一种筋材骨架及梁构件与性能测试装置及方法与流程

技术特征：
1.一种筋材骨架，其特征在于，包括若干用于承受剪切载荷的网格箍筋(1)、若干用于承受弯曲载荷的纵筋(2)，若干纵筋(2)插入由若干网格箍筋(1)围绕形成的闭合框型间隙内且纵筋(2)外侧与网格箍筋(1)内侧连接，若干网格箍筋(1)沿着纵筋(2)的长度方向依次排列；所述网格箍筋(1)与所述纵筋(2)均为frp碳纤维增强复合材料；在所述纵筋(2)端部的网格箍筋(1)与纵筋(2)倾斜放置，在纵筋(2)中部的网格箍筋(1)与纵筋(2)垂直放置。2.根据权利要求1所述的筋材骨架，其特征在于，所述纵筋(2)至少为四根，分布在由若干网格箍筋(1)围绕形成的闭合框型间隙的内侧四角，每一根纵筋(2)至少有两个面与网格箍筋(1)接触。3.一种包含筋材骨架的梁构件，其特征在于，包括如权利要求1或2所述的筋材骨架、混凝土(7)，所述混凝土(7)浇筑在所述筋材骨架上；所述混凝土(7)采用海水、海砂、粉煤灰材料混合制成，其中粉煤灰材料重量占比为30％～50％，形成的混凝土(7)的拓展度≥560mm。4.根据权利要求3所述的梁构件，其特征在于，所述梁构件端部的网格箍筋(1)外露于所述混凝土(7)，梁构件中部的网格箍筋(1)包覆于混凝土(7)内。5.一种用权利要求1所述的筋材骨架中的网格箍筋与混凝土的粘结滑移试验方法，其特征在于，利用粘结滑移试验装置进行测试，粘结滑移试验装置包括用于放置梁构件的反力架与用于施力的加载设备(62)，所述反力架设置在所述加载设备(62)下方，且加载设备(62)可相对于反力架上下移动，测试具体步骤如下：a1：制作第一试件(3)模板；a2：在第一试件(3)模板内放置网格箍筋(1)，网格箍筋(1)与第一试件(3)模板侧壁之间留有间隙；a3：往第一模板内浇注混凝土(7)；a4：经过养护期间后获得第一试件(3)；a5：将第一试件(3)放置在反力架上，然后通过加载设备(62)向第一试件(3)施力；a6：记录试验参数，并进行计算，获得粘结强度，其中计算公式如下：网格箍筋(1)由纤维束组成；其中σ
u
为粘结强度，p
u
为荷载极值，n为纤维束数目，a
g
为纤维束厚度，b
g
为纤维束宽度，l
e
为锚固长度。6.一种剪切性能测试装置，其特征在于，包括用于支撑的承台(53)、用于施力的第一作动器(51)、用于与第一作动器(51)配合施力的第二作动器(52)、用于采集荷载和位移的传感装置、作用于如权利要求3所述的梁构件上的且用于获取应力值的松套光纤传感器(57)、作用于梁构件上的且用于进行损伤监测的智能骨料块(55)和智能骨料贴片(56)、控制器，第一作动器(51)与第二作动器(52)相向设置，均设于承台(53)上方，传感装置设于承台(53)上，传感装置、松套光纤传感器(57)、智能骨料块(55)、智能骨料贴片(56)均与控制器电连接。7.一种用权利要求1所述的筋材骨架中的网格箍筋与混凝土组成的试件的剪切性能测试方法，其特征在于，用权利要求6所述的剪切性能测试装置进行试验，具体步骤如下：b1：制作第二试件(4)模板；
b2：在第二试件(4)模板内放置网格箍筋(1)，网格箍筋(1)与第二试件(4)模板侧壁贴合；b3：往第二试件(4)模板内浇筑一半混凝土(7)，混凝土(7)抹平之后等待混凝土(7)初凝；b4：在混凝土(7)表面铺一层防水隔层；b5：往第二试件(4)模板内浇筑另一半混凝土(7)；b6：经过养护期间后获得第二试件(4)。b7：将第二试件(4)放置在承台(53)上，并将松套光纤传感器(57)、智能骨料块(55)和智能骨料贴片(56)均与第二试件(4)连接；b8：利用第一作动器(51)与第二作动器(52)配合施力进行剪切试验；b9：记录试验参数，并进行计算，获得网格箍筋(1)剪切强度vg。8.一种用权利要求1或2所述的筋材骨架与混凝土组成的试件的剪切性能测试方法，其特征在于，用权利要求6所述的剪切性能测试装置进行试验，具体步骤如下：c1：制作第三试件(8)模板；c2：在第三试件(8)模板内放置筋材骨架，筋材骨架与第三试件(8)模板一端端部的侧壁贴合但与第三试件(8)模板的其余部分留有间隙；c3：往第三试件(8)模板内浇注混凝土(7)；c4：放置凝固后拆模；c5：经过养护期间后获得第三试件(8)；c6：将第三试件(8)放置在承台(53)上，并将松套光纤传感器(57)、智能骨料块(55)和智能骨料贴片(56)均与第三试件(8)连接；c7：利用第一作动器(51)与第二作动器(52)配合施力进行剪切试验；c8：记录试验参数，并进行计算，获得第三试件(8)的混凝土(7)抗剪强度vcs；c9：计算梁构件的总体剪切强度v，计算公式如下：v＝v
cs
v
g
其中v为梁构件的总体剪切强度，vcs为混凝土(7)抗剪强度，vg为网格箍筋(1)的剪切强度。9.根据权利要求8所述梁构件的剪切性能测试方法，其特征在于，进行验算，确定实际工程中是否需要按照计算配置网格箍筋(1)：若v
cs
>0.7f
t
bh0，按照构造标准配网格箍筋(1)，若v
cs
<0.7f
t
bh0，需配的网格箍筋(1)数目n满足以下公式：其中：n为需配的网格箍筋(1)数目，a
g
为纤维束厚度，b
g
为纤维束宽度，s
g
为纤维束间距，v’为梁构件的总体剪切强度目标值，f
t
为混凝土(7)抗拉强度，b为梁宽度，h0为梁有效高度，λ为梁尺寸调整系数，f
f
为纵筋(2)抗拉强度。10.一种用权利要求1所述的筋材骨架中的网格箍筋组成的试件的混合试验方法，其特征在于，具体步骤如下：s1:通过粘结滑移试验方法获取粘结强度σ
u
：a1：制作第一试件(3)模板；
a2：在第一试件(3)模板内放置网格箍筋(1)，网格箍筋(1)与第一试件(3)模板侧壁之间留有间隙；a3：往第一模板内浇注混凝土(7)；a4：经过养护期间后获得第一试件(3)；a5：将第一试件(3)放置在反力架上，然后通过加载设备(62)向第一试件(3)施力；a6：记录试验参数，并进行计算，获得粘结强度，其中计算公式如下：网格箍筋(1)由纤维束组成；其中σ
u
为粘结强度，p
u
为荷载极值，n为纤维束数目，a
g
为纤维束厚度，b
g
为纤维束宽度，l
e
为锚固长度；s2：通过剪切性能测试方法获取网格箍筋(1)剪切试验参数：b1：制作第二试件(4)模板；b2：在第二试件(4)模板内放置网格箍筋(1)，网格箍筋(1)与第二试件(4)模板侧壁贴合；b3：往第二试件(4)模板内浇筑一半混凝土(7)，混凝土(7)抹平之后等待混凝土(7)初凝；b4：在混凝土(7)表面铺一层防水隔层；b5：往第二试件(4)模板内浇筑另一半混凝土(7)；b6：经过养护期间后获得第二试件(4)；b7：将第二试件(4)放置在承台(53)上，并将松套光纤传感器(57)、智能骨料块(55)和智能骨料贴片(56)均与第二试件(4)连接；b8：利用第一作动器(51)与第二作动器(52)配合施力进行剪切试验；b9：记录试验参数，并进行计算，获得网格箍筋(1)剪切强度vg，具体计算公式如下：v
g
＝ηυ(σ
u
)5(σ
xg
a
xs
cos(θ
x
) σ
yg
a
ys
cos(θ
y
))，网格格栅由网格箍筋组成，其中v
g
为网格箍筋的剪切强度，η为混凝土强度调整系数，υ为网格格栅外漏调整系数，σ
u
为粘结强度，σ
xg
为x方向网格格格栅的纤维强度,σ
yg
为y方向网格格格栅的纤维强度,a
xs
为x方向网格格栅的横截面积，a
ys
为y方向网格格栅的横截面积，θ
x
为x方向网格格栅与水平方向的夹角，θ
y
为y方向网格格格栅与水平方向的夹角；s3：通过剪切性能测试方法获取梁构件的总体剪切试验参数：c1：制作第三试件(8)模板；c2：在第三试件(8)模板内放置筋材骨架，筋材骨架与第三试件(8)模板一端端部的侧壁贴合但与第三试件(8)模板的其余部分留有间隙；c3：往第三试件(8)模板内浇注混凝土(7)；c4：放置凝固后拆模；c5：经过养护期间后获得第三试件(8)；c6：将第三试件(8)放置在承台(53)上，并将松套光纤传感器(57)、智能骨料块(55)和智能骨料贴片(56)均与第三试件(8)连接；c7：利用第一作动器(51)与第二作动器(52)配合施力进行剪切试验；c8：记录试验参数，并进行计算，获得第三试件(8)的混凝土(7)抗剪强度vcs；
c9：计算梁构件的总体剪切强度v，计算公式如下：v＝v
cs
v
g
其中v为梁构件的总体剪切强度，vcs为混凝土(7)抗剪强度，vg为网格箍筋(1)的剪切强度；试验完毕。

技术总结
本发明涉及建筑结构梁构件技术领域，更具体地，涉及一种筋材骨架，包括若干用于承受剪切载荷的网格箍筋、若干用于承受弯曲载荷的纵筋，若干纵筋插入由若干网格箍筋围绕形成的闭合框型间隙内且纵筋外侧与网格箍筋内侧连接，若干网格箍筋沿着纵筋的长度方向依次排列；所述网格箍筋与所述纵筋均为FRP碳纤维增强复合材料；在所述纵筋端部的网格箍筋与纵筋倾斜放置，在纵筋中部的网格箍筋与纵筋垂直放置。本发明提供一种筋材骨架，具有轻质、高强、耐腐蚀的属性，作为梁构件的内部支撑结构能够极大程度提高梁构件承载力和耐久性能。度提高梁构件承载力和耐久性能。度提高梁构件承载力和耐久性能。


技术研发人员：张黎飞 邸博 郑愚 周平 夏立鹏 秦任远 梁文轩 梁杰峰 蔡卢彦 林沐凡
受保护的技术使用者：东莞理工学院
技术研发日：2021.11.30
技术公布日：2022/3/3