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申请/专利权人：深圳市市政设计研究院有限公司

摘要：本发明公开了一种钢筋混凝土拔出试验装置，包括竖向加载框架和横向加载框架，竖向加载框架包括顶板、竖向拉杆和位于顶板下方的底板，顶板上设置夹头夹持组件，各竖向拉杆的上下端分别与顶板和底板连接，底板的中部设置有钢筋孔；横向加载框架包括加载板、支撑侧板、横向拉力反杆、压力传感器和横向加载元件，底板上固定设有至少两个支撑元件，支撑侧板位于底板的两端，横向拉力反杆至少设有两根，各横向拉力反杆穿过至少一个支撑元件且分别连接于一个支撑侧板上，横向加载元件对放置于两个加载板之间的钢筋混凝土拔出试件施加横向荷载。还公开了一种使用该钢筋混凝土拔出试验装置的试验方法，该试验装置及方法，使试验结果与工程实际情况更接近。

主权项：1.一种钢筋混凝土拔出试验装置，其特征在于：包括竖向加载框架和横向加载框架，所述竖向加载框架包括顶板、底板和竖向拉杆，所述顶板上设置有用于与拉伸试验机上夹头夹持连接的夹头夹持组件，所述底板设置于所述顶板下方，所述竖向拉杆竖直设置有多根，且各所述竖向拉杆的上端和下端分别与所述顶板和所述底板连接，所述底板的中部设置有能够使钢筋混凝土拔出试件的钢筋通过的钢筋孔；所述横向加载框架包括加载板、支撑侧板、横向拉力反杆、压力传感器和横向加载元件，所述底板上固定设置有至少两个支撑元件，所述支撑侧板设置有两个且分别位于所述底板的两端，所述加载板设置有两个，所述横向拉力反杆至少设置有两根且相互平行，各所述横向拉力反杆穿过至少一个所述支撑元件且各所述横向拉力反杆的两端分别连接于一个所述支撑侧板上，所述压力传感器一端用于与一个所述支撑侧板接触，另一端用于与一个所述加载板接触，所述横向加载元件一端用于与另一个所述支撑侧板接触，另一端用于与另一个所述加载板接触以对放置于两个所述加载板之间的钢筋混凝土拔出试件施加横向荷载，所述加载板用于与钢筋混凝土拔出试件接触的表面设置有凸起垫条，所述凸起垫条的长度方向平行于钢筋的轴向。

全文数据：钢筋混凝土拔出试验装置及方法技术领域[0001]本发明涉及混凝土粘结性能测试技术领域，特别是涉及一种复杂受力状态下钢筋混凝土粘结性能的拔出试验装置及方法。背景技术[0002]钢筋和混凝土之间的粘结作用，使钢筋与混凝土之间能够实现应力传递，从而在钢筋与混凝土中建立起结构承载所必须的工作应力。钢筋与混凝土之间的粘结滑移关系对研宄钢筋混凝土结构有着重要意义。国内外研宄人员就此开展了大量的试验研宄，其中拔出试验是比较常用的研究方法。'[0003]但是大量的钢筋混凝土结构和构件，在沿着钢筋方向出现粘结滑移作用的同时，还受到横向荷载作用，比如梁端支座处，横梁的上部结构的自重会在垂直于横梁钢筋的方向上产生作用力，也就是横向产生荷载。横向荷载将在钢筋和混凝土粘结区域产生复杂的应力场，对钢筋混凝土的粘结性能产生显著影响。而当前的试验方法多还没有考虑横向荷载的影响，与真实荷载情况存在一定差异，或者试验装置比较复杂，操作具有一定的困难。发明内容[0004]本发明的目的是提供一种钢筋混凝土拔出试验装置及方法，以解决钢筋与混凝土粘结性能测试与真实情况存在一定的差异这一问题，使试验结果与工程实际情况更接近。