[发明专利]一种用于栓钉多轴疲劳模型试验的加载装置

说明书

本发明公开了一种用于栓钉多轴疲劳模型试验的加载装置，包括底座及力加载装置，所述底座用于固定栓钉，所述力加载装置用于向栓钉施加沿着栓钉径向方向的压应力，还包括筒体及转动台，所述筒体用于套设在栓钉的外侧，且筒体的内部空间作为灌浆的容置空间，以在栓钉的外侧得到混凝土包裹层；所述底座固定于转动台上；所述栓钉相对于转动台转轴的距离可调；所述力加载装置作用于筒体的壁面上。本发明提出的实验装置，能够考虑单个栓钉在多轴、复杂应力状态下的动态响应，准确模拟栓钉在实际使用中的复杂受力状态。

技术领域

本发明涉及力学试验器具技术领域，特别是涉及一种用于栓钉多轴疲劳模型试验的加载装置。

背景技术

钢-混凝土组合结构是在钢结构和混凝土结构基础上发展起来的一种结构。利用剪力连接件将钢梁与混凝土连接在一起，这种结构的性能优劣，很大程度上取决于钢材和混凝土之间的组合作用。

钢混组合结构的性能取决于钢与混凝土接触面上力的有效传递，单靠自然粘结不足以保证组合结构在大荷载作用下，钢混结构仍能协同作用，此时剪力连接件，即栓钉的工作性能是一个决定性的因素。一般情况下，剪力连接件要满足剪力、拉力、疲劳强度等三种功能要求。

栓钉作为一种柔性连接件，其变形能力强，不仅栓钉与周围混凝土在共同工作时会产生应力重分部，相邻栓钉之间也会相互影响，使得研究人员难以准确掌握单个栓钉的应力状态。常见的栓钉连接件的破坏形态主要有：(1)栓钉附近混凝土破坏；(2)栓钉的受剪破坏。钢混组合结构中，影响栓钉连接件承载力的因素很多，主要有：

(1)栓钉连接件的数量；

(2)栓钉周围混凝土的密实度；

(3)钢与混凝土接触面的粘结力；

(4)栓钉本身的强度、形状及尺寸。

目前针对栓钉的实验，主要有推出实验及梁试实验两种。推出实验多为破坏性实验，梁试实验虽然可以考虑动力影响，但对栓钉的应力状态了解并不明确，且两种模型均只能考虑栓钉的单轴应力状态。

发明内容

针对上述提出的现有技术中针对栓钉受力的试验，只能考虑到栓钉的单轴应力状态的问题，本发明提供了一种用于栓钉多轴疲劳模型试验的加载装置，本发明提出的实验装置，能够考虑单个栓钉在多轴、复杂应力状态下的动态响应，准确模拟栓钉在实际使用中的复杂受力状态。

本发明提供的一种用于栓钉多轴疲劳模型试验的加载装置通过以下技术要点来解决问题：一种用于栓钉多轴疲劳模型试验的加载装置，包括底座及力加载装置，所述底座用于固定栓钉，所述力加载装置用于向栓钉施加沿着栓钉径向方向的压应力，还包括筒体及转动台，所述筒体用于套设在栓钉的外侧，且筒体的内部空间作为灌浆的容置空间，以在栓钉的外侧得到混凝土包裹层；

所述底座固定于转动台上；

所述栓钉相对于转动台转轴的距离可调；

所述力加载装置作用于筒体的壁面上。

目前国内、外对栓钉受力机理的研究主要通过推出试验结果获取其极限承载力和疲劳承载力等相关信息。与栓钉相关规范的制订都是以推出试验结果为基础，也有通过局部截段模型实验对群钉的受力性能进行研究的。通过对栓钉推出试验的荷载—滑移量曲线、破坏形态等，分别对栓钉及组合结构的受力机理和破坏机理进行分析研究，获得栓钉的宏观整体受力性能，但及时辅以有限元分析，仍无法提供单个栓钉的细观应力状态。