一种水平拉力混凝土锚固螺栓抗剪能力测试装置及方法

1.本发明涉及锚固螺栓现场测试技术领域，特别是涉及一种水平拉力混凝土锚固螺栓抗剪能力测试装置及方法。


背景技术：

2.抗震支架是控制管道设备产生位移震动，并将荷载传递至承载结构上的各类组件或装置。对于建筑工程领域，可保证地震作用下，重要设备的正常运行。锚固螺栓作为抗震支架与主体结构重要连接传力节点，对抗震支架整体系统正常工作至关重要。根据cecs420-2015《抗震支吊架安装及验收规程》固定于混凝土结构的抗震支吊架，应采用具有机械锁键效应的后扩底锚栓。水平地震作用分为侧向水平地震作用和纵向水平地震作用，锚固螺栓作为重要的连接传力节点，它的作用是通过锚固在主体结构的混凝土中向抗震支架提供水平方向和竖直方向的反作用力。
3.实际工程中，受到螺栓质量、施工不当等影响，锚固螺栓出现质量问题时有发生，因此对于锚栓的现场检验尤为重要。根据《混凝土结构后锚固技术规程》jgj145
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2013相关规定，锚栓的锚固承载力现场检验方法是需要使用专门的拉拔仪进行连续加载或分级加载，再根据规范中的检验结果评定标准对锚固件承载力进行评定。而规范中并未对锚固件抗剪承载力的检验方法和评定标准进行说明，目前对于锚固螺栓的抗剪性能测试，仅有实验室方法，考虑到抗震支架安装现场空间等因素的诸多限制，对于锚栓的抗剪性能测试缺少一种简单易行的测试装置与方法。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种水平拉力混凝土锚固螺栓抗剪能力测试装置及方法，装置结构简单，安装和操作比较方便，受现场空间限制小，体积小型化，造价低，方便携带和推广，可以利用现场条件随时随地进行试验，解决了现有技术中存在的例如装置笨重需要操作空间，无法找到稳定可靠的反力点，无法在现场进行原位测试等问题。
5.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
6.一种水平拉力混凝土锚固螺栓抗剪能力测试装置，该装置包括坡形连接件和l型连接板，所述坡形连接件的一端通过待测锚固螺栓固定连接在混凝土表面，另一端设置为螺杆，所述螺杆通过拉力施加螺母与l型连接板的短板连接，所述l型连接板的长板通过若干反向固定螺栓固定连接在混凝土表面，所述待测锚固螺栓与若干反向固定螺栓设置在同一条直线上；所述坡形连接件靠近待测锚固螺栓的段部下方设置水平剪切限位装置，所述坡形连接件靠近螺杆的段部设置拉力测量装置。
7.进一步的，所述拉力测量装置为拉力传感器，拧动拉力施加螺母，对坡形连接件施加水平拉力。
8.进一步的，所述拉力测量装置为电动拉力器。
9.进一步的，所述反向固定螺栓设置有2个。
10.本发明还提供了一种水平拉力混凝土锚固螺栓抗剪能力测试方法，应用于上述的水平拉力混凝土锚固螺栓抗剪能力测试装置，包括以下步骤：
11.s1，将待测锚固螺栓周围和测试装置安装区域的混凝土表面使用砂纸打磨平整，避免凸起；
12.s2，使用尺子测量若干反力固定螺栓之间以及反力固定螺栓与待测锚固螺栓之间的相对位置，标记出反力固定螺栓的位置，使得待测锚固螺栓在两个反力固定螺栓连线的延长线上，且位置适当，按照标记位置使用电钻打孔安装反力固定螺栓；
13.s3，将坡形连接件与待测锚固螺栓连接，暂时不要固定位置，方便后续调整位置；
14.s4，将l型连接板与反力固定螺栓和坡形连接件组合，调整整个装置使得装置在混凝土表面上的投影在若干反力固定螺栓与待测锚固螺栓形成的直线上；
15.s5，将反力固定螺栓使用力矩扳手拧紧，使用扳手固定待测锚固螺栓上的螺母；
16.s6，将拉力施加螺母手动拧上坡形连接件的螺杆，直至接触l型连接板为止；
17.s7，安装水平剪切限位装置，使得坡形连接件靠近待测锚固螺栓一侧紧紧接触混凝土表面，确保加载时坡形连接件对待测锚固螺栓产生水平方向剪切力；
18.s8，对坡形连接件施加水平拉力，拉力测量装置监测拉力；
19.s9，确定好检测结果后，对坡形连接件施加施加反向力，将荷载卸至0；
20.s9，拆卸测试装置。
21.进一步的，所述步骤s8中，所述拉力测量装置为拉力传感器，旋紧螺杆处拉力施加螺母，待测锚固螺栓的抗剪承载力检测采用连续加载形式，使用扳手稳定扭紧拉力施加螺母，观察拉力传感器，应以均匀速率在2min-3min时间内加载至设定的检验荷载，并持荷2min。
22.进一步的，所述步骤s8中，所述拉力测量装置为电动拉力器，使用电动拉力器直接提供和显示作用力。
23.根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明提供的水平拉力混凝土锚固螺栓抗剪能力测试装置及方法，装置结构巧妙，安装和操作比较方便，通过在待测锚固螺栓周围以相同的技术安装若干的反力固定螺栓作为反力支撑点，具有可靠方便的特点，可操作性强，解决了现有技术中受空间限制不方便进行现场原位测试的问题；可利用拧紧螺母产生的反向作用力，作为加载方式，其作用形式与螺栓千斤顶类似，具有方便易操作的特点，解决了现有技术中测试装置笨重复杂，安装和操作比较困难繁琐的问题；由于本装置螺栓拉力与检测剪力不在同一水平上，会产生弯矩作用，利用水平剪切限位装置，可平衡弯矩，保证剪切部分始终保持水平，提高检测精度。
附图说明
24.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
25.图1为本发明实施例一水平拉力混凝土锚固螺栓抗剪能力测试装置安装状态的主视图；
26.图2为本发明实施例一水平拉力混凝土锚固螺栓抗剪能力测试装置的仰视图；
27.图3为本发明实施例一拉力施加螺母与l型连接板的连接结构示意图；
28.图4为本发明实施例二水平拉力混凝土锚固螺栓抗剪能力测试装置安装状态的主视图；
29.图5为本发明实施例二水平拉力混凝土锚固螺栓抗剪能力测试装置的仰视图；
30.图6为本发明实施例二电动拉力器连接拉力螺栓的侧面图；
31.附图标记说明；1、坡形连接件；2、拉力传感器；3、螺杆；4、拉力施加螺母；5、反向固定螺栓；6、l型连接板；7、待测锚固螺栓；8、水平剪切限位装置；9、电动拉力器；10、拉力螺栓。
具体实施方式
32.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
33.本发明的目的是提供一种水平拉力混凝土锚固螺栓抗剪能力测试装置及方法，装置结构简单，安装和操作比较方便，受现场空间限制小，体积小型化，造价低，方便携带和推广，可以利用现场条件随时随地进行试验。
34.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
35.如图1-图6所示，本发明实施例提供的水平拉力混凝土锚固螺栓抗剪能力测试装置，包括坡形连接件1和l型连接板6，所述坡形连接件1的一端通过待测锚固螺栓7固定连接在混凝土表面，另一端设置为螺杆3，所述螺杆3通过拉力施加螺母4与l型连接板6的短板连接，所述l型连接板6的长板通过若干反向固定螺栓5固定连接在混凝土表面，所述待测锚固螺栓7与若干反向固定螺栓5设置在同一条直线上；所述坡形连接件1靠近待测锚固螺栓7的段部下方设置水平剪切限位装置8，所述坡形连接件1靠近螺杆3的段部设置拉力测量装置。所述反向固定螺栓5设置有2个。
36.如图1-3所示，在实施例一中，所述拉力测量装置为拉力传感器2，拧动拉力施加螺母4，对坡形连接件1施加水平拉力。
37.如图4-6所示，所述拉力测量装置为电动拉力器9，所述电动拉力器9的左端通过拉力螺栓10结构连接到坡形连接件1中。
38.本发明还提供了一种水平拉力混凝土锚固螺栓抗剪能力测试方法，应用于上述的水平拉力混凝土锚固螺栓抗剪能力测试装置，包括以下步骤：
39.s1，将待测锚固螺栓7周围和测试装置安装区域的混凝土表面使用砂纸打磨平整，避免凸起；
40.s2，使用尺子测量若干反力固定螺栓5之间以及反力固定螺栓5与待测锚固螺栓7之间的相对位置，标记出反力固定螺栓5的位置，使得待测锚固螺栓7在两个反力固定螺栓5连线的延长线上，且位置适当，按照标记位置使用电钻打孔安装反力固定螺栓5；
41.s3，将坡形连接件1与待测锚固螺栓7连接，暂时不要固定位置，方便后续调整位
置；
42.s4，将l型连接板6与反力固定螺栓5和坡形连接件组合，调整整个装置使得装置在混凝土表面上的投影在若干反力固定螺栓5与待测锚固螺栓7形成的直线上；
43.s5，将反力固定螺栓5使用力矩扳手拧紧，使用扳手固定待测锚固螺栓7上的螺母；
44.s6，将拉力施加螺母手动拧上坡形连接件的螺杆，直至接触l型连接板为止；
45.s7，安装水平剪切限位装置8，使得坡形连接件1靠近待测锚固螺栓7一侧紧紧接触混凝土表面，确保加载时坡形连接件1对待测锚固螺栓7产生水平方向剪切力；
46.s8，对坡形连接件1施加水平拉力，拉力测量装置监测拉力；
47.s9，确定好检测结果后，对坡形连接件1施加施加反向力，将荷载卸至0；
48.s9，拆卸测试装置。
49.在实施例一中，所述步骤s8中，所述拉力测量装置为拉力传感器2，旋紧螺杆3处拉力施加螺母4，待测锚固螺栓7的抗剪承载力检测采用连续加载形式，使用扳手稳定扭紧拉力施加螺母，观察拉力传感器2，应以均匀速率在2min-3min时间内加载至设定的检验荷载，并持荷2min。
50.在实施例二中，所述步骤s8中，可将拉力传感器2替换为电动拉力器9，不再使用手动拧紧螺栓产生的作用力，而是使用电动拉力器9直接提供和显示作用力。
51.本发明所采用的技术要求是：
52.1、待测锚固螺栓周围及测试装置安装区域混凝土表面要平整，不可有凹陷或凸起，避免测试结果不准确；
53.2、两个反力固定螺栓与待测锚固螺栓之间的距离要适当，能使得旋紧拉力施加螺栓时能正常挤压l型连接板，并且在待测锚固件处形成剪切力；
54.3、两个反力固定螺栓应该与待测锚固螺栓固件在同一条直线上；
55.4、待测锚固螺栓与坡形连接件的连接中，待测锚固螺栓上的螺母只是起到约束坡形连接件掉落，不可以拧的太紧，以免使得坡形连接件与混凝土表面产生较大的摩檫力，影响结果。
56.本发明提供的水平拉力混凝土锚固螺栓抗剪能力测试装置及方法，装置结构巧妙，安装和操作比较方便，通过在待测锚固螺栓周围以相同的技术安装若干的反力固定螺栓作为反力支撑点，具有可靠方便的特点，可操作性强，解决了现有技术中受空间限制不方便进行现场原位测试的问题；可利用拧紧螺母产生的反向作用力，作为加载方式，其作用形式与螺栓千斤顶类似，具有方便易操作的特点，解决了现有技术中测试装置笨重复杂，安装和操作比较困难繁琐的问题；由于本装置螺栓拉力与检测剪力不在同一水平上，会产生弯矩作用，利用水平剪切限位装置，可平衡弯矩，保证剪切部分始终保持水平，提高检测精度。
57.本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。