[0005]为实现上述目的，本发明提供了如下方案：[0006]本发明提供一种钢筋混凝土拔出试验装置，包括竖向加载框架和横向加载框架，所述竖向加载框架包括顶板、底板和竖向拉杆，所述顶板上设置有用于与拉伸试验机上夹头夹持连接的夹头夹持组件，所述底板设置于所述顶板下方，所述竖向拉杆竖直设置有多根，且各所述竖向拉杆的上端和下端分别与所述顶板和所述底板连接，所述底板的中部设置有能够使钢筋混凝土拔出试件的钢筋通过的钢筋孔;所述横向加载框架包括加载板、支撑侧板、横向拉力反杆、压力传感器和横向加载元件，所述底板上固定设置有至少两个支撑元件，所述支撑侧板设置有两个且分别位于所述底板的两端，所述加载板设置有两个，所述横向拉力反杆至少设置有两根且相互平行，各所述横向拉力反杆穿过至少一个所述支撑元件且各所述横向拉力反杆的两端分别连接于一个所述支撑侧板上，所述压力传感器一端用于与一个所述支撑侧板接触，另一端用于与一个所述加载板接触，所述横向加载元件一端用于与另一个所述支撑侧板接触，另一端用于与另一个所述加载板接触以对放置于两个所述加载板之间的钢筋混凝土拔出试件施加横向荷载。[0007]优选的，所述夹头夹持组件包括球铰和连接螺栓，所述顶板中部设置有能够使所述连接螺栓的螺杆通过而螺栓头不能通过的螺栓孔，所述连接螺栓的螺杆自所述顶板下方穿过所述螺栓孔与所述球铰的球座下端螺纹连接，所述球铰的球销上端用于与拉伸试验机上夹头夹持连接。[0008]优选的，所述竖向拉杆设置有四根，所述顶板为矩形顶板，且所述顶板在四个角部均设置有能够使所述竖向拉杆通过的上拉杆孔，所述底板对应于每根所述竖向拉杆均设置有一个能够使所述竖向拉杆通过的下拉杆孔，各所述竖向拉杆的上端穿过一个所述上拉杆孔并在所述顶板上方螺纹连接有上限位螺母，各所述竖向拉杆的下端穿过一个所述下拉杆孔并在所述底板下方螺纹连接有下限位螺母。[0009]优选的,所述横向加载元件为液压千斤顶。[0010]优选的，所述支撑元件设置有四个，且所述支撑元件为导向杆，各所述横向拉力反杆穿过沿所述底板长度方向设置的两个所述支撑元件与各所述横向拉力反杆两端的所述支撑侧板连接。[0011]优选的，所述横向拉力反杆设置有四根，各所述支撑元件的上下两端分别开设有一个能够使所述横向拉力反杆通过的导向孔。[0012]优选的，各所述支撑侧板均为矩形支撑侧板，且各所述支撑侧板的四个角部均开设有能够使所述横向拉力反杆通过的侧拉杆孔，各所述横向拉力反杆的两端均穿过一个所述侧拉杆孔并螺纹连接有一个侧限位螺母。[0013]优选的，所述加载板用于与钢筋混凝土拔出试件接触的表面为平面。[0014]优选的，所述加载板用于与钢筋混凝土拔出试件接触的表面设置有凸起垫条。[0015]本发明还提供一种使用如上所述的钢筋混凝土拔出试验装置的试验方法：[0016]步骤一:将所述夹头夹持组件与拉伸试验机的上夹头夹持连接；[0017]步骤二:将钢筋混凝土拔出试件的钢筋的加载端向下穿过所述底板上的所述钢筋孔；[0018]步骤三:使两个所述加载板分别贴合接触于钢筋混凝土拔出试件相对的两个外表面上；[0019]步骤四：通过所述横向加载元件施加压力于一个所述加载板上以对钢筋混凝土拔出试件施加横向荷载并达到预定荷载值，其中通过所述压力传感器测定所述横向加载元件所施加压力的大小；[0020]步骤五:使拉伸试验机的下夹头夹紧钢筋混凝土拔出试件的钢筋，启动拉伸试验机施加拉伸荷载，记录拉伸荷载和钢筋混凝土拔出试件的钢筋与混凝土之间的相对滑移数据。[0021]本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：[0022]本发明提供的钢筋混凝土拔出试验装置及方法，能够对钢筋混凝土拔出试件同时施加拉伸荷载和横向荷载，更贴近真实情况，为研究双向荷载作用下钢筋混凝土拔出试验提供了有效的试验装置和试验方法，通过本发明提供的钢筋混凝土拔出试验装置测试得出的钢筋与混凝土的粘结性能更加真实有效，具有更好的研宄价值。