[发明专利]全寿命周期多工况下钢-混凝土界面力学性能测试装置

说明书

本发明公开了一种全寿命周期多工况下钢‑混凝土界面力学性能测试装置，包括支撑底座组件、法向加载组件和切向加载组件；支撑底座组件用于分别支撑固定钢‑混凝土待测试件的第一钢板和第二钢板；法向加载组件用于与第一钢板和第二钢板分别相连，对钢‑混凝土待测试件施加法向载荷以及对钢‑混凝土待测试件的界面加热；切向加载组件用于与混凝土固定连接，对钢‑混凝土待测试件施加切向载荷，该切向载荷为施加钢‑混凝土待测试件全寿命周期过程中的单向荷载、反复荷载、长期荷载和冲击荷载。该装置稳定性和准确性高，适用于模拟结构全寿命周期长期荷载、反复作用、火灾、撞击等多种工况下钢‑混凝土界面力学性能测试。

技术领域

本发明涉及钢-混凝土界面力学性能测试技术领域，尤其涉及一种全寿命周期多工况下钢-混凝土界面力学性能测试装置。

背景技术

钢和混凝土是目前结构工程中应用最广泛的两种材料。钢-混凝土组合结构一般指由钢和混凝土组合而成，且二者共同工作的结构。组合结构具有力学性能好、施工便捷等特点，目前已经在高层建筑结构、大跨结构和桥梁结构中得到了广泛应用。钢-混凝土界面传力可靠是保证其共同工作的基础。

在钢-混凝土组合结构全寿命周期力学性能研究中，钢-混凝土界面力学性能的研究是分析两种材料共同工作机制的基础。结构全寿命周期过程中可能承受短期荷载、长期荷载、地震、火灾、撞击等多工况作用，需进行相应工况下的界面力学性能试验以分析界面粘结-滑移性能，保证结构的安全。

目前在钢-混凝土界面力学性能测试方面存在如下问题：试件表面几何不规则对切向抗剪性能影响较大，易对结果的稳定性和准确性造成影响；法向荷载对界面切向抗剪性能影响较大，在测试装置中需考虑法向荷载的影响；温度对界面的粘结性能有显著影响，在测试装置中需考虑温度的影响；切向荷载以单向荷载为主，结构全寿命周期各工况影响考虑较少，难以进行反复荷载、长期荷载和冲击荷载等工况下的界面力学性能测试。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种全寿命周期多工况下钢-混凝土界面力学性能测试装置，该装置稳定性和准确性高，适用于模拟结构全寿命周期长期荷载、反复作用、火灾、撞击等多种工况下钢-混凝土界面力学性能测试。

根据本发明实施例的全寿命周期多工况下钢-混凝土界面力学性能测试装置，用于对钢-混凝土待测试件进行界面力学性能测试，所述钢-混凝土待测试件主要由混凝土和位于所述混凝土相对两侧的第一钢板和第二钢板构成；

所述全寿命周期多工况下钢-混凝土界面力学性能测试装置包括：

支撑底座组件，所述支撑底座组件用于分别支撑固定所述第一钢板和所述第二钢板，以使所述混凝土处于悬空状态；

法向加载组件，所述法向加载组件用于与所述第一钢板和所述第二钢板分别相连，对所述钢-混凝土待测试件施加法向载荷以及对所述钢-混凝土待测试件的界面加热以改变所述钢-混凝土待测试件的界面温度；

切向加载组件，所述切向加载组件用于与所述混凝土固定连接，对所述钢-混凝土待测试件施加切向载荷，所述切向载荷为施加所述钢-混凝土待测试件全寿命周期过程中的单向荷载、反复荷载、长期荷载和冲击荷载。

根据本发明实施例的全寿命周期多工况下钢-混凝土界面力学性能测试装置，一方面通过法向加载组件和切向加载组件相配合，便于根据试验需求施加荷载以对测试件进行切向抗剪性能测试；另一方面通过支撑底座组件及法向加载组件、切向加载组件对钢-混凝土待测试件起到了约束作用，以保证钢-混凝土界面沿切向相对运动，有利于得到稳定准确的界面力学性能测试结果；同时，由于可考虑法向荷载的影响，可考虑温度的影响，可考虑单向荷载、反复荷载、长期荷载和冲击荷载等切向荷载的影响，因而，可以适用于模拟结构全寿命周期长期荷载、反复作用、火灾、撞击等多种工况下钢-混凝土界面力学性能测试。