钢筋搭接试件对拉实验装置的制作方法

1.本实用新型涉及土木工程检测试验技术领域，尤其涉及一种钢筋搭接试件对拉实验装置。


背景技术：

2.土木工程领域中，钢筋混凝土结构不可避免地存在钢筋接长问题，常用的有搭接、焊接和机械连接等三种方式，其中搭接最为简便、质量最为稳定，最为常用。搭接连接通过搭接区域的混凝土来实现钢筋之间的应力传递。对于普通混凝土内钢筋搭接连接长度有规范可依，对于高性能混凝土、再生混凝土等新材料则无规范可依，需要通过试验进行确定。
3.如附图1所示的混凝土内钢筋搭接对拉试件，其包括混凝土块以及搭接在混凝土块内的锚固钢筋和加载钢筋，锚固钢筋和加载钢筋均为搭接钢筋。上述对拉试件的钢筋搭接强度可以采用梁式构件和对拉试件测定，梁试件耗时耗力，成本大。对拉试件较为便捷，但是现有对拉装置通用性差，还需要研发专门的装置，钢筋-混凝土搭接实验除了提供沿钢筋纵向的轴力外，由于搭接钢筋试件对拉时会产生偏心弯矩，还需要平衡搭接钢筋间产生的偏心力，因此必须采用合适的机构进行抵消。现有装置均是测定钢筋与混凝土粘结强度设计的，且以中心拉拔试验装置为主。为实现混凝土内搭接钢筋连接强度精准测定，提出钢筋搭接试件对拉实验装置。


