【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及粘結(jié)滑移本構(gòu)測(cè)量，具體是一種組合構(gòu)件中界面粘結(jié)滑移性能及其劣化演化的監(jiān)測(cè)方法。
技術(shù)介紹
1、粘結(jié)力是兩種材料之間重要的機(jī)械屬性，是組合構(gòu)件中兩種材料/兩個(gè)組件能夠協(xié)同工作的基礎(chǔ)，影響著材料的復(fù)合性能和結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。以鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)為例，鋼筋與混凝土的相互作用決定了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能，包括強(qiáng)度、變形、耐久性和裂縫控制等方面，對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在正常使用極限狀態(tài)與承載能力極限狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)性能起決定性作用。在有限元分析中，粘結(jié)滑移關(guān)系直接影響著結(jié)構(gòu)的受力性能和破壞模式，對(duì)準(zhǔn)確預(yù)測(cè)和評(píng)估鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)性能至關(guān)重要。因此，組合構(gòu)件界面之間粘結(jié)滑移關(guān)系的研究具有重要的研究意義和工程應(yīng)用價(jià)值。
2、傳統(tǒng)鋼筋混凝土粘結(jié)滑移關(guān)系由拉拔試驗(yàn)提取，用試驗(yàn)得到的平均粘結(jié)應(yīng)力來(lái)表征鋼筋混凝土在局部的粘結(jié)力。但鋼筋混凝土之間的粘結(jié)滑移關(guān)系在長(zhǎng)度方向是變化的，且受到構(gòu)件局部力學(xué)性能、局部受力情況以及歷史承載等因素的影響，因此拔出實(shí)驗(yàn)測(cè)得的粘結(jié)滑移關(guān)系并不能很好地應(yīng)用到復(fù)雜結(jié)構(gòu)之中。盡管研究人員嘗試通過(guò)外貼或者內(nèi)貼應(yīng)變片的方法來(lái)近似得到粘結(jié)力在長(zhǎng)度方向的分布，但是應(yīng)變片的存在影響了鋼筋混凝土之間的粘結(jié)性能，且只能提供有限且離散的應(yīng)變信息，在花費(fèi)了大量人力和物力的基礎(chǔ)上對(duì)鋼筋混凝土粘結(jié)滑移行為的理解仍然非常有限。另外，應(yīng)變片不耐腐蝕、容易損壞，不適合復(fù)雜工況下對(duì)鋼筋混凝土粘結(jié)滑移關(guān)系的監(jiān)測(cè)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的是提供一種組合構(gòu)件中界面粘結(jié)滑移性能及其劣化演化的監(jiān)測(cè)方
2、本專利技術(shù)的技術(shù)方案是：
3、一種組合構(gòu)件中界面粘結(jié)滑移性能的監(jiān)測(cè)方法，包括以下步驟：
4、s1、對(duì)待測(cè)組合構(gòu)件中剛度相對(duì)高的型材進(jìn)行脫脂清潔預(yù)處理，得到預(yù)處理后的型材；
5、s2、將分布式光纖傳感器沿所測(cè)粘結(jié)力的方向布置在預(yù)處理后的型材表面；
6、s3、將布置完分布式光纖傳感器的型材與待測(cè)基體通過(guò)粘合劑粘結(jié)，制備成組合構(gòu)件；
7、s4、對(duì)所述組合構(gòu)件進(jìn)行單軸拉伸試驗(yàn)，通過(guò)分布式光纖傳感器記錄試驗(yàn)過(guò)程中鋼筋應(yīng)變的分布與演化，得到粘結(jié)滑移關(guān)系的分布與演化。
8、進(jìn)一步的，s1中所述型材包括但不局限于光圓鋼筋、帶肋鋼筋、變形鋼筋以及frp筋。
9、進(jìn)一步的，s3中所述組合構(gòu)件不局限于某種特殊的材料，依據(jù)試驗(yàn)?zāi)康呐c試驗(yàn)要求選用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼管混凝土結(jié)構(gòu)、frp加固混凝土結(jié)構(gòu)、cfrp加固混凝土結(jié)構(gòu)或cfrp鋼結(jié)構(gòu)中的任意一種。
10、進(jìn)一步的，s3中所述粘合劑選用氰基丙烯酸酯粘合劑，速干且具有較大的剛度，保證分布式光纖傳感器與所測(cè)型材協(xié)同變形。
11、進(jìn)一步的，s2中分布式光纖傳感器與所述預(yù)處理后的型材協(xié)同變形，對(duì)分布式光纖傳感器施加一定的保護(hù)措施，保護(hù)措施的布置方式包括兩種：提高分布式光纖傳感器的存活率。在型材上沿所測(cè)粘結(jié)力方向開設(shè)光纖槽，將分布式光纖傳感器沿所述光纖槽放置，或者是在分布式光纖傳感器上覆蓋硅膠保護(hù)層，用于對(duì)光纖傳感器進(jìn)行保護(hù)。
12、進(jìn)一步的，所述型材與待測(cè)基體的粘結(jié)，粘結(jié)方式依試驗(yàn)?zāi)康呐c試驗(yàn)需求確定，包括但不限于型材與混凝土的澆筑粘結(jié)，frp布與型材的膠結(jié)。
13、進(jìn)一步的，所述型材與基體的形狀依試驗(yàn)?zāi)康呐c試驗(yàn)需求確定，選用配筋棱柱體構(gòu)件、配筋圓柱體構(gòu)件、frp板加固的混凝土構(gòu)件或frp筋加固的混凝土構(gòu)件中的任意一種。
