[发明专利]钢扣件FRP加固技术的钢扣件部位摩擦测试装置及方法

说明书

本发明公开了一种钢扣件FRP加固技术的钢扣件部位摩擦测试装置及方法，测试装置包括钢扣件部位摩擦测试装置和张拉端张拉力测试装置。首先对钢扣件FRP联合加固系统张拉，使FRP板和混凝土界面发生剥离，再继续张拉，通过微型压力传感器测试钢扣件作用压力值，通过张拉力传感器测试张拉端张拉力，最后根据水平方向受力平衡的原则以及测试曲线拟合，得出钢扣件部位FRP板和混凝土的摩擦力和破坏面摩擦系数。测试装置及方法对钢扣件FRP联合加固系统中的钢扣件部位摩擦作用机理得出直接的阐述，揭示了钢扣件FRP联合加固作用机理，为提出对钢扣件FRP联合加固实用设计方法和推动该联合加固技术的大规模工程应用奠定坚实理论基础。

技术领域

本发明涉及纤维复合材料加固钢筋混凝土结构领域，尤其涉及一种钢扣件FRP加固技术的钢扣件部位摩擦测试装置及方法。

背景技术

FRP(碳纤维复合材料)加固混凝土结构是一种有效增强结构承载能力的直接加固方法，其通过在既有结构表面粘贴FRP布或者板材而达到两种材料协同承力的目的，因FRP材料具有比强度和比刚度高、自重轻、抗腐蚀好、耐热和耐久性好的特点，此种加固方法逐步被行业专家技术人员所认可并广泛运用于实体工程中。但是在应用中发现，FRP材料与混凝土的粘结强度很低，容易发生FRP过早剥离以及存在加固构件延性差的问题。为此一种钢扣件FRP联合加固技术应运而生，该技术结合了FRP外贴法和机械锚固法。钢扣件有效增加了FRP与混凝土的抗剥离性能。作用机理的研究是联合加固方法应用的前提，研究发现界面粘结作用、销栓作用、钢扣件部位摩擦共同构成了联合加固组合受力。界面粘结作用和销栓作用分别可以通过设计相应试验获得，但是钢扣件部位摩擦一直没有直接有效的测试方法。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题，提出了一种钢扣件FRP加固技术的钢扣件部位摩擦测试装置及方法。该装置和方法能直接量测联合加固系统钢扣件部位摩擦的大小，进而通过对界面粘结作用、销栓作用和钢扣件部位摩擦的全面分析，揭示钢扣件FRP联合加固作用机理，提出实用设计方法，为联合加固技术的大规模工程应用奠定理论基础。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术手段：

一种钢扣件FRP加固技术的钢扣件部位摩擦测试装置，包括钢扣件部位摩擦测试装置和张拉端张拉力测试装置；

所述钢扣件部位摩擦测试装置包括FRP板、钢扣件、微型压力传感器、反力钢板；所述FRP板粘贴于基体上，上方作用钢扣件，所述的钢扣件上设置反力钢板，且两者之间通过连接件连接；且钢扣件和FRP板之间亦涂抹粘结胶，所述微型压力传感器安置于钢扣件和反力钢板之间；

所述张拉端张拉力测试装置包括挡板、千斤顶、张拉力传感器、螺杆、反力座、锚固螺栓和张拉端锚具；所述的挡板、反力座、张拉端锚具依次通过螺杆相连，张拉端锚具夹持FRP板的一端；所述千斤顶和张拉力传感器安置于反力座和挡板之间，所述锚固螺栓锚固反力座于基体上；千斤顶伸长时推动挡板后移，挡板通过螺杆带动张拉端锚具后移，张拉力传感器测试千斤顶施加于反力座上的作用力，也即为张拉端的张拉力。

进一步的，所述的连接件为栓钉。

进一步的，所述微型压力传感器两面均涂抹润滑剂以减小分别与钢扣件和反力钢板接触面的摩擦。

进一步的，所述的张拉力传感器、微型压力传感器与数据处理装置相连。

进一步的，所述的基体为一个阶梯结构，所述FRP板粘贴于基体的上级台阶上，且其中一端悬空，该端连接张拉端锚具。

进一步的，所述的张拉端锚具和反力座固定在基体的下级台阶上。

进一步的，所述的钢扣件沿着FRP板的纵向局部黏贴，且在钢扣件上有预留孔，供连接件穿过。

上述装置对应以下具体操作方法：

步骤(1)：安装钢扣件部位摩擦测试装置