测量混凝土受弯构件在荷载与腐蚀下性能的装置.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201921875520.1 (22)申请日 2019.11.04 (73)专利权人 辽宁科技大学 地址 114000 辽宁省鞍山市高新区千山路 185-1号 (72)发明人 李昊孙仁杰韩雨东王庆利 (74)专利代理机构 沈阳之华益专利事务所有限 公司 21218 代理人 汪洋 (51)Int.Cl. G01N 17/00(2006.01) G01N 3/08(2006.01) G01B 21/02(2006.01) (ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利 (54)实用新型名。

2、称 测量混凝土受弯构件在荷载与腐蚀下性能 的装置 (57)摘要 本实用新型一种测量混凝土受弯构件在荷 载与腐蚀下性能的装置， 属结构工程领域， 试件 置于两个大支座上部， 试件的上部放置两个加载 梁小支座， 加载梁小支座的上部依次设置分配 梁、 荷载传感器， 拉杆穿过钢制腐蚀槽的底板和 分配梁， 钢制腐蚀槽放置在反力底座上， 反力底 座上部为两个大支座； 试件、 NaCl溶液设置在钢 制腐蚀槽内； 外接电源和本装置构成闭合回路， 在分配梁上部搭载破坏加载梁， 利用千斤顶做一 次性破坏加载试验； 本实用新型无需地锚， 不受 试验环境限制， 减少了操作难度， 拼装起来更加 便捷。 权利要求书1页 。

3、说明书4页 附图4页 CN 211292500 U 2020.08.18 CN 211292500 U 1.一种测量混凝土受弯构件在荷载与腐蚀下性能的装置， 其特征在于： 包括加载装置 和测量装置； 加载装置包括反力底座 （1） 、 大支座 （2） 、 加载梁小支座 （7） 、 拉杆 （4） 、 拉杆螺母 （14） 、 分 配梁 （5） ； 测量装置包括荷载传感器 （6） 、 右部位移传感器 （10） 、 中部位移传感器 （11） 、 左部位移 传感器 （12） ； 所述反力底座 （1） 置于地面， 试件 （15） 置于两个大支座 （2） 上部， 试件 （15） 的上部放置 两个加载梁小支座 。

4、（7） ， 在试件 （15） 与两个加载梁小支座 （7） 之间设置绝缘层； 加载梁小支座 （7） 的上部设置分配梁 （5） 、 荷载传感器 （6） ， 拉杆 （4） 穿过钢制腐蚀槽 （3） 的底板和分配梁 （5） ; 所述的左部位移传感器 （12） 、 右部位移传感器 （10） 分别设置在试件 （15） 下表面的大支 座 （2） 处； 中部位移传感器 （11） 设置在试件 （15） 上。 2.根据权利要求1所述的测量混凝土受弯构件在荷载与腐蚀下性能的装置， 其特征在 于： 钢制腐蚀槽 （3） 放置在反力底座 （1） 上， 在荷载传感器 （6） 的顶部设置拉杆螺母 （14） 将 拉杆 （4） 紧。

5、固； 试件 （15） 、 NaCl溶液 （8） 设置在钢制腐蚀槽 （3） 内； 外接电源 （13） 分别与试件 （15） 和钢制腐蚀槽 （3） 内部的阴极板 （9） 相连， 构成闭合回路； 两个大支座 （2） 位于钢制腐蚀槽 （3） 内的底板上； 钢制腐蚀槽 （3） 的底板与大支座 （2） 之 间设置绝缘层。 3.根据权利要求1所述的测量混凝土受弯构件在荷载与腐蚀下性能的装置， 其特征在 于： 荷载传感器 （6） 放置在两根分配梁 （5） 上， 在荷载传感器 （6） 上部搭载破坏加载梁 （16） ， 破坏加载梁 （16） 上部设置千斤顶。 4.根据权利要求1所述的测量混凝土受弯构件在荷载与腐蚀。

