[发明专利]FRP粘结性能的试验装置及方法

说明书

本发明涉及力学性能测试技术领域，特别涉及一种FRP粘结性能的试验装置及方法，用于研究测试荷载与腐蚀环境耦合作用下FRP‑试件界面粘结性能，包含：用于将试件与FRP板粘结的粘结机构，所述粘结机构包含：分别利用胶层粘贴FRP板的试件和锚板；及用于固定粘结机构的持载机构，利用持载机构对试件FRP‑试件界面施加预应力；所述持载机构采用耐腐蚀的不锈钢材质和/或外层涂抹有防腐环氧树脂。本发明结构简单，设计科学、合理，操作简便、可重复使用，且能够克服FRP‑钢界面进行耦合环境耐久性能研究过程中预应力偏心张拉、加载装置无法重复使用和同一装置无法同时满足不同钢板厚度及胶层厚度试件等问题，具有很强的应用前景。

技术领域

本发明涉及力学性能测试技术领域，特别涉及一种用于研究荷载与腐蚀环境耦合作用下FRP-钢界面粘结性能的试验装置及方法。

背景技术

纤维增强聚合物（Fiber Reinforced Polymer，简称 FRP）是指通过拉挤工艺（FRP型材）或拉挤缠绕工艺（FRP 筋材或锚杆）将连续纤维和树脂基体按一定比例制成的复合材料。随着科技的进步与复合材料技术的提高，FRP板在土木建筑领域的应用越来越广泛。相比传统的加固材料（如钢材等），纤维增强复合材料具有轻质高强、耐久性好、抗疲劳性能好等一系列优点，近年来被越来越多地应用于各类工程结构的增强与加固修复。

相比传统的钢结构加固方法，外贴FRP 加固钢结构技术在材料性能、加固面的力学性能及施工操作等方面具有明显的优势。FRP-钢结构体系主要由钢、粘结界面及FRP组成，在保证钢和FRP质量的前提下，界面的粘结性能就成为影响加固结构承载力的关键因素。关于FRP-钢界面的耐久性能，特别是在复杂恶劣环境中的耐久性能研究较少，目前大多数试验尽考虑FRP-钢界面在单一环境中的影响，而耦合环境，特别是荷载与环境耦合是外贴FRP加固钢结构真实的服役环境，研究较少，急需大量有针对性的研究。

发明内容

针对目前外贴FRP加固钢结构界面长期耐久性能研究遇到的问题，本发明提供一种研究荷载与腐蚀环境耦合作用下FRP-钢界面粘结性能的试验装置及方法，操作简便、可重复使用，解决此类科研试验需要快速高效、量大及标准化操作等问题。

按照本发明所提供的设计方案，一种FRP粘结性能的试验装置，用于研究测试荷载与腐蚀环境耦合作用下FRP-试件界面粘结性能，包含：用于将试件与FRP板粘结的粘结机构，所述粘结机构包含：分别利用胶层粘贴FRP板的试件和锚板；及用于固定粘结机构的持载机构，利用持载机构对试件FRP-试件界面施加预应力以进行力学性能测试；所述持载机构采用耐腐蚀的不锈钢材质和/或外层涂抹有防腐环氧树脂。

作为本发明FRP粘结性能的试验装置，进一步地，所述试件为钢板或混凝土。

作为本发明FRP粘结性能的试验装置，进一步地，锚板和试件分别粘固在FRP板的两端部。

作为本发明FRP粘结性能的试验装置，进一步地，锚板包含上下两个锚接板，FRP板端部的上下两个板面分别通过胶层与两个锚接板固定，两个锚接板上设置有用于与持载机构锚接的螺栓孔。

作为本发明FRP粘结性能的试验装置，进一步地，试件通过胶层与FRP板下板面固定，在试件上设置有用于与持载机构连接的螺栓安装孔。

作为本发明FRP粘结性能的试验装置，进一步地，所述持载机构包含反力架、千斤顶及用于力传递的螺纹张拉锚杆，试件与反力架底板通过螺栓固定，反力架内设置有用于固定锚板的锚板连接件，螺纹张拉锚杆一端延伸至反力架内与锚板连接件固定，在千斤顶输出端与反力架之间的螺纹张拉锚杆上还设置有反力弹簧及锁紧螺母，螺纹张拉锚杆另一端设置有用于固定螺母；锚板连接件上设置有用于安装调节螺栓的螺栓孔，利用调节螺栓调节锚板连接件上的锚板位置。

作为本发明FRP粘结性能的试验装置，进一步地，所述螺纹张拉锚杆上还固定有用于检测预应力大小的力传感器。