研究鋼管砼軸拉構件在荷載與腐蝕下性能的裝置及方法制造方法及圖紙

研究鋼管砼軸拉構件在荷載與腐蝕下性能的裝置及方法，屬于結構工程技術領域。裝置，由加載機構、腐蝕機構和測量機構組成；加載機構包括兩塊承載板，在兩塊承載板之間設置有拉桿，在拉桿上設置有拉緊螺母；腐蝕機構包括腐蝕槽、陰極板及外接直流電源，腐蝕槽設置在下部承載板上，在腐蝕槽與下部承載板之間設置有第一絕緣層，在腐蝕槽底部設置有預制孔；陰極板設置在腐蝕槽內，在腐蝕槽與陰極板之間設置有第二絕緣層；外接直流電源的負極與陰極板相連，正極與鋼管砼軸拉構件的鋼管相連；測量機構包括荷載傳感器和機械式千分表。方法：步驟一：進行初始加載階段試驗；步驟二：進行電化學腐蝕與長期加載階段試驗；步驟三：進行破壞加載階段試驗。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于結構工程
，特別是涉及一種用于研究鋼管混凝土軸拉構件在長期荷載及電化學腐蝕環境下性能的試驗裝置及方法。
技術介紹
鋼管混凝土屬于組合結構的一種，是指在鋼管中填充混凝土且兩種材料共同受力而形成的結構。按鋼管的布置可分為實心鋼管混凝土、中空夾層鋼管混凝土和離心式鋼管混凝土等；按截面形狀可分為圓形、方/矩形、多邊形和異形鋼管混凝土等。鋼管混凝土在實際工程中往往承受較大的荷載，同時還要受到周圍環境中腐蝕性液體或氣體等的腐蝕作用，上述問題在工程設計與應用中不容忽視，有必要進行研究。為了研究鋼管混凝土軸拉構件在軸拉力和腐蝕共同作用下的受力性能，必然涉及到相應的試驗裝置及方法。目前，現有的試驗裝置及方法只能單獨對鋼管砼軸拉構件的長期荷載作用或者電化學腐蝕作用進行試驗，不能同時對鋼管砼軸拉構件的長期荷載作用和電化學腐蝕作用進行試驗。
技術實現思路
針對現有技術存在的問題，本專利技術提供一種研究鋼管砼軸拉構件在荷載與腐蝕下性能的裝置及方法，本專利技術可同時實現對鋼管砼軸拉構件的長期荷載作用和電化學腐蝕作用的試驗。為了實現上述目的，本專利技術采用如下技術方案：一種研究鋼管砼軸拉構件在荷載與腐蝕下性能的裝置，由加載機構、腐蝕機構和測量機構三部分組成；所述加載機構包括兩塊承載板，在兩塊承載板之間設置有若干根拉桿，在所述拉桿上設置有拉緊螺母；所述腐蝕機構包括腐蝕槽、陰極板及外接直流電源，所述腐蝕槽設置在下部的承載板上，在腐蝕槽與下部的承載板之間設置有第一絕緣層，在腐蝕槽的底部設置有預制孔；所述陰極板為環形結構，其套裝在腐蝕槽內的鋼管砼軸拉構件外，陰極板與鋼管砼軸拉構件之間留有間隙，在腐蝕槽與陰極板之間設置有第二絕緣層；所述外接直流電源的負極與陰極板相連接，正極與鋼管砼軸拉構件的鋼管相連接；所述測量機構包括荷載傳感器和機械式千分表，所述荷載傳感器套裝在拉緊螺母與承載板之間的拉桿外，機械式千分表設置在兩塊承載板之間。采用所述的研究鋼管砼軸拉構件在荷載與腐蝕下性能的裝置的方法，包括如下步驟：步驟一：進行初始加載階段試驗，步驟A：將鋼管砼軸拉構件的下端與下部的承載板焊接在一起；步驟B：通過預制孔將鋼管砼軸拉構件的上端穿過腐蝕槽，并將腐蝕槽放置在下部的承載板上，在腐蝕槽與下部的承載板之間設置第一絕緣層；步驟C：將鋼管砼軸拉構件的上端與上部的承載板焊接在一起；步驟D：將具有拉緊螺母的若干根拉桿分別安裝在兩塊承載板之間，在拉緊螺母與承載板之間的拉桿外套裝有荷載傳感器；步驟E：在兩塊承載板之間設置機械式千分表；步驟F：分別旋緊各拉緊螺母進行加載，直至達到設定荷載，同時記錄每級荷載及其對應的拉伸量；步驟二：進行電化學腐蝕與長期加載階段試驗，步驟A：保持初始加載值不變，首先在鋼管砼軸拉構件與腐蝕槽之間進行密封和絕緣處理；步驟B：將陰極板套裝在腐蝕槽內的鋼管砼軸拉構件外，所述陰極板與鋼管砼軸拉構件之間留有間隙，在陰極板與腐蝕槽之間設置第二絕緣層；步驟C：向腐蝕槽內注入腐蝕液，將外接直流電源的負極與陰極板相連接，其正極與鋼管砼軸拉構件的鋼管相連接；接通外接直流電源開始腐蝕，在腐蝕期間定期記錄荷載及其對應的拉伸量直至達到腐蝕與長期加載期限；步驟三：進行破壞加載階段試驗，步驟A：抽出腐蝕液，拆除外接直流電源、腐蝕槽和陰極板；步驟B：將剩余部分的底端通過底端固定裝置固定，并通過連接裝置將其頂端與拉力機連接在一起；步驟C：對鋼管砼軸拉構件做一次性破壞加載試驗，同時記錄荷載及其對應的拉伸量；步驟四：根據以上三個階段試驗測得的數據，繪制鋼管砼軸拉構件的軸拉力-拉伸量受力全過程曲線。本專利技術的有益效果：1.本專利技術可同時實現對鋼管砼軸拉構件的長期荷載作用和電化學腐蝕作用的試驗；2.本專利技術采用電化學腐蝕，腐蝕速度高于自然環境腐蝕，可以加快試驗進度；3.本專利技術通過初始加載階段、電化學腐蝕與長期加載階段和破壞加載階段所得試驗數據可以繪制出鋼管混凝土軸拉構件的軸拉力-拉伸量受力全過程曲線。附圖說明圖1為本專利技術進行初始加載階段試驗所使用的裝置的結構示意圖；圖2為本專利技術進行電化學腐蝕與長期加載階段試驗所使用的裝置的結構示意圖；圖3為本專利技術進行破壞加載階段試驗所使用的裝置的結構示意圖；圖4為某一方截面實心鋼管砼軸拉構件軸拉力-拉伸量受力全過程曲線圖；圖中：1-鋼管砼軸拉構件，2a-下承載板，2b-上承載板，3a-腐蝕槽底板，3b-腐蝕槽側壁，4a-第一絕緣層，4b-第二絕緣層，4c-第三絕緣層，5-陰極板，6-拉桿，7-荷載傳感器，8a-上螺母，8b-下螺母，9-機械式千分表，10-腐蝕液，11-外接直流電源，12-腐蝕槽底板與側壁連接處，13-螺栓，14-連接裝置，15-拉力機，16-底端固定裝置。具體實施方式下面結合附圖和具體實施例對本專利技術做進一步的詳細說明。如圖1～圖3所示，一種研究鋼管砼軸拉構件在荷載與腐蝕下性能的裝置，由加載機構、腐蝕機構和測量機構三部分組成。所述加載機構包括下承載板2a，在下承載板2a的上方設置有上承載板2b，在所述上承載板2b和下承載板2a上分別設置有安裝孔，四根拉桿6通過所述安裝孔安裝在上承載板2b與下承載板2a之間；在每根拉桿6上均設置有拉緊螺母，所述拉緊螺母由上螺母8a和下螺母8b組成，上螺母8a設置在拉桿6的上部，下螺母8b設置在拉桿6的下部。所述腐蝕機構包括腐蝕槽、陰極板5及外接直流電源11，所述腐蝕槽由腐蝕槽底板3a和腐蝕槽側壁3b兩部分組成，腐蝕槽底板3a與腐蝕槽側壁3b通過螺栓13相連接；所述腐蝕槽設置在下承載板2a上，在腐蝕槽與下承載板2a之間設置有第一絕緣層4a，在腐蝕槽底板3a的底部設置有預制孔。