6、下性能的装置， 其特征在 于： 所述的大支座 （2） 和加载梁小支座 （7） 的外露部分绝缘处理。 5.根据权利要求1所述的测量混凝土受弯构件在荷载与腐蚀下性能的装置， 其特征在 于： 荷载传感器 （6） 、 右部位移传感器 （10） 、 中部位移传感器 （11） 、 左部位移传感器 （12） 均与 数据采集箱相连。 6.根据权利要求2所述的测量混凝土受弯构件在荷载与腐蚀下性能的装置， 其特征在 于： NaCl溶液 （8） 液面高于阴极板 （9） 和试件 （15） 。 权利要求书 1/1 页 2 CN 211292500 U 2 测量混凝土受弯构件在荷载与腐蚀下性能的装置 技术领域 0001 。

7、本实用新型属结构工程领域， 特别涉及一种测量混凝土受弯构件在荷载与腐蚀下 性能的装置。 背景技术 0002 钢管混凝土属于组合结构的一种， 是指在钢管中填充混凝土且两种材料共同受力 而形成的结构。 按钢管的布置可分为实心钢管混凝土、 中空夹层钢管混凝土和离心式钢管 混凝土等； 按截面形式可分为圆形、 方/矩形、 多边形和异形钢管混凝土等。 钢管混凝土在实 际工程中往往承受较大的荷载， 同时还要受到周围环境中腐蚀性液体或气体等的腐蚀作 用， 上述问题在工程设计与应用中不容忽视， 有必要进行研究。 0003 已有用于试件在长期荷载下性能研究的试验装置与方法或用于试件耐电化学腐 蚀性能研究的试验装置。

8、与方法， 但上述试验装置与方法只能实现一种作用或者装置零部件 多， 不易操作， 成本高。 实用新型内容 0004 为了研究钢管混凝土在荷载与腐蚀下共同作用下的受力性能， 必然涉及到相应的 试验装置与方法， 本实用新型提出了一种用于试件在长期荷载下耐电化学腐蚀性能研究的 试验装置与方法， 能同时实现对试件的长期荷载作用和电化学腐蚀作用。 0005 一种研究钢管混凝土在荷载与腐蚀下共同作用下性能的实验装置， 包括加载装置 和测量装置， 其中加载装置主要包括大支座、 加载梁小支座、 拉杆、 反力底座、 分配梁； 腐蚀 装置主要包括腐蚀槽、 上部阴极板、 腐蚀液、 绝缘层和外接电源； 测量装置主要包括。

9、荷载传 感器和右部位移传感器、 中部位移传感器、 左部位移传感器。 0006 试件置于腐蚀装置的腐蚀槽中， 并同时在试件上放置加载装置， 通过测量装置对 试件长期荷载作用和电化学腐蚀作用进行测量。 0007 进一步地， 所述反力底座和分配梁之间通过两根拉杆形成自反力架； 0008 进一步地， 在腐蚀阶段， 钢制腐蚀槽放置在反力底座上； 在钢制腐蚀槽内的底板上 放置两个大支座； 钢制腐蚀槽的底板与两个大支座之间设置绝缘层； 0009 进一步地， 在两个大支座上放置试件， 在试件上放置两个加载梁小支座， 在试件与 两个加载梁小支座之间设置绝缘层； 0010 进一步地， 在两个加载梁小支座上放置分配。

10、梁， 然后在分配梁上放置荷载传感器； 将两根拉杆穿过分配梁并在分配梁上放置荷载传感器并通过拉杆螺母固定； 拉杆的另一端 与反力底座之间相固定； 0011 进一步地， 破坏加载阶段， 将荷载传感器上方拉杆螺母取下来， 将荷载传感器放置 在两根分配梁上， 在荷载传感器上方放置分配梁， 在分配梁上方施加破坏荷载； 0012 进一步地， 所述的左部位移传感器、 右部位移传感器分别设置在试件下表面的大 支座处； 中部位移传感器设置在试件上； 分别测量跨中挠度和支座沉降； 说明书 1/4 页 3 CN 211292500 U 3 0013 进一步地， 以钢制腐蚀槽和腐蚀溶液中的阴极板为阴极， 以试件的钢管。

11、为阳极， 外 接直流电源腐蚀。 0014 进一步地， 所述大支座外露部分需绝缘处理， 加载梁小支座的外露部分需绝缘处 理。 0015 进一步地， 采用上述研究试件在荷载与腐蚀下性能的装置， 按照以下步骤进行： 0016 （1） 初始加载， 记录荷载及其对应的挠度和支座沉降； 0017 （2） 保持初始加载值不变， 向腐蚀槽内注入腐蚀液， 外接直流电源开始腐蚀， 记录 荷载及其对应的挠度和支座沉降； 0018 （3） 拆除腐蚀槽， 保持长期加载值不变， 一次性破坏加载， 记录荷载及其对应的挠 度和支座沉降。 0019 进一步地， 本实用新型采用特定的加载装置和方法， 通过初始加载阶段、 电化学腐。

12、 蚀/长期加载阶段和破坏加载阶段， 所得试验数据可以绘制出试件的弯矩-跨中挠度受力全 过程曲线和所需要的应力-应变曲线等。 既适用于实心钢管混凝土、 中空夹层钢管混凝土和 离心式钢管混凝土等， 也适用于圆形、 方/矩形、 多边形和异形钢管混凝土等。 0020 本实用新型的优点与有益效果： 0021 1 本实用新型能同时实现对试件的长期荷载作用和电化学腐蚀作用。 0022 2 本实用新型采用电化学腐蚀， 腐蚀速度高于自然环境腐蚀， 可以加快试验进度。 0023 3 本实用新型所得试验数据可以绘制出试件的弯矩-跨中挠度受力全过程曲线。 0024 4 较比以往此方面实用新型的设计， 本实用新型亮点在。

13、于它设计有自身的自反力 装置， 无需地锚， 不受试验环境限制。 0025 5 较比以往此方面实用新型的设计， 本实用新型另一亮点在于持载腐蚀阶段无分 配梁和千斤顶， 大大减少了操作难度， 拼装起来更加便捷。 附图说明 0026 图1为测量混凝土受弯构件在荷载与腐蚀下性能的装置主视图； 0027 图2为测量混凝土受弯构件在荷载与腐蚀下性能的装置俯视图； 0028 图3为测量混凝土受弯构件在荷载与腐蚀下性能的装置仰视图； 0029 图4为测量混凝土受弯构件在荷载与腐蚀下性能的装置侧视图； 0030 图5为本实用新型在通电前加载持载荷载阶段主视图； 0031 图6为本实用新型在加载破坏荷载阶段主视图。

14、； 0032 图7为本实用新型在破坏加载阶段所使用的试验装置侧视图； 0033 上图中： 1反力底座， 2大支座， 3钢制腐蚀槽， 4拉杆， 5分配梁， 6荷载传感器， 7加载 梁小支座， 8 NaCl溶液， 9阴极板， 10右部位移传感器， 11中部位移传感器， 12左部位移传感 器， 13直流电源， 14拉杆螺母， 15试件,16破坏加载梁。 具体实施方式 0034 为了进一步说明本发明， 下面结合附图及实施例对本发明进行详细地描述， 但不 能将它们理解为对本发明保护范围的限定。 0035 实施例： 一种测量混凝土受弯构件在荷载与腐蚀下性能的装置， 如图1-7所示， 加 说明书 2/4 页。

15、 4 CN 211292500 U 4 载装置包括反力底座1、 大支座2、 加载梁小支座7、 拉杆4、 螺母14、 分配梁5； 0036 测量装置包括荷载传感器6、 右部位移传感器10、 中部位移传感器11、 左部位移传 感器12； 0037 所述反力底座1置于地面， 试件15置于两个大支座2上部， 试件15的上部放置两个 加载梁小支座7， 在试件15与两个加载梁小支座7之间设置绝缘层； 0038 加载梁小支座7的上部设置分配梁5、 荷载传感器6， 拉杆4穿过钢制腐蚀槽3的底板 和分配梁5; 0039 所述的左部位移传感器12、 右部位移传感器10分别设置在试件15下表面的大支座 2处； 中部。

