[发明专利]一种钢管混凝土中钢筋粘结力测试装置及测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种土木工程中组合结构的力学性能实验测试，特别涉及一种钢管混凝土中钢筋粘结力测试装置及测试方法。

背景技术

钢管混凝土是指在钢管中填充混凝土而形成、且钢管及其核心混凝土能共同承受外荷载作用的结构构件，按截面形式不同，可分为圆钢管混凝土，方、矩形钢管混凝土和多边形钢管混凝土等。混凝土的抗压强度高，但抗弯能力很弱，而钢材，特别是型钢的抗弯能力强，具有良好的弹塑性，但在受压时容易失稳而丧失轴向抗压能力。钢管混凝土在结构上能够将二者的优点结合在一起，可使混凝土处于侧向受压状态，其抗压强度可成倍提高。同时由于混凝土的存在，提高了钢管的刚度，两者共同发挥作用，从而大大地提高了承载能力。钢管混凝土作为一种新兴的组合结构，由于具有良好的受力性能和施工性能，被广泛使用于各种结构中。

随着钢管混凝土结构服役时间的推移和服役环境的侵蚀，将出现材料不断老化、结构性能退化、使用寿命减小等现象。研究表明：钢筋与混凝土间粘结力的降低是影响结构耐久性的一个主要因素，钢筋与混凝土界面粘结力性能的退化降低了钢筋混凝土结构安全性、适用性和耐久性。此外，钢管混凝土结构在其服役寿命周期内承受多种荷载作用，有些结构在正常使用过程中，经常承受循环往复荷载的作用。随着荷载作用次数的增加，钢筋与混凝土的粘结力将发生粘结损伤累积，钢筋与混凝土间发生相对滑移，导致结构挠度增加，甚至发生突然破坏。因此有必要开展钢管混凝土中钢筋粘结力实验研究，摸索荷载作用下粘结性能的退化规律。

发明内容

为了解决现有技术中存在的不足，本发明提供了一种钢管混凝土中钢筋粘结力测试装置及测试方法，该测试装置结构简单，测试方法快速有效，给交变荷载作用下钢管混凝土结构截面强度设计方法及相关计算参数选择提供了依据，具有良好的应用前景。

为解决上述问题，本发明具体采用以下技术方案：

一种钢管混凝土中钢筋粘结力测试装置，其特征在于，包括用于测试试件粘结力的加载设备以及用于夹持试件的夹具装置，所述夹具装置包括相对设置的夹具顶板、夹具底板以及连接夹具顶板、夹具底板的连接柱，即连接柱作为该夹具装置的支撑其两端分别连接夹具顶板、夹具底板，具体选用双螺母锚接的方式，所述夹具顶板的中部连接于连接夹头的一端，所述连接夹头的另一端连接于加载设备的上部，所述夹具底板上设有一沿着夹具底板的宽度方向设置的狭长型的开口，所述试件从开口穿入卡设于夹具底板上从而与夹具底板下方的加载设备的下部相连接。其中夹具装置制作材料均为高强合金钢。

前述的一种钢管混凝土中钢筋粘结力测试装置，其特征在于，所述夹具顶板的中部设有一穿孔，所述连接夹头的螺纹端贯穿穿孔，并通过与螺母配合固定于夹具顶板上。

前述的一种钢管混凝土中钢筋粘结力测试装置，其特征在于，所述连接夹头为变截面杆件，上端小，用来与加载设备连接，下端大，开有螺纹，用来与夹具顶板连接。

前述的一种钢管混凝土中钢筋粘结力测试装置，其特征在于，所述夹具顶板、夹具底板均为方形，所述连接柱设为四根，垂直于夹具顶板、夹具底板设置，所述连接柱分布于夹具顶板、夹具底板的四个角上，与方形的设计相匹配，且具有较好的稳定性。

前述的一种钢管混凝土中钢筋粘结力测试装置，其特征在于，所述开口的宽度为夹具底板的宽度的一半，即试件从开口穿入与夹具底板相连接后位于夹具底板的中部。

前述的一种钢管混凝土中钢筋粘结力测试装置，其特征在于，所述试件包括分段钢筋以及围设于分段钢筋外侧的分段钢管，所述分段钢管的长度小于分段钢筋的长度，由分段钢管围设住的分段钢筋部分形成测试段，所述测试段的两端分别包覆有PVC套管形成无粘结段以及位于两个无粘结段之间的粘结段，所述分段钢筋的下部打磨成圆形截面，所述分段钢管的下部通过一钢板与分段钢筋相连接，由分段钢筋、分段钢管以及钢板构成的圆柱形筒体装置内浇筑有混凝土。

前述的一种钢管混凝土中钢筋粘结力测试装置，其特征在于，所述钢板为圆环形，其中部开设有一圆孔，所述分段钢筋穿过钢板中心处的圆孔内，所述钢板的周侧连接于分段钢管的底部。

前述的一种钢管混凝土中钢筋粘结力测试装置，其特征在于，所述测试段与PVC套管间填充有硅胶。在PVC套管和分段钢筋的缝隙处填充硅胶，防止试件浇筑时，混凝土进入套管内，硬化后影响实验结果。

一种钢管混凝土中钢筋粘结力测试装置的测试方法，其特征在于，包括以下步骤，

步骤(1)，制作测试用试件；

步骤(2)，组装夹具装置，将连接夹头的上部固定在加载设备的上部；