14、進(jìn)一步的，s4中所述的單軸拉伸試驗(yàn)的試驗(yàn)加載方式依據(jù)試驗(yàn)?zāi)康呐c試驗(yàn)需求來(lái)設(shè)計(jì)，包括但不限于單調(diào)加載、考慮疲勞因素的循環(huán)加載以及考慮歷史荷載因素的加載-卸載-再加載的加載方式，相較于拉拔試驗(yàn)得到的粘結(jié)滑移關(guān)系，本方法的受力工況與實(shí)際工程應(yīng)用中的受力情況更加吻合，得到的粘結(jié)滑移關(guān)系更真實(shí)、更精確。
15、進(jìn)一步的，一種組合構(gòu)件中界面粘結(jié)滑移性能的監(jiān)測(cè)方法對(duì)組合構(gòu)件中界面粘結(jié)滑移性能劣化演化的監(jiān)測(cè)方法，還包括以下步驟：對(duì)所述組合構(gòu)件進(jìn)行單軸拉伸試驗(yàn)之前，對(duì)組合構(gòu)件施加工況使結(jié)構(gòu)劣化，得到組合構(gòu)件劣化狀態(tài)下的粘結(jié)滑移分布與演化，用于評(píng)估劣化對(duì)組合結(jié)構(gòu)粘結(jié)性能的影響。對(duì)所述組合構(gòu)件施加的工況是指能夠影響待測(cè)組合結(jié)構(gòu)力學(xué)性能與使用性能的工況，包括但不限于fpr紫外老化、frp濕熱老化以及鋼筋銹蝕損傷。施加工況是為了探究并得到構(gòu)件在某種工況下的粘結(jié)滑移關(guān)系，評(píng)估該工況對(duì)粘結(jié)滑移關(guān)系的影響。
16、進(jìn)一步的，一種組合構(gòu)件中界面粘結(jié)滑移性能的監(jiān)測(cè)方法能夠應(yīng)用于提取膠結(jié)組件粘結(jié)滑移關(guān)系。
17、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)的有益效果是：
18、1、本專利技術(shù)通過(guò)單軸拉伸試驗(yàn)監(jiān)測(cè)組合結(jié)構(gòu)的粘結(jié)滑移關(guān)系，相較于拉拔試驗(yàn)得到的粘結(jié)滑移關(guān)系，本方法的受力工況與實(shí)際工程應(yīng)用中的受力情況更加吻合，得到的粘結(jié)滑移關(guān)系更真實(shí)、更精確。以及，具備分析粘結(jié)滑移在承載過(guò)程中的演變的能力，從而加深對(duì)組合結(jié)構(gòu)粘結(jié)滑移關(guān)系的理解，助力粘結(jié)滑移監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步，且分布式光纖傳感器體積小、重量輕、具有非侵入性，不影響材料之間的粘結(jié)性能，測(cè)得的數(shù)據(jù)結(jié)果更加真實(shí)可靠，通過(guò)分布式光纖記錄試驗(yàn)過(guò)程中鋼筋應(yīng)變的分布與演化，得到粘結(jié)力和滑移值沿受力方向的分布與演化，相較于應(yīng)變片測(cè)得的離散數(shù)據(jù)，具有研究局部粘結(jié)滑移關(guān)系的能力，能提高粘結(jié)滑移模型的適用性和精準(zhǔn)度。
19、2、本專利技術(shù)提供的粘結(jié)滑移監(jiān)測(cè)技術(shù)可對(duì)組合構(gòu)件附加多種工況，得到特定工況(如循環(huán)荷載、frp結(jié)構(gòu)紫外老化)下被劣化的組合結(jié)構(gòu)間的粘結(jié)滑移關(guān)系，為復(fù)雜工況下組合結(jié)構(gòu)粘結(jié)滑移行為的研究提供支持。
20、3、本專利技術(shù)提供的粘結(jié)滑移監(jiān)測(cè)技術(shù)也可應(yīng)用于提取和監(jiān)測(cè)膠結(jié)組件的粘結(jié)滑移關(guān)系，能滿足多種粘結(jié)滑移關(guān)系模型的應(yīng)用需求，為有限元分析和數(shù)值分析的粘結(jié)滑移模型提供多元且精準(zhǔn)的粘結(jié)滑移模型，提高有限元分析和數(shù)值分析的可靠性與精確度。
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1.一種組合構(gòu)件中界面粘結(jié)滑移性能的監(jiān)測(cè)方法，用于檢測(cè)型材與待測(cè)基體之間的粘結(jié)滑移關(guān)系，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種組合構(gòu)件不同材料界面間粘結(jié)滑移關(guān)系的監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，S2中分布式光纖傳感器與所述預(yù)處理后的型材協(xié)同變形，所述分布光纖傳感的布置方式包括但不限于以下兩種：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種組合構(gòu)件中界面粘結(jié)滑移性能的監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，S3中所述組合構(gòu)件不局限于某種特殊的材料，依據(jù)試驗(yàn)?zāi)康呐c試驗(yàn)要求選用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼管混凝土結(jié)構(gòu)、FRP加固混凝土結(jié)構(gòu)、CFRP加固混凝土結(jié)構(gòu)或CFRP鋼結(jié)構(gòu)中的任意一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種組合構(gòu)件中界面粘結(jié)滑移性能的監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，S3中所述粘合劑選用氰基丙烯酸酯粘合劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種組合構(gòu)件中界面粘結(jié)滑移性能的監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，S1中所述型材包括但不局限于光圓鋼筋、帶肋鋼筋、變形鋼筋或FRP筋。