16、位移传感器11设置在试件15上。 0040 钢制腐蚀槽3放置在反力底座1上， 在荷载传感器6的顶部设置拉杆螺母14将拉杆4 紧固； 试件15、 NaCl溶液8设置在钢制腐蚀槽3内； 外接电源13分别与试件15和钢制腐蚀槽3 内部的阴极板9相连， 构成闭合回路； 0041 两个大支座2位于钢制腐蚀槽3内的底板上； 钢制腐蚀槽3的底板与大支座2之间设 置绝缘层。 0042 荷载传感器6放置在两根分配梁5上， 在荷载传感器6上部搭载破坏加载梁16， 破坏 加载梁16上部设置千斤顶。 0043 所述的大支座2和加载梁小支座7的外露部分绝缘处理。 0044 荷载传感器6、 右部位移传感器10、 中部位移。

17、传感器11、 左部位移传感器12均与数 据采集箱相连。 0045 NaCl溶液8液面高于阴极板9和试件15。 0046 以钢制腐蚀槽3和另设置的上部阴极板9为阴极， 以试件15为阳极， 外接直流电源 13开始腐蚀。 0047 采用测量钢管混凝土在荷载与腐蚀下共同作用下性能的装置， 按照以下步骤进 行： 0048 （1） 初始加载， 记录荷载及其对应的挠度和支座沉降； 0049 （2） 保持初始加载值不变， 向腐蚀槽内注入腐蚀液， 外接直流电源开始腐蚀， 记录 荷载及其对应的挠度和支座沉降； 0050 （3） 拆除腐蚀槽， 保持长期加载值不变， 一次性破坏加载， 记录荷载及其对应的挠 度和支座沉。

18、降。 0051 使用测量钢管混凝土在荷载与腐蚀下共同作用下性能的装置进行测量时， 分以下 三个阶段： 0052 初始加载阶段： 如图1-3所示， 首先固定反力底座1， 然后在反力底座1上放置钢制 腐蚀槽3； 在钢制腐蚀槽3内的底板上放置两个大支座2； 钢制腐蚀槽3的底板与大支座2之间 设置绝缘层， 大支座2的外露部分也绝缘处理； 在两个大支座2上放置试件15， 试件15的端板 的外露部分也绝缘处理； 在试件15上放置两个加载梁小支座7， 在试件15与两个加载梁小支 座7之间设置绝缘层， 加载梁小支座7的外露部分也绝缘处理； 在两个加载梁小支座7上放置 刚度足够大的分配梁5， 然后在分配梁5上放。

19、置荷载传感器6； 将四根拉杆2穿过分配梁5以及 荷载传感器6， 再旋紧拉杆螺母14； 用位移传感器测量跨中挠度和支座沉降； 人工旋紧拉杆 螺母14加载直至达到设计荷载， 同时记录每级荷载及其对应的挠度和支座沉降。 说明书 3/4 页 5 CN 211292500 U 5 0053 电化学腐蚀/长期加载阶段： 拧紧拉杆螺母14直至荷载传感器6的读数达到设计荷 载。 保持初始加载值不变， 向腐蚀槽3内注入NaCl溶液8， 液面高度应高于试件15的上表面， 以钢制腐蚀槽3和另设置的上部阴极板9为阴极， 以试件15的钢管为阳极， 外接直流电源13 开始腐蚀， 在此期间定期记录荷载及其对应的挠度和支座沉。

20、降直至达到腐蚀/长期加载期 限。 0054 破坏加载阶段： 如图6-7所示， 抽出NaCl溶液8， 拆除外接直流电源13以及腐蚀槽3 和上部阴极板9， 利用千斤顶做一次性破坏加载试验， 同时记录荷载及其对应的挠度和支座 沉降。 0055 以上所述仅是本发明的优选实施方式， 应当指出， 对于本技术领域的普通技术人 员来说， 在不脱离本发明原理的前提下， 还可以做出若干改进和润饰， 这些改进和润饰也应 视为本发明的保护范围。 说明书 4/4 页 6 CN 211292500 U 6 图1 图2 图3 说明书附图 1/4 页 7 CN 211292500 U 7 图4 图5 说明书附图 2/4 页 8 CN 211292500 U 8 图6 说明书附图 3/4 页 9 CN 211292500 U 9 图7 说明书附图 4/4 页 10 CN 211292500 U 10 。