一种FRP板材加固试验用钢板夹具及方法

摘要

本发明属于土木工程加固中的试验研究技术领域，公开了一种FRP板材加固试验用钢板夹具及方法，对上下钢板夹具进行调整，使上所述下钢板夹具转动，用于防止加载过程的偏心影响；通过上下钢板夹具两端开设的螺栓孔，并穿插夹具螺栓对双面粘贴的FRP组成的双剪试件进行固定，用于防止疲劳加载过程中所述双面粘贴的FRP组成的双剪试件晃动；通过上下钢板夹具中间开设的螺栓孔，并穿插螺栓杆，通过螺帽将上下钢板夹具拧紧固定，用于防止疲劳加载过程中上下所述双面粘贴的FRP组成的双剪试件对中偏差。本发明同样条件下承载力可以有3‑4KN的提升，保证了试验结果与真实实际情况高度接近。本发明可以得到加固的指导意义，具有较高的理论与经济价值。

说明书

技术领域

本发明属于土木工程加固中的试验研究技术领域，尤其涉及一种FRP板材加固试验用钢板夹具及方法。

背景技术

目前，研究FRP加固混凝土技术成为热点，大多研究者在浇注混凝土时放入钢筋，通过伸出一端的钢筋来辅助加载，这样做虽然能解决加载问题，但钢筋很难确保在混凝土中心位置，加载过程中钢筋容易从混凝土试块中拔出，同时也造成施工难度加大，成本上升，不便于大量研究等问题；也有研究者采用自己研发的钢板夹具来实现间接加载，但大多只适用于静力加载，而对疲劳试验加载存在一定的问题。

现在主流的夹具两端均为固定或者转动铰与固定混用，虽然能实现加载的问题，但偏心问题仍然存在，不平衡弯矩降低粘结界面的抗剪承载力，对于疲劳试验，结果离散更大偏差明显。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：

(1)现阶段双剪试验夹具非常有限，现有绝大多数夹具均设置为两端活动铰，目的是通过铰接克服由于夹具制作误差而带来的加载偏心，但实际应用中已经证明，其调节偏心的能力极其有限。

(2)现有技术不能减少试件安装过程出现损伤的问题。

解决以上问题及缺陷的难度为：

安装问题，由于试件安装不可避免会有所碰撞，而这种万向活动铰由于可以微动，这种碰撞产生的破坏明显降低，承载力更原始构件。

偏心问题，主流夹具在加载初期就不可能完全做到无偏心，而万向活动铰可以在加载过程中进行微动间接微调偏心问题。

解决以上问题及缺陷的意义为：

基于上述问题，本发明的钢板夹具不仅用于静力试验的间接加载，也适用于疲劳试验的间接加载，而且很好的解决了偏心问题，便于大量研究，同时成本较低，适用于土木工程加固领域的试验研究。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种FRP板材加固试验用钢板夹具及方法。尤其涉及一种FRP板材加固试验通过钢板夹具间接对FRP组成的双剪构件进行加载的辅助装置。

本发明是这样实现的，一种应用FRP板材加固试验用钢板夹具在疲劳和静力加载中的调控方法，包括：

对上下钢板夹具进行调整，使上所述下钢板夹具转动，用于防止加载过程的偏心影响；

通过上下钢板夹具两端开设的螺栓孔，并穿插夹具螺栓对双面粘贴的FRP组成的双剪试件进行固定，用于防止疲劳加载过程中所述双面粘贴的FRP组成的双剪试件晃动；

通过上下钢板夹具中间开设的螺栓孔，并穿插螺栓杆，通过螺帽将上下钢板夹具拧紧固定，用于防止疲劳加载过程中上下所述双面粘贴的FRP组成的双剪试件对中偏差。

进一步，整个加载过程均由试验机控制，上钢板夹具由上试验机夹头夹紧，下钢板夹具放在试验机下部，并由下夹头夹紧，加载时先放入要进行试验的双面粘贴的FRP组成的双剪试件，并拧紧上下钢板夹具上两端的夹具螺栓来固定试件，防止加载过程中双面粘贴的FRP组成的双剪试件来回震动。

进一步，通过上下钢板夹具中间穿插的螺栓杆，调整上下钢板夹具是否对中后，去掉螺栓杆进行加载。

进一步，所述上下钢板夹具中间穿插的螺栓杆上部经过切割成扁形且中部有孔，螺栓杆上面套装一个带纹螺杆，该带纹螺杆通过插销与螺栓杆上的孔连接；通过所述带纹螺杆带动螺栓杆有限的转动。

进一步，所述上钢板夹具左右微动，下钢板夹具前后微动，配合使用中，用于防止加载过程中出现的偏心。

本发明另一目的在于提供一种FRP板材加固试验用钢板夹具，所述FRP板材加固试验用钢板夹具包括两套相同的钢板夹具；

所述两套相同的钢板夹具中间通过螺栓连接成一个整体；

上部的钢板夹具上开有三个平行的螺栓孔，中间螺栓孔通过螺栓杆与螺帽与下部的钢板夹具拧紧固定；螺栓杆上部经过切割成扁形且中部有孔，螺栓杆上面套装有一个带纹螺杆，该带纹螺杆通过插销与螺栓杆上的孔连接。

进一步，上部的钢板夹具、下部的钢板夹具左右两个平行的螺栓孔上均旋拧有夹具螺栓。

所述上部的钢板夹具由两块平行的第一钢板通过焊接与下部的钢板夹具连接，两块第一平行钢板底部各垂直焊接第二钢板，且第一平行钢板、第二钢板每端伸出一定的距离，该第一平行钢板、第二钢板外侧伸出端均有一个螺栓孔，用于穿插螺栓。

所述上部的钢板夹具由上试验机夹头夹紧，下部的钢板夹放在试验机下部，并由下夹头夹紧，进行双面粘贴的FRP组成的双剪试件加载试验。

本发明的另一目的在于提供一种所述FRP板材加固试验用钢板夹具在建筑、交通领域FRP加固混凝土疲劳试验加载实验上的应用。

结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：

本发明对夹具上下夹头进行调整，使之可以稍微转动，防止加载过程的偏心影响。

本发明在夹具上下两端钢板打螺栓孔，并用螺栓固定很好的解决疲劳加载过程中试件晃动问题。

两套夹具之间通过螺栓连接可以很好的解决上下试件对中问题，减小偏心的影响。

通过本发明的试验结果也得到证明，同样条件下承载力可以有3-4KN的提升。由此也可以得出两端设置成如图2所示夹具，试验结果更接近实际情况。

从实际价值出发，本发明可以得到加固的指导意义，有一定的经济价值，另外从试验研究角度看，本发明的试验结果更加真实客观，有一定的研究意义。该夹具两大优点:可以全方位调节偏心问题以及试验加持阶段成为一个整体减少试件的破坏率。

相比于现有技术，本发明的优点进一步包括：

本发明大大减少了试件安装过程出现损伤的问题。由于双剪试验很容易出现在加持过程的损伤，这也会导致试验结果偏低，造成加固指导过于保守，由此产生的经济价值也可想而知。本夹具不但可以避免损伤承载力接近实际，对实际加固更具说服力。

本发明试件的强度测试更接近实际情况也就是偏心得到有效控制。偏心问题是所有受拉试验急于解决而又不能完全避免的问题，那么解决问题的关键就在于谁的解决方案更好，本夹具可以说几乎接近实际情况，原因很明了，调节偏心问题基本解决，与实际受拉情况无异。填补了双剪试验夹具的一项技术空白。

基于以上两大优点，本发明在指导加固问题乃至其他的拉拔试验都有指导意义，填补了双剪试验夹具的一项技术空白。

附图说明

图1是本发明实施例提供的FRP板材加固试验用钢板夹具示意图。

图2是本发明实施例提供的上钢板夹具俯视图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种FRP板材加固试验用钢板夹具及方法，下面结合附图对本发明作详细的描述。

本发明主要用于解决FRP加固领域中双剪试验过程中疲劳和静力的加载问题。

如图1-图2所示，本发明实施例提供的应用FRP板材加固试验用钢板夹具，由两套相同的钢板夹具1中间通过螺栓2连接成一个整体共同工作的；每套夹具由七部分组成，顶部的钢板夹具1上有三个平行的螺栓孔3，中间螺栓孔通过螺栓杆4与螺帽5与下部的钢板夹具拧紧固定，螺栓杆4上部经过切割成扁形且中部有孔，螺栓杆4上面有一个带纹螺杆6，该带纹螺杆6通过插销7与螺栓杆4上的孔连接；

顶部的钢板夹具、部的钢板夹具左右两个平行的螺栓孔3上均旋拧有夹具螺栓11；

夹具两侧是由两块平行的第一钢板8通过焊接与上部钢板夹具1连接，两块第一平行钢板8底部各垂直焊接第二钢板9，且第一平行钢板8、第二钢板9每端伸出一定的距离，该第一平行钢板8、第二钢板9外侧伸出端均有一个螺栓孔10，用于穿插螺栓2。

本发明实施例提供的应用FRP板材加固试验用钢板夹具在疲劳和静力加载中的调控方法包括：

对夹具上下夹头进行调整，使之可以稍微转动，防止加载过程的偏心影响。

在夹具上下两端钢板打螺栓孔，并用螺栓固定很好的解决疲劳加载过程中试件晃动问题。

两套夹具之间通过螺栓连接可以很好的解决上下试件对中问题，减小偏心的影响。

对上下钢板夹具进行调整，使上所述下钢板夹具转动，用于防止加载过程的偏心影响；

优选地，对上下钢板夹具进行调整，使上所述下钢板夹具转动，用于防止加载过程的偏心影响；

通过上下钢板夹具两端开设的螺栓孔，并穿插夹具螺栓对双面粘贴的FRP组成的双剪试件进行固定，用于防止疲劳加载过程中所述双面粘贴的FRP组成的双剪试件晃动；

通过上下钢板夹具中间开设的螺栓孔，并穿插螺栓杆，通过螺帽将上下钢板夹具拧紧固定，用于防止疲劳加载过程中上下所述双面粘贴的FRP组成的双剪试件对中偏差。

下面结合具体实施例对本发明技术方案作进一步描述。

本发明的装置的整个加载过程均由试验机控制，一套夹具由上试验机夹头夹紧，另套夹具放在试验机下部，并由下夹头夹紧，加载时先放入要进行试验的双面粘贴的FRP组成的双剪试件，并拧紧上面钢板和下面钢板上的两个螺栓来固定试件，防止加载过程中来回震动，将该钢板夹具上下两个带螺纹钢杆分别放入试验仪器上下夹头并夹紧，两套夹具中间的螺栓用来调节上下两套夹具是否对中，等安装完毕，去掉中间连接两套夹具的螺栓进行加载。本发明的有益效果是该装置上下两个钢杆可以有限的转动，上部夹具钢杆可以左右微动，下部夹具钢杆可以前后微动，两套夹具配合使用能大大减小加载过程中出现的偏心问题，该装置能很好的解决FRP加固结构中的加载问题，对FRP加固结构的耐久性能研究有着非常重要的作用。

在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。