混凝土试块的表面，将应变片通过导线与静态信号测试分析系统相连；

(2)固定下部钢板，首先将混凝土试块放置在下部钢板上，然后将上部钢板压在混凝土试块上；

(3)调节螺杆的位置竖直，使纤维片材平整时受拉钢筋和纤维布下粘钢板位于同一条直线，使用螺杆和螺母固定下部钢板和上部钢板的相对位置；

(4)启动材料试验机，分别夹持住受拉钢筋和纤维布下粘钢板，纤维片材位置平整；

(5)在混凝土试块下部左右两侧未粘贴纤维片材的位置安装位移计，将位移计通过信号线与静态信号测试分析系统相连；

(6)控制器和静态信号测试分析系统输出端和计算机相连，打开静态信号测试分析系统并调零，通过计算机对控制器实施控制，控制器对材料试验机进行控制，材料试验机对试件施加竖向荷载；通过静态信号测试分析系统记录加载过程中纤维片材的应变、混凝土试块端部的位移以及相应的竖向荷载。

有益效果：本发明提供的测定FRP-混凝土单面剪切性能的测试装置和测定方法，组装简单、操作方便，试验所需仪器少，不仅适用于科研，还可以在浇筑现场进行测量；材料试验机采用的夹具为气压夹具，能够消除夹具滑移带来的影响；上部钢板、下部钢板、螺杆等构成的整体可以解决锚固问题。

附图说明

图1为本发明装置的结构示意图；

图2为图1中A-A向剖视图；

其中：1—材料试验机，2—纤维片材，3—纤维布下粘钢板，4—混凝土试块，5—下部钢板，6—上部钢板，7—螺杆，8—螺帽，9—加固钢板，10—受拉钢筋，11—静态信号测试分析系统，12—导线，13—信号线，14—应变片，15—油源，16—控制器，17—计算机，18—油管，19—位移计。

具体实施方式