附图说明[0023]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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。[0024]图1为本发明提供的钢筋混凝土拔出试验装置的主视图；L0025J图2为本发明提供的钢筋混凝土拔出试验装置的竖向框架的主视图；[0026]图3为本发明提供的钢筋混凝土拔出试验装置的竖向框架的左视图；[0027]图4为本发明提供的钢筋混凝土拔出试验装置的横向框架的主视图；[0028]图5为本发明提供的钢筋混凝土拔出试验装置的顶板的主视图；[0029]图6为本发明提供的钢筋混凝土拔出试验装置的顶板的俯视图；[0030]图7为本发明提供的钢筋混凝土拔出试验装置的底板和支撑元件连接后的主视图；[0031]图8为本发明提供的钢筋混凝土拔出试验装置的底板和支撑元件连接后的俯视图；[0032]图9为本发明提供的钢筋混凝土拔出试验装置的底板和支撑元件连接后的左视图；[0033]图10为本发明提供的钢筋混凝土拔出试验装置的支撑侧板的结构示意图；[0034]图11为实施例一中的钢筋混凝土拔出试验装置的加载板的结构示意图；[0035]图12为实施例二中的钢筋混凝土拔出试验装置的加载板的结构示意图；[0036]图13为实施例一中的钢筋混凝土拔出试验装置施加横向受压荷载作用下的拔出实验结果、实施例二中的钢筋混凝土拔出试验装置施加横向受劈拉荷载作用下的拔出实验结果以及无横向荷载作用下的拔出试验结果的对比图。[0037]图中：1-竖向加载框架；11-夹头夹持组件；111-球铰；112-连接螺栓；12-顶板；m-螺栓孔；122-上拉杆孔；13_竖向拉杆；14-底板；141-钢筋孔；142-下拉杆孔；143-支撑元件；14：31-导向孔;2-横向加载框架;21-支撑侧板;211-侧拉杆孔;22-加载板;221-凸起垫条;23-压力传感器;24-横向加载元件;25-横向拉力反杆;3-拉伸试验机上夹头;4-钢筋混凝土拔出试件;41-钢筋;5-拉伸试验机下夹头。具体实施方式[0038]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。[0039]本发明的目的是提供一种钢筋混凝土拔出试验装置及方法，以解决钢筋与混凝土粘结性能测试与真实情况存在一定的差异这一问题，使试验结果与工程实际情况更接近。[0040]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。[0041]实施例一[0042]本实施例提供一种钢筋混凝土拔出试验装置，如图1〜4所示，包括竖向加载框架i和横向加载框架2，竖向加载框架1包括顶板I2、底板14和竖向拉杆13,顶板12上设置有用于与拉伸试验机上夹头3夹持连接的夹头夹持组件11，底板14设置于顶板12下方，竖向拉杆13竖直设置有多根，且各竖向拉杆I3的上端和下端分别与顶板I2和底板14连接，底板14的中部设置有能够使钢筋混凝土拔出试件4的钢筋41通过的钢筋孔141;横向加载框架2包括加载板22、支撑侧板21、横向拉力反杆25、压力传感器U和横向加载元件24,底板14上固定设置有全少两个支撑兀件143,支撑侧板21设置有两个且分别位于底板14的两端，加载板22设置有两个，横向拉力反杆25至少设置有两根且相互平行，各横向拉力反杆25穿过至少一个支撑元件143且各横向拉力反杆25的两端分别连接于一个支撑侧板21上，压力传感器23—端用于与一个支撑侧板21接触，另一端用于与一个加载板22接触，横向加载元件24—端用于与另一个支撑侧板21接触，另一端用于与另一个加载板22接触以对放置于两个加载板M之间的钢筋混凝土拔出试件4施加横向荷载。