所述陰極板5為環形結構，其套裝在腐蝕槽內的鋼管砼軸拉構件1外，所述陰極板5與鋼管砼軸拉構件1不接觸，即陰極板5與鋼管砼軸拉構件1之間留有間隙，在腐蝕槽與陰極板5之間設置有第二絕緣層4b；所述外接直流電源11的負極與陰極板5相連接，正極與鋼管砼軸拉構件1的鋼管相連接。所述測量機構包括荷載傳感器7和機械式千分表9，所述荷載傳感器7套裝在上螺母8a與上承載板2b之間的拉桿6外，機械式千分表9設置在上承載板2b與下承載板2a之間。本實施例以某一方截面實心鋼管砼軸拉構件進行測試為例，實心鋼管砼軸拉構件長度L＝560mm、外邊長B＝140mm、鋼管原始壁厚ts＝3.67mm、腐蝕厚度Δt＝1.11mm、腐蝕液濃度ρ＝3.5％、設計持載等級rb＝15％和腐蝕時本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種研究鋼管砼軸拉構件在荷載與腐蝕下性能的裝置，其特征在于，由加載機構、腐蝕機構和測量機構三部分組成;所述加載機構包括兩塊承載板，在兩塊承載板之間設置有若干根拉桿，在所述拉桿上設置有拉緊螺母;所述腐蝕機構包括腐蝕槽、陰極板及外接直流電源，所述腐蝕槽設置在下部的承載板上，在腐蝕槽與下部的承載板之間設置有第一絕緣層，在腐蝕槽的低部設置有預制孔;所述陰極板為環形結構，其套裝在腐蝕槽內的鋼管砼軸拉構件外，陰極板與鋼管砼軸拉構件之間留有間隙，在腐蝕槽與陰極板之間設置有第二絕緣層;所述外接直流電源的負極與陰極板相連接，正極與鋼管砼軸拉構件的鋼管相連接;所述測量機構包括荷載傳感器和機械式千分表，所述荷載傳感器套裝在拉緊螺母與承載板之間的拉桿外，機械式千分表設置在兩塊承載板之間。

【技術特征摘要】
1.一種研究鋼管砼軸拉構件在荷載與腐蝕下性能的裝置，其特征在于，由加載機構、腐
蝕機構和測量機構三部分組成;
所述加載機構包括兩塊承載板，在兩塊承載板之間設置有若干根拉桿，在所述拉桿上設
置有拉緊螺母;
所述腐蝕機構包括腐蝕槽、陰極板及外接直流電源，所述腐蝕槽設置在下部的承載板上，
在腐蝕槽與下部的承載板之間設置有第一絕緣層，在腐蝕槽的低部設置有預制孔;所述陰極
板為環形結構，其套裝在腐蝕槽內的鋼管砼軸拉構件外，陰極板與鋼管砼軸拉構件之間留有
間隙，在腐蝕槽與陰極板之間設置有第二絕緣層;所述外接直流電源的負極與陰極板相連接，
正極與鋼管砼軸拉構件的鋼管相連接;
所述測量機構包括荷載傳感器和機械式千分表，所述荷載傳感器套裝在拉緊螺母與承載
板之間的拉桿外，機械式千分表設置在兩塊承載板之間。
2.采用權利要求1所述的研究鋼管砼軸拉構件在荷載與腐蝕下性能的裝置的方法，其特
征在于，包括如下步驟：
步驟一：進行初始加載階段試驗，
步驟A：將鋼管砼軸拉構件的下端與下部的承載板焊接在一起；
步驟B：通過預制孔將鋼管砼軸拉構件的上端穿過腐蝕槽，并將腐蝕槽放置在下部的承
載板上，在腐蝕槽與下部的承載板之間設置第一絕緣層；
步驟C：將鋼管砼軸拉構件的上端與上部的承載板焊接在一起；<...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王慶利，牛獻軍，韓林海，屈紹娥，
申請(專利權)人：沈陽建筑大學，
類型：發明
國別省市：遼寧;21