技术实现要素：

4.本实用新型为了解决现有对拉装置通用性差，难以进行对拉试件测定的问题，提供钢筋搭接试件对拉实验装置，通过优化对拉装置保证后续对搭接钢筋连接强度的精准测定。
5.为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：
6.钢筋搭接试件对拉实验装置，包括对拉试件和反力架，所述反力架包括基板、沿基板长度方向布设的钢筋纵向反力组件以及沿基板宽度方向布设的偏心弯矩反力组件；
7.所述钢筋纵向反力组件包括布设在基板上、间距可调的两个端板以及可调设置在两个端板之间的螺杆，所述端板上开设有调节孔洞；
8.两个端板之间布设有所述对拉试件，对拉试件的加载钢筋穿过一侧端板依次连接有穿心千斤顶、压力传感器和锚具一，所述端板、穿心千斤顶、压力传感器和锚具一之间分别布设有垫板；所述对拉试件的锚固钢筋穿过另一侧端板连接有锚具二以固定，所述端板和锚具二之间也布设有垫板；
9.所述偏心弯矩反力组件包括对称布设在基板两侧的调节座，所述调节座与所述对拉试件的混凝土块对应，调节座包括座体以及螺纹连接在座体上的多个调节螺栓；
10.两侧所述调节座的所述调节螺栓之间夹持混凝土块，所述混凝土块与调节螺栓之间设置有滑移件以相对滑动。
11.进一步地，所述端板包括间隔布设的端板一和端板二，所述端板一可调设置在基
板上，所述端板二固定设置在基板上，端板一和端板二上均开设有所述调节孔洞，调节孔洞为长条形孔。
12.进一步地，所述螺杆穿设在端板一和端板二的边角处，端板一两侧的螺杆上均设置有螺母，端板二两侧的螺杆上也设置有螺母；所述螺杆、端板一和端板二连接组合后构成矩形框架结构。
13.进一步地，所述加载钢筋穿过端板一的调节孔洞，所述穿心千斤顶、压力传感器和锚具一依次穿设在加载钢筋上；所述锚固钢筋穿过端板二的调节孔洞，所述锚具二穿设在锚固钢筋上。
14.进一步地，所述座体固定设置在基板上，座体包括呈
“└”
形布设的竖向板和水平板以及设置在竖向板和水平板之间的肋板，所述竖向板上布设有所述调节螺栓，多个调节螺栓呈矩形阵列排布。
15.进一步地，所述滑移件包括外垫板、内垫板以及滚动钢轴，所述外垫板抵在调节螺栓头部，所述内垫板抵在混凝土块侧壁，内垫板和外垫板之间竖向布设多个所述滚动钢轴。
16.进一步地，所述混凝土块底面也布设有所述内垫板，内垫板和基板之间也布设有所述滚动钢轴。
17.通过上述技术方案，本实用新型的有益效果是：
18.本实用新型结构设计合理，钢筋纵向反力组件长度可调，偏心弯矩反力组件宽度可调，实现了横、纵双向间距的无级可调，进而可适应不同尺寸的对拉试件，对拉试件安装便捷，通用性和稳定性高，可推广应用。
19.本实用新型的偏心弯矩反力组件可抵消搭接钢筋试件对拉时产生的偏心弯矩，平衡了搭接钢筋间产生的偏心力，可保证后续数据测定的精准。同时在偏心弯矩反力组件的作用下，可降低螺杆的刚度要求，使得钢筋纵向反力组件结构更加稳定可靠。
附图说明
20.图1是混凝土内钢筋搭接对拉试件结构示意图。
21.图2是本实用新型钢筋搭接试件对拉实验装置的俯视图。
22.图3是本实用新型钢筋搭接试件对拉实验装置的主视图。
23.图4是本实用新型钢筋搭接试件对拉实验装置的端板一示意图。
24.图5是本实用新型钢筋搭接试件对拉实验装置的端板二示意图。
25.图6是本实用新型钢筋搭接试件对拉实验装置的搭接实验测试系统示意图。
26.附图中标号为：1为混凝土块，2为锚固钢筋，3为加载钢筋，4为基板，51为端板一，52为端板二，6为螺杆，7为调节孔洞，8为穿心千斤顶，9为压力传感器，10为锚具一，11为垫板，12为锚具二，13为座体，131为竖向板，132为水平板，133为肋板，14为调节螺栓，15为外垫板，16为内垫板，17为滚动钢轴，18为液压泵，19为计算机，20为电阻应变仪，21为电阻位移计，22为支架，23为安装板，24为磁力表座。
具体实施方式
27.下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细描述：
28.如图2~图6所示，钢筋搭接试件对拉实验装置，包括对拉试件和反力架，所述反力
架包括基板4、沿基板4长度方向布设的钢筋纵向反力组件以及沿基板4宽度方向布设的偏心弯矩反力组件。
29.本实施例中，所述钢筋纵向反力组件包括布设在基板4上、间距可调的两个端板以及可调设置在两个端板之间的螺杆6，通过螺杆6可进行端板间距的调节，所述端板为矩形板，端板上开设有调节孔洞7。
30.为了便于对端板进行区分，所述端板包括间隔布设的端板一51和端板二52，所述端板一51可调设置在基板4上，端板一51可沿基板4长度方向滑动。所述端板二52固定设置在基板4上，端板一51和端板二52上均开设有所述调节孔洞7，调节孔洞7为长条形孔。
31.所述螺杆6穿设在端板一51和端板二52的边角处，即螺杆6的数量有四个，端板一51两侧的螺杆6上均设置有螺母，端板二52两侧的螺杆6上也设置有螺母。所述螺杆6、端板一51和端板二52连接组合后构成矩形框架结构。通过螺杆6与螺母的配合，可实现端板一51和端板二52间距的调整，来适应不同尺寸的对拉试件。
32.两个端板之间布设有所述对拉试件，即对拉试件置于端板一51和端板二52之间的基板4上。所述对拉试件的加载钢筋3穿过一侧端板依次连接有穿心千斤顶8、压力传感器9和锚具一10，所述端板、穿心千斤顶8、压力传感器9和锚具一10之间分别布设有垫板11。
33.具体的，所述加载钢筋3穿过端板一51的调节孔洞7，所述穿心千斤顶8、压力传感器9和锚具一10依次穿设在加载钢筋3上，穿心千斤顶8施力于加载钢筋3，压力传感器9检测加载钢筋3受力大小。
34.所述对拉试件的锚固钢筋2穿过另一侧端板连接有锚具二12以固定，所述端板和锚具二12之间布设有垫板11。具体的，所述锚固钢筋2穿过端板二52的调节孔洞7，所述锚具二12穿设在锚固钢筋2上。
35.由于各部件接触面尺寸存在差异性，而为了确保各部件之间能够均匀传力，因此在各个部件的接触面之间加设上述垫板11。
36.本实施例中，所述偏心弯矩反力组件包括对称布设在基板4两侧的调节座，所述调节座与所述对拉试件的混凝土块1对应，调节座用于限制混凝土块1，调节座包括座体13以及螺纹连接在座体13上的多个调节螺栓14。
37.所述座体13固定设置在基板4上，座体13包括呈
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形布设的竖向板131和水平板132以及设置在竖向板131和水平板132之间的肋板133。所述竖向板131、水平板132和肋板133焊接组合后截面呈直角三角形，从而保证座体13结构的稳定。
38.所述竖向板131上布设有所述调节螺栓14，多个调节螺栓14呈矩形阵列排布。两侧所述调节座的所述调节螺栓14之间夹持有所述对拉试件的混凝土块1。通过拧动调节螺栓14，可调节其距离混凝土块1的间距，进而适应不同宽度的混凝土块1。
39.为了实现对拉试件沿着基板4长度方向自由滑动，所述混凝土块1与调节螺栓14之间设置有滑移件以相对滑动。所述滑移件包括外垫板15、内垫板16以及滚动钢轴17，所述外垫板15抵在调节螺栓14头部，所述内垫板16抵在混凝土块1侧壁，内垫板16和外垫板15之间竖向布设多个所述滚动钢轴17。
40.为了进一步提供对拉试件滑动的顺畅，所述混凝土块1底面也布设有所述内垫板16，内垫板16和基板4之间也布设有所述滚动钢轴17。在滚动钢轴17的作用下，可实现混凝土块1的便捷滑动，滚动钢轴17通过内垫板16与混凝土块1接触，可避免滚动钢轴17与混凝
土块1直接接触形成局压破坏。
41.调节座和滑移件配合构成一个可调节系统，通过调节螺栓14自由调节挤紧混凝土块1侧面，形成了无长度方向约束、宽度可调、通用性高的偏心弯矩反力组件，偏心弯矩反力组件约束了对拉试件的转动，而不约束其平移。
42.本对拉实验装置的两个端板间距可调，同时基板4两侧调节螺栓14的间距也可调，进而可适应不用尺寸的对拉试件；调节孔洞7为长条形，可适应不同对拉试件加载钢筋3与锚固钢筋2之间的间距，具有较强的通用性，可提高设备利用率，更好的服务于科研与教学。
43.本实施例中还设置有加载单元和数据采集单元，加载单元、数据采集单元和本对拉实验装置配合形成一套钢筋搭接实验测试系统。所述加载单元包括液压泵18，所述液压泵18与穿心千斤顶8连通。所述数据采集单元包括计算机19、电阻应变仪20和电阻位移计21，所述电阻位移计21、压力传感器9和电阻应变仪20连接，电阻应变仪20和计算机19连接。
44.对拉试件的加载钢筋3一端为加载端穿过端板一51，另一端为自由端伸出混凝土块1；对拉试件的锚固钢筋2一端为加载端穿过端板二52，另一端为自由端伸出混凝土块1。加载钢筋3和锚固钢筋2的加载端上均可拆卸连接有竖向支架22，所述支架22截面为
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形。
45.本实施例中的混凝土块1上顶面还放置有钢制安装板23，所述安装板23上设置有四个磁力表座24，磁力表座24为现有技术，其可万向调节并吸附在安装板23上。每个所述磁力表座24上安装有所述电阻位移计21，即电阻位移计21的数量为四个，其一抵在加载钢筋3加载端处的支架22上，其二抵在加载钢筋3自由端端面中心处，其三抵在锚固钢筋2加载端处的支架22上，其四抵在锚固钢筋2自由端端面中心处。
46.在所有部件安装、连接完成后，通过液压泵18向穿心千斤顶8施加驱动力，进而对加载钢筋3进行加载，通过电阻位移计21准确测定加载钢筋3、锚固钢筋2的位移量，并将数据反馈至计算机19，进行实验研究可得出对拉试件搭接钢筋的搭接强度，得到混凝土中钢筋搭接传力性能，为进一步开展钢筋搭接实验奠定了基础。
47.以上所述之实施例，只是本实用新型的较佳实施例而已，并非限制本实用新型的实施范围，故凡依本实用新型专利范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本实用新型申请专利范围内。