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種組合構(gòu)件中界面粘結(jié)滑移性能的監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述型材與待測(cè)基體的粘結(jié)，粘結(jié)
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種組合構(gòu)件中界面粘結(jié)滑移性能的監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述型材與基體的形狀選用配筋棱柱體構(gòu)件、配筋圓柱體構(gòu)件、FRP板加固的混凝土構(gòu)件或FRP筋加固的混凝土構(gòu)件中的任意一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種組合構(gòu)件中界面粘結(jié)滑移性能的監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，S4中所述的單軸拉伸試驗(yàn)的試驗(yàn)加載方式依據(jù)試驗(yàn)?zāi)康呐c試驗(yàn)需求來(lái)設(shè)計(jì)，包括但不限于單調(diào)加載、考慮疲勞因素的循環(huán)加載或考慮歷史荷載因素的加載-卸載-再加載的加載方式。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種組合構(gòu)件中界面粘結(jié)滑移性能的監(jiān)測(cè)方法對(duì)組合構(gòu)件中界面粘結(jié)滑移性能劣化演化的監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，還包括以下步驟：對(duì)所述組合構(gòu)件進(jìn)行單軸拉伸試驗(yàn)之前，對(duì)組合構(gòu)件施加工況使結(jié)構(gòu)劣化，得到組合構(gòu)件劣化狀態(tài)下的粘結(jié)滑移分布與演化，用于評(píng)估劣化對(duì)組合結(jié)構(gòu)粘結(jié)性能的影響，施加的工況包括但不限于FPR紫外老化、FRP濕熱老化或鋼筋銹蝕損傷。
10.一種組合構(gòu)件中界面粘結(jié)滑移性能的監(jiān)測(cè)方法應(yīng)用于提取膠結(jié)組件粘結(jié)滑移關(guān)系。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種組合構(gòu)件中界面粘結(jié)滑移性能的監(jiān)測(cè)方法，用于檢測(cè)型材與待測(cè)基體之間的粘結(jié)滑移關(guān)系，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種組合構(gòu)件不同材料界面間粘結(jié)滑移關(guān)系的監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，s2中分布式光纖傳感器與所述預(yù)處理后的型材協(xié)同變形，所述分布光纖傳感的布置方式包括但不限于以下兩種：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種組合構(gòu)件中界面粘結(jié)滑移性能的監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，s3中所述組合構(gòu)件不局限于某種特殊的材料，依據(jù)試驗(yàn)?zāi)康呐c試驗(yàn)要求選用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼管混凝土結(jié)構(gòu)、frp加固混凝土結(jié)構(gòu)、cfrp加固混凝土結(jié)構(gòu)或cfrp鋼結(jié)構(gòu)中的任意一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種組合構(gòu)件中界面粘結(jié)滑移性能的監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，s3中所述粘合劑選用氰基丙烯酸酯粘合劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種組合構(gòu)件中界面粘結(jié)滑移性能的監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，s1中所述型材包括但不局限于光圓鋼筋、帶肋鋼筋、變形鋼筋或frp筋。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種組合構(gòu)件中界面粘結(jié)滑移性能的監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述型材與待測(cè)基體的粘結(jié)，粘結(jