套筒浆锚连接件抗震性能检测装置及检测方法

摘要

本发明公开了一种套筒浆锚连接件抗震性能检测装置及检测方法，包括计算机、激振器、振动台、套筒、连接底座和质量球，所述套筒内设有钢筋，钢筋与套筒灌浆连接，套筒上端与质量球连接，套筒下端通过连接底座固定在振动台上，所述套筒通过钢筋固定在连接底座上，所述计算机用来控制地震波大小并发出和接收信号给激振器，所述质量球圆形实心，质量均匀，振动时不会产生偏心破坏，所述振动台提供的振动频率最大为50Hz，本发明利用小的振动台实现大的抗震能力检验，质量球提供振动力，可拆卸使用，快速批量检测浆锚连接材料在地震作用下是否有损伤。

说明书

技术领域

本发明涉及建筑工程技术领域，尤其是一种套筒浆锚连接件抗震性能检测装置及检测方法。

背景技术

建筑产业工业化是建筑企业转型升级的必然方向，也是我国建筑业发展的必由之路，作为工业化的核心内容，装配式结构体系技术体系的是否成熟影响着工业化的发展，对于装配式结构的抗震性能主要依赖于竖向钢筋的连接可靠性。现有的连接主要采用浆锚连接(套筒浆锚、约束箍筋浆锚等)，在浆锚连接部位，在地震作用下，连接灌浆料将承受锚固连接产生的剪力、水平运动产生的反复拉、压力等多种力作用，灌浆料处于复杂应力状态，在地震作用后将产生一定的损伤，这样导致地震后钢筋的锚固连接性能降低，这种影响程度到底有多大，是否影响结构的安全性，目前未见有研究和报道，现有的锚固连接检测方法仅检测静力荷载作用下的连接抗拉性能，具有很大的局限性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种套筒浆锚连接件抗震性能检测装置及检测方法，方便快捷地检测浆锚连接材料在地震作用下是否有损伤，是否影响其抗拉性能。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

套筒浆锚连接件抗震性能检测装置，包括计算机、激振器、振动台、套筒和质量球，所述套筒内设有钢筋，钢筋与套筒灌浆连接，套筒上端与质量球连接，套筒下端通过连接底座固定在振动台上，所述套筒通过钢筋固定在连接底座上。

进一步的，所述计算机用来控制地震波大小并发出和接收信号给激振器。

作为优选，所述质量球圆形实心，质量均匀，振动时不会产生偏心破坏。

作为优选，所述振动台提供的振动频率最大为50Hz。

一种套筒浆锚连接件抗震性能的检测方法，检测步骤如下：

S1：对套筒内灌浆，形成套筒浆锚件，连接计算机、激振器、振动台、套筒浆锚件和质量球，设置参数。

S2：振动30s～70s后断电，拆除套筒浆锚件，连接夹具对套筒浆锚件进行抗拉试验。

S3：若套筒内灌浆料钢筋拔出，则该套筒浆锚件损伤严重，判定为不合格；若钢筋进入屈服阶段或拉断，则将抗拉试验结果和对比组的抗拉试验结果进行对比，进而分析灌浆料损伤情况，判断灌浆料在地震作用下是否能够满足结构安全需要、是否合格。

进一步的，所述对比组为未受到振动力作用的采用同样制作工艺的套筒浆锚件。

进一步的，所述抗拉试验结果为拔出位移和极限抗拉力。

本发明的有益效果是：本发明利用小的振动台实现大的抗震能力检验，质量球提供振动力，可拆卸使用，快速批量检测浆锚连接材料在地震作用下是否有损伤。

附图说明

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。

图1是本发明示意图。

图2为本发明原理图。

图中：1、计算机，2、激振器，3、振动台，4、套筒，5、质量球，6、连接底座。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

如图1所示，本发明公开一种套筒浆锚连接件抗震性能检测装置，包括计算机1、激振器2、振动台3、套筒4、质量球5和连接底座6，所述套筒4内设有钢筋，钢筋与套筒4灌浆连接形成套筒浆锚连接件，此套筒浆锚连接件可有多种形式，在本实施例中不描述，套筒4上端与质量球5连接，套筒4下端通过连接底座6固定在振动台3上，所述套筒4通过钢筋固定在连接底座6上，连接方式有螺纹连接或其他连接方式，但是无论何种连接方式，都要实现可拆卸的功能，所述计算机1用来控制地震波大小并发出和接收信号给激振器2，所述质量球5圆形实心，质量均匀，振动时不会产生偏心破坏，所述振动台3提供的振动频率最大为50Hz。

