[发明专利]一种用于测量型钢与混凝土界面处粘结滑移的测量传感器及测量方法

权利要求书

1.一种用于测量界面处粘结滑移的测量传感器，其特征在于，该测量传感器能够方便准确地测量型钢与混凝土之间的粘结滑移，获得界面处的粘结应力和粘结滑移，所述测量传感器包括核心测量元件、测量盒、两个扁头圆角限位杆(5)，“核心测量元件”插入测量盒中，且核心测量元件位于两个扁头圆角限位杆(5)之间；

所述的核心测量元件包括一个弹簧钢片(1)、两个电阻应变片(2)、两个传力夹具(3)；所述弹簧钢片(1)中间“竖向”弹簧钢片的前后两侧分别粘贴两个电阻应变片(2)，每个电阻应变片(2)通过导线(14)与数据采集仪器连接，导线(14)从待测量接触面(11)的导线引出孔(13)引出；所述弹簧钢片(1)的前后两侧分别安装固定传力夹具(3)，每个传力夹具(3)中部设有一凸起结构，两侧传力夹具(3)中部凸起点之间的距离记为D；所述弹簧钢片(1)中间竖向弹簧钢片留有往复变形空间；

所述的测量盒包括一个“冂字形”金属外罩(6)、两个“矩形”金属外罩(7)、两个“凸字形”金属外罩(8)、带有弹簧圈的螺丝(9)；所述“冂字形”金属外罩(6)两侧通过螺丝(9)与两个“矩形”金属外罩(7)连接，“矩形”金属外罩(7)底部与“凸字形”金属外罩(8)上表面固接，金属外罩(8)底面与待测量接触面(11)通过密封胶密封；所述“冂字形”金属外罩(6)顶面内壁、“矩形”金属外罩(7)内壁、“凸字形”金属外罩(8)内壁均开有矩形凹槽，用于插入“核心元件”；

所述待测量接触面(11)上开一个导线引出孔(13)、导线引出孔(13)两侧开设用于固定扁头圆角限位杆(5)的螺纹孔(12)，两个螺纹孔(12)和导线引出孔(13)的孔方向沿所测粘结滑移的方向布设；两个螺纹孔(12)之间的距离为D。

2.根据权利要求1所述的一种用于测量界面处粘结滑移的测量传感器，其特征在于，所述“凸字形”金属外罩(8)的短边沿所测粘结滑移的方向布设。

3.根据权利要求1所述的一种用于测量界面处粘结滑移的测量传感器，其特征在于，所述的传力夹具(3)中部凸起结构为四棱锥凸起或圆锥凸起结构。

4.根据权利要求1所述的一种用于测量界面处粘结滑移的测量传感器，其特征在于，所述测量盒组装元件之间的接触面、金属外罩(8)底面与待测量接触面(11)均用密封胶密封。

5.采用权利要求1-4任一所述的传感器测量界面处粘结滑移的方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步，在待测量接触面(11)上钻三个孔，其中两个用于固定扁头圆角限位杆(5)，另一个用于引出测量导线，两个扁头圆角限位杆(5)共同受力，无相对位移，且受力过程不发生变形，能够反映型钢混凝土内部测点位置的真实情况；

第二步，组装核心测量元件、测量盒，并将核心测量元件插入两个扁头圆角限位杆(5)之间，使核心测量元件中两侧传力夹具(3)的中部凸起点与扁头圆角限位杆(5)刚好紧密接触；

第三步，当型钢与混凝土界面之间发生相对滑移时，型钢混凝土中混凝土受力变形推动整个“测量盒”沿着所需粘结滑移测量的方向发生微小的滑移，整个测量盒受力将力传入核心测量元件中，由于两个扁头圆角限位杆(5)固定不动，传力夹具(3)两侧凸起点受到其位移约束，导致核心测量元件变形，同时引起弹簧钢片中间“竖向”弹簧钢片变形，且其变形通过电阻应变片(2)测量，并通过数据采集系统采集；

第四步，将该传感器反复多次通过荷载标定后，由弹簧钢片的弹性模量得出粘结应力和应变之间的关系曲线；也可通过位移标定后，得出位移和应变之间的关系曲线，建立型钢与混凝土界面处粘结滑移的力学性能模型，研究型钢混凝土界面处粘结滑移性能。