本实施例中的顶板12、底板14、支撑侧板21和加载板22均为钢板。[0043]钢筋混凝土拔出试验装置的试验方法，[0044]步骤一:将夹头夹持组件11与拉伸试验机的上夹头3夹持连接；[0045]步骤二:将钢筋混凝土拔出试件4的钢筋41的加载端向下穿过底板14上的钢筋孔141；[0046]步骤三:使两个加载板22分别贴合接触于钢筋混凝土拔出试件4相对的两个外表面上；[0047]步骤四：通过横向加载元件施加压力于一个加载板22上以对钢筋混凝土拔出试件4施加横向荷载并达到预定荷载值，其中通过压力传感器23测定横向加载元件24所施加压力的大小；[0048]步骤五:使拉伸试验机的下夹头5夹紧钢筋混凝土拔出试件4的钢筋41，启动拉伸试验机施加拉伸荷载，记录拉伸荷载和钢筋混凝土拔出试件4的钢筋41与混凝土之间的相对滑移数据。[0049]本实施例提供的钢筋混凝土拔出试验装置，能够对钢筋混凝土拔出试件4同时施加拉伸荷载和横向荷载，更贴近真实情况，为研究双向荷载作用下钢筋混凝土拔出试验提供了有效的试验装置和试验方法，通过本实施例提供的钢筋混凝土拔出试验装置测试得出的钢筋41与混凝土的粘结性能更加真实有效，具有更好的研究价值。[0050]本实施例提供的钢筋混凝土拔出试验装置，如图11所示，加载板22用于与钢筋混凝土拔出试件4接触的表面为平面，能够进行于与钢筋41轴向垂直的方向上施加横向受压荷载的钢筋混凝土拔出试验。[0051]本实施例提供的钢筋混凝土拔出试验装置，如图5〜6所示，夹头夹持组件11包括球铰111和连接螺栓112,顶板12中部设置有能够使连接螺栓112的螺杆通过而螺栓头不能通过的螺栓孔121，连接螺栓112的螺杆自顶板12下方穿过螺栓孔121与球铰111的球座下端螺纹连接，球铰111的球销上端用于与拉伸试验机上夹头3夹持连接。拉伸试验机上夹头3与本实施例提供的钢筋混凝土拔出试验装置通过球较111连接，当钢筋混凝土拔出试验装置发生倾斜时，能够实现即时调整钢筋混凝土拔出试验装置，保持钢筋混凝土拔出试验装置一直为轴向受拉状态，不会发生偏心，保证了试验精度。[0052]本实施例提供的钢筋混凝土拔出试验装置，如图7〜9所示，竖向拉杆13设置有四根，顶板12为矩形顶板，且顶板12在四个角部均设置有能够使竖向拉杆13通过的上拉杆孔122,底板14对应于每根竖向拉杆13均设置有一个能够使竖向拉杆13通过的下拉杆孔142，各竖向拉杆13的上端穿过一个上拉杆孔122并在顶板12上方螺纹连接有上限位螺母，上限位螺母不能够通过上拉杆孔122,能够对竖向拉杆13的上端进行限位;各竖向拉杆13的下端穿过一个下拉杆孔142并在底板14下方螺纹连接有下限位螺母，下限位螺母不能够通过下拉杆孔142，能够对竖向拉杆13的下端进行限位。通过调节上限位螺母和下限位螺母在竖向拉杆13上的位置能够调节顶板12和底板14之间的距离，以适应不同高度的钢筋混凝土拔出试件，扩大本实施例提供的钢筋混凝土拔出试验装置的应用范围。[0053]本实施例提供的钢筋混凝土拔出试验装置，横向加载元件24为液压千斤顶。[0054]本实施例提供的钢筋混凝土拔出试验装置，支撑元件143设置有四个，且支撑元件143为导向杆，用于支撑各横向拉力反杆25,各横向拉力反杆25穿过沿底板14长度方向设置的两个支撑元件143与各横向拉力反杆25两端的支撑侧板21连接。[0055]横向拉力反杆25设置有四根，各支撑元件143的上下两端分别开设有一个能够使横向拉力反杆25通过的导向孔1431。[0056]如图10所示，各支撑侧板21均为矩形支撑侧板，且各支撑侧板21的四个角部均开设有能够使横向拉力反杆25通过的侧拉杆孔211，各横向拉力反杆25的两端均穿过一个侧拉杆孔211并螺纹连接有一个侧限位螺母。侧限位螺母不能够通过侧拉杆孔211，能够对横向拉力反杆25的两端进行限位。通过调节侧限位螺母在横向拉力反杆25上的位置能够调节两个支撑侧板21之间的距离，以适应不同厚度的钢筋混凝土拔出试件4,扩大本实施例提供的钢筋混凝土拔出试验装置的应用范围。[0057]实施例二[0058]本实施例为对实施例一进一步改进的实施例，其包括实施例一的全部内容，即本实施例提供的钢筋混凝土拔出试验装置包含实施例一钢筋混凝土拔出试验装置的全部结构特征，改进之处在于：[0059]本实施例提供的钢筋混凝土拔出试验装置，如图12所示，加载板22用于与钢筋混凝土拔出试件4接触的表面设置有凸起垫条221，凸起垫条221的长度方向平行于钢筋41的轴向。[0060]采用上述结构设置，能够进行于与钢筋41轴向平行的方向上施加横向劈拉荷载的钢筋混凝土拔出试验。[0061]本发明提供的钢筋混凝土拔出试验装置及方法，能够根据不同的工况选择不同的加载元件施加横向荷载，为钢筋混凝土拔出试验提供了有效的试验装置和方法，使试验结果与工程实际情况更接近。如图I3所示是实施例一中的钢筋混凝土拔出试验装置施加横向受压荷载作用下的拔出实验结果、实施例二中的钢筋混凝土拔出试验装置施加横向受劈拉荷载作用下的拔出实验结果以及无横向荷载作用下的拔出试验结果的对比图。[0062]由于施加横向受压荷载作用会增强钢筋与混凝土间的粘结作用，从而粘结滑移曲线相比于无横向荷载作用时更高;而横向劈拉荷载作用则会减弱钢筋与混凝土间的粘结作用，从而粘结滑移曲线相比于无横向荷载作用时更低。因此，图I3给出的施加横向受压荷载作用、横向劈拉荷载作用及无横向荷载作用三种工况下试件的粘结滑移曲线能够证明本发明提供的钢筋混凝土拔出试验装置及方法是符合理论分析的；图13给出的三种实验结果明显存在一定差异，因此，本发明提供的钢筋混凝土拔出试验装置对研宄真实情况下的钢筋与混凝土粘结性能测试是十分必要的。[0063]需要说明的是，本发明提供的钢筋混凝土拔出试验装置中的横向加载元件并不限于液压千斤顶，只要能够实现对钢筋混凝土拔出试件施加横向荷载即可。也不限制竖向拉杆的设置个数，只要竖向拉杆的设置个数能够使钢筋混凝土拔出试件的钢筋和混凝土能够发生有效的滑移位移即可，实施例一中竖向拉杆设置有四根或其他偶数根，能够保证钢筋混凝土拔出试验装置在试验过程中的平稳性。也不限制支撑元件和横向加载元件的设置个数，只要能够保持横向加载元件能够稳定施加横向荷载于钢筋混凝土拔出试件即可。[0064]本发明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。