套筒浆锚连接件抗震性能检测方法的步骤为：

(1)对套筒内灌浆，形成套筒浆锚件，连接计算机、激振器、振动台、套筒浆锚件和质量球，设置参数；

(2)振动30s～70s后断电，拆除套筒浆锚件，连接夹具对套筒浆锚件进行抗拉试验；

(3)若套筒内灌浆料钢筋拔出，则该种灌浆料损伤严重，判定为不合格；若钢筋进入屈服阶段或拉断，则将抗拉试验结果和对比组的抗拉试验结果进行对比，进而分析灌浆料损伤情况，判断灌浆料在地震作用下是否能够满足结构安全需要、是否合格。

其中，抗拉试验结果为拔出位移和极限抗拉力，对比组为未受到振动力作用的采用同样制作工艺的套筒浆锚件。

本发明创造性地用质量球5的自重产生压力模拟实际工程中套筒浆锚连接件受压情况，用质量球5在振动台的振动下产生惯性力对套筒浆锚件的作用，模拟实际工程中套筒浆锚连接件受到拉力、剪力、弯矩作用的情况，从而模拟地震作用下灌浆料的实际受力状态，在输入一个地震波作用后，再用拉拔试验检验其地震作用后锚固连接性能，从而可确定该种连接或锚固浆料地震作用后的锚固性能。

如图2所示，振动台3、质量球5和套筒锚件组成受迫振动体系，质量球5在运动过程中产生惯性力，套筒锚件和钢筋形成变刚度杆件，提供恢复力，振动台3按照激振器2提供的地震波进行振动，带动质量球5一起运动。当振动台3的振动台面振动时，任意时刻质量球m的相对位移为x(t)，任意时刻振动台面的位移为x_g(t)，质量球m的绝对加速度为锚固杆件体系的刚度设为k，取质量球m为脱离体，其所受到的惯性力为由于材料的内摩擦、构件连接处的摩擦、以及周围介质对振动的阻尼力为弹性恢复力为f_S＝-k·x(t)，根据达朗伯原理，脱离体质量球m的平衡方程为f_I+f_D+f_S＝0，从而得到质量球m在地震作用下任意时刻t的运动微分方程由于锚固杆件体系采用浆料进行连接，所以在运动过程中浆料将受到反复荷载作用，从能量角度考虑，对上式各力对位移积分${\int }_0^{x\left(t\right)}m\stackrel{··}{x}\left(t\right)dx+{\int }_0^{x\left(t\right)}c\stackrel{·}{x}\left(t\right)dx+{\int }_0^{x\left(t\right)}kx\left(t\right)dx=-{\int }_0^{x\left(t\right)}m{\stackrel{··}{x}}_g\left(t\right)dx,$进而可得任意时刻能量守恒方程：${\int }_0^{t}m\stackrel{··}{x}\left(t\right)\stackrel{·}{x}\left(t\right)dt+{\int }_0^{t}c\stackrel{·}{x}\left(t\right)\stackrel{·}{x}\left(t\right)dt+{\int }_0^{t}kx\left(t\right)\stackrel{·}{x}\left(t\right)dt=-{\int }_0^{t}m{\stackrel{··}{x}}_g\left(t\right)\stackrel{·}{x}\left(t\right)dt,$第一项为结构的总动能，在该结构体系中随地震动加载的停止而逐渐停止，第二项为阻尼消耗能量，与阻尼比的取值大小有关，第三项包含可恢复的弹性应变能(最终为零)和为结构滞回耗能，是结构的主要耗能方式，等式右边为地震动输入结构的总能量，即结构总输入能，考虑能量守恒，总输入能量将由阻尼和滞回耗散掉，由于浆锚材料主要为非金属材料，以水泥作为结合剂，因而，在地震作用下，浆锚材料将以阻尼及滞回方式吸收一定的能量，会带来不同程度的损伤，该损伤是否会影响钢筋的锚固连接的性能，将可以通过锚固件的抗拉试验很容易得出，因而可以检验出浆锚材料在地震作用下的粘结性能。

以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。