一种预埋件抗剪试验装置及方法与流程

1.本发明涉及预埋件抗剪试验装置技术领域，具体涉及一种预埋件抗剪试验装置及方法。


背景技术：

2.针对钢筋-板这一类的预埋件焊接接头，常用的焊接方法包括焊条电弧焊、气保焊、埋弧螺柱焊等电弧焊。此类焊接接头在核电土建中大量使用，当这类焊接接头有抗剪性能的要求时，有必要对焊后接头的纯抗剪切性能进行检测，尤其是针对新的焊接方法(例如摩擦焊、埋弧螺柱焊等)，更有必要对接头焊缝处的抗剪性能进行测试和评估。
3.公开号为cn206618642u中提供了一种分离式预埋件抗剪实验装置，该实验装置针对槽式预埋件，采用t型锚栓对埋件进行固定，并采用千斤顶进行施力，最终可测得埋件的抗剪载荷和变形。
4.然而，上述装置并不适用于钢筋-板t接预埋件，同时该装置测得的抗剪力为槽式预埋件与混凝土之间的抗剪力，无法适用于钢筋-板t接预埋件。
5.因此，如何准确测得钢筋-板t接预埋件焊缝处的抗剪性能，克服现有技术中所存在的缺陷，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

6.为解决上述问题，本发明提供了一种预埋件抗剪试验装置，用于测定t接预埋件的抗剪性能，包括：
7.夹具，适于水平放置所述t接预埋件的上端部；
8.混凝土基体，连接在所述夹具的下表面，所述混凝土基体适于固定所述t接预埋件的下端部；
9.加载机构，所述加载机构通过连接螺杆连接在所述夹具的一侧面；
10.受力支撑机构，包括竖直连接在所述混凝土基体侧面的受力板和水平支撑在所述加载机构下表面的支撑板，
11.所述连接螺杆远离所述加载机构的一侧穿过所述受力支撑机构的受力板与所述夹具连接。
12.进一步地，所述夹具为矩形结构，所述夹具上开设有矩形通孔和螺纹通孔，且所述矩形通孔竖直贯穿所述夹具的上下表面，所述螺纹通孔水平贯穿所述夹具的一侧。
13.进一步地，所述t接预埋件包括钢筋、焊接在所述钢筋顶部的钢板，所述钢板适于放置在所述夹具的矩形通孔内，所述钢筋适于竖直埋设在所述混凝土基体内。
14.进一步地，所述钢板的尺寸范围为100-150mm。
15.进一步地，所述加载机构包括依次穿设在所述连接螺杆上的空心千斤顶、压力传感器和连接端盖，所述空心千斤顶靠近所述受力板的一侧与所述受力板的表面贴紧，所述连接端盖适于螺纹连接在所述连接螺杆上，且与所述压力传感器的外端面贴紧。
16.进一步地，所述支撑板为工字钢结构，以适于支撑所述加载机构。
17.进一步地，所述钢板与所述混凝土基体之间还设置有薄膜。
18.进一步地，所述混凝土基体的侧面开设有若干个均匀分布的安装孔，所述受力板上开设有与所述安装孔一一对应的连接孔，螺杆适于穿过所述连接孔和所述安装孔以将所述受力板固定连接在所述混凝土基体上。
19.进一步地，所述矩形通孔的深度大于所述钢板的厚度。
20.本发明相对于现有技术，具有如下优点及效果：
21.本发明提供的预埋件抗剪试验装置，包括用于埋置t接预埋件的混凝土基体，以及夹具、受力支撑机构和加载机构，将夹具放置于待测试埋件钢板上，夹具前端与预埋件钢板完全接触，同时将连接螺杆穿过受力支撑机构上端通孔，并与夹具进行螺纹连接，通过加载机构进行加载，剪切力通过连接螺杆和受力支撑机构传递到夹具和夹具内t接预埋件的钢板上，在加载过程中同时观测埋件破坏情况，并可测得t接预埋件焊缝处的抗剪性能，尤其是针对钢筋-板摩擦焊、埋弧螺柱焊等埋件的焊接，能够对焊缝处的抗剪性能进行准确评估。
附图说明
22.图1为本发明实施例提供的预埋件抗剪试验装置的示意图；
23.图2为本发明实施例提供的预埋件抗剪试验装置的另一方向结构示意图；
24.图3为本发明实施例中预埋件抗剪试验装置的主视结构示意图；
25.图4为本发明实施例中预埋件抗剪试验装置的俯视结构示意图；
26.图5为本发明实施例中预埋件抗剪试验装置的侧视结构示意图；
27.图6为本发明实施例中t接预埋件与混凝土基体之间的剖视结构示意图；
28.图7为本发明实施例中t接预埋件的结构示意图；
29.图8为本发明实施例中预埋件抗剪试验方法的流程示意图。
30.附图标记：
31.1-夹具；11-矩形通孔；12-螺纹通孔；
32.2-混凝土基体；21-安装孔；22-连接杆；23-空腔；211-夹具安装孔；212-螺纹孔；221-中心孔；
33.3-加载机构；
34.31-空心千斤顶；32-压力传感器；33-连接端盖；
35.4-受力支撑机构；
36.41-受力板；411-连接孔；42-支撑板；
37.5-连接螺杆；
38.6-t接预埋件；
39.61-钢筋；62-钢板。
具体实施方式
40.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
41.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例根据，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
42.另外，在本文中所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用，不应限制本技术请求保护的范围。
43.请参阅图1-7所示，本发明的实施例提供一种预埋件抗剪试验装置，用于测定t接预埋件6的抗剪性能，所述试验装置包括夹具1、混凝土基体2、加载机构3、受力支撑机构4和连接螺杆5，其中：
44.夹具1适于水平放置t接预埋件6的上端部，以对t接预埋件6的端部形成固定。
45.混凝土基体2连接在夹具1的下表面，混凝土基体2适于固定t接预埋件6的下端部。由此，t接预埋件6的下端部埋设在混凝土基体2内，从而实现对t接预埋件6的整体固定作用。
46.加载机构3通过连接螺杆5连接在夹具1的一侧面，通过加载机构3的加载，能够提供作用在t接预埋件6上焊缝处的剪切力。
47.受力支撑机构4包括竖直连接在混凝土基体2侧面的受力板41和水平支撑在加载机构3下表面的支撑板42，其中受力板41用于传递加载机构3实施的剪切力到t接预埋件6上，支撑板42用于对加载机构3提供水平支撑平台，以便于更好的实施加载力。
48.支撑板42放置于加载机构3的下部，用于支撑整个装置。优先地，支撑板42的结构不限形式，甚至可采用自动升降装置，可适用于不同高度时的支撑情况。
49.连接螺杆5远离加载机构3的一侧穿过受力支撑机构4的受力板41与夹具1连接。连接螺杆5的一端与加载机构3连接，另一端与夹具1连接，从而可将加载机构3作用的剪切力传递到夹具1内的t接预埋件6的焊缝处。
50.具体地，请参阅图1所示，在本发明的实施例当中，夹具1为矩形结构，夹具1上开设有矩形通孔11和螺纹通孔12，且矩形通孔11竖直贯穿夹具1的上下表面，螺纹通孔12水平贯穿夹具1的一侧。
51.由此，通过矩形通孔11的设置，可用于容纳t接预埋件6的上端；通过螺纹通孔12的设置，可将加载机构3施加的剪切力传递到夹具上，再通过夹具1传递到t接预埋件6的上端。
52.具体地，请参阅图6所示，在本发明的实施例当中，t接预埋件6包括钢筋61、焊接在钢筋61顶部的钢板62，钢板62适于放置在夹具1的矩形通孔11内，钢筋61适于竖直埋设在混凝土基体2内。
53.需要在此进行特别说明的是，t接预埋件6可包括多个均匀分布的钢板62和钢筋61，并且钢筋61与钢板62一一对应设置。
54.另外，t接预埋件6在布置时，可按照图1-2所示进行环形布置，同时需考虑埋件与埋件之间的间距，防止夹具1与埋件之间造成干涉。
55.具体地，请参阅图6所示，在本发明的实施例当中，钢板62的尺寸范围为100-150mm。
56.由此，将焊接完成的钢筋-板预埋件切割为合适大小的形状，一般为100*100mm-150*150mm大小，切割方法为冷加工，包括但不限于锯切、线切割等方式；另外切割后的埋件应包括完整的单根钢筋61、钢板62和钢板焊缝。
57.具体地，请参阅图6所示，在本发明的实施例当中，加载机构3包括依次穿设在连接螺杆5上的空心千斤顶31、压力传感器32和连接端盖33，空心千斤顶31靠近受力板41的一侧与受力板41的表面贴紧，连接端盖33适于螺纹连接在连接螺杆5上，且与压力传感器32的外端面贴紧。
58.由此，依次将空心千斤顶31和压力传感器32套入连接螺杆5，通过螺纹将连接端盖33固定于连接螺杆5的后端，连接时尽量保证压力传感器32、空心千斤顶31和受力板41之间无间隙。
59.具体地，请参阅图2所示，在本发明的实施例当中，支撑板42为工字钢结构，以适于支撑加载机构3，为空心千斤顶31和压力传感器32提供支撑作用。
60.具体地，请参阅图6所示，在本发明的实施例当中，钢板92与混凝土基体2之间还设置有薄膜。
61.埋置埋件时，埋件钢板下表面紧贴混凝土表面，同时为了避免钢板62与混凝土基体2接触连接，在浇灌混凝土前采用薄膜隔离钢板62与混凝土。
62.具体地，请参阅图3所示，在本发明的实施例当中，混凝土基体2的侧面开设有若干个均匀分布的安装孔21，受力板41上开设有与安装孔21一一对应的连接孔411，螺杆适于穿过连接孔411和安装孔21以将受力板41固定连接在混凝土基体2上。
63.本实施例中，受力板41的上端开有一个通孔，下端开有四个连接孔411，连接螺杆5的端部与夹具1相连，并分别穿过受力板41上端、空心千斤顶31、和压力传感器32，另一端与连接端盖33相连，同时受力板41的下端通过四根螺杆与混凝土基体2相连。
64.优选地，在本实施例当中，矩形通孔11的深度大于钢板62的厚度。
65.工作过程：受力板41固定安装于混凝土基体2之上，通过空心千斤顶31施加压力，在受力板41的反作用力下，空心千斤顶31因伸长施加的载荷传递至压力传感器32和连接端盖33上，连接端盖33与连接螺杆5相连，因此可通过连接螺杆5和夹具1施加剪切载荷，同时也可通过压力传感器32测量和读取抗剪力的实时大小，随着剪切载荷的不断增加，直到将预埋件的钢板62剪断，此时压力传感器32测量得到的载荷即为最大抗剪力。
66.请参阅图8所示，本发明实施例还提供了一种预埋件抗剪试验方法，所述试验方法包括：
67.步骤s
100
：焊接完成待测预埋件，并将待测预埋件通过冷加工方法切割为合适大小的单根t接预埋件6；
68.本实施例当中，将焊接完成的钢筋-板预埋件切割为合适大小的形状，一般为100*100mm-150*150mm大小，切割方法为冷加工，包括但不限于锯切、线切割等，另外切割后的埋件应包括完整的单根钢筋61、钢板62和焊缝。
69.步骤s
200
：制作长方体模，将多根t接预埋件6倒置放入长方体模，放置时t接预埋件6的钢板62下表面紧贴混凝土表面，并在钢板62与混凝土之间放置薄膜隔绝；
70.选择相应强度的混凝土，将多根埋件倒置(钢板62在上)并浇筑混凝土，埋置埋件时，埋件钢板下表面紧贴混凝土表面，同时为了避免钢板62与混凝土接触连接，在浇灌混凝
土前采用薄膜隔离钢板62与混凝土。
71.步骤s
300
：将多根t接预埋件6浇筑在相应强度的混凝土上，并经振实、抹平和养护，养护周期一般为28天。
72.步骤s
400
：安装抗剪试验装置，逐根测试抗剪力大小，并记录最大剪切力数值；
73.在进行剪切试验时，为了防止混凝土基体2开裂破坏或钢筋61直接被拉脱，可适当增加预埋件钢筋的长度和混凝土的强度。
74.步骤s
500
：完成抗剪试验，拆除抗剪试验装置。
75.虽然本发明公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。