权利要求：1.一种钢筋混凝土拔出试验装置，其特征在于:包括竖向加载框架和横向加载框架，所述竖向加载框架包括顶板、底板和竖向拉杆，所述顶板上设置有用于与拉伸试验机上夹头夹持连接的夹头夹持组件，所述底板设置于所述顶板下方，所述竖向拉杆竖直设置有多根，且各所述竖向拉杆的上端和下端分别与所述顶板和所述底板连接，所述底板的中部设置有能够使钢筋混凝土拔出试件的钢筋通过的钢筋孔;所述横向加载框架包括加载板、支撑侧板、横向拉力反杆、压力传感器和横向加载元件，所述底板上固定设置有至少两个支撑元件，所述支撑侧板设置有两个且分别位于所述底板的两端，所述加载板设置有两个，所述横向拉力反杆至少设置有两根且相互平行，各所述横向拉力反杆穿过至少一个所述支撑元件且各所述横向拉力反杆的两端分别连接于一个所述支撑侧板上，所述压力传感器一端用于与一个所述支撑侧板接触，另一端用于与一个所述加载板接触，所述横向加载元件一端用于与另一个所述支撑侧板接触，另一端用于与另一个所述加载板接触以对放置于两个所述加载板之间的钢筋混凝土拔出试件施加横向荷载。2.根据权利要求1所述的钢筋混凝土拔出试验装置，其特征在于:所述夹头夹持组件包括球铰和连接螺栓，所述顶板中部设置有能够使所述连接螺栓的螺杆通过而螺栓头不能通过的螺栓孔，所述连接螺栓的螺杆自所述顶板下方穿过所述螺栓孔与所述球铰的球座下端螺纹连接，所述球铰的球销上端用于与拉伸试验机上夹头夹持连接。3.根据权利要求1所述的钢筋混凝土拔出试验装置，其特征在于:所述竖向拉杆设置有四根，所述顶板为矩形顶板，且所述顶板在四个角部均设置有能够使所述竖向拉杆通过的上拉杆孔，所述底板对应于每根所述竖向拉杆均设置有一个能够使所述竖向拉杆通过的下拉杆孔，各所述竖向拉杆的上端穿过一个所述上拉杆孔并在所述顶板上方螺纹连接有上限位螺母，各所述竖向拉杆的下端穿过一个所述下拉杆孔并在所述底板下方螺纹连接有下限位螺母。4.根据权利要求1所述的钢筋混凝土拔出试验装置，其特征在于:所述横向加载元件为液压千斤顶。5.根据权利要求1所述的钢筋混凝土拔出试验装置，其特征在于:所述支撑元件设置有四个，且所述支撑元件为导向杆，各所述横向拉力反杆穿过沿所述底板长度方向设置的两个所述支撑元件与各所述横向拉力反杆两端的所述支撑侧板连接。6.根据权利要求5所述的钢筋混凝土拔出试验装置，其特征在于:所述横向拉力反杆设置有四根，各所述支撑元件的上下两端分别开设有一个能够使所述横向拉力反杆通过的导向孔。7.根据权利要求6所述的钢筋混凝土拔出试验装置，其特征在于:各所述支撑侧板均为矩形支撑侧板，且各所述支撑侧板的四个角部均开设有能够使所述横向拉力反杆通过的侧拉杆孔，各所述横向拉力反杆的两端均穿过一个所述侧拉杆孔并螺纹连接有一个侧限位螺母。S.根据权利要求1所述的钢筋混凝土拔出试验装置，其特征在于:所述加载板用于与钢筋混凝土拔出试件接触的表面为平面。9.根据权利要求1所述的钢筋混凝土拔出试验装置，其特征在于:所述加载板用于与钢筋混凝土拔出试件接触的表面设置有凸起垫条。10.—种使用权利要求1〜9中任一项所述的钢筋混凝土拔出试验装置的试验方法，其特征在于：步骤一:将所述夹头夹持组件与拉伸试验机的上夹头夹持连接；步骤二:将钢筋混凝土拔出试件的钢筋的加载端向下穿过所述底板上的所述钢筋孔；步骤三：使两个所述加载板分别贴合接触于钢筋混凝土拔出试件相对的两个外表面上；步骤四：通过所述横向加载元件施加压力于一个所述加载板上以对钢筋混凝土拔出试件施加横向荷载并达到预定荷载值，其中通过所述压力传感器测定所述横向加载元件所施加压力的大小；步骤五:使拉伸试验机的下夹头夹紧钢筋混凝土拔出试件的钢筋，启动拉伸试验机施加拉伸荷载，记录拉伸荷载和钢筋混凝土拔出试件的钢筋与混凝土之间的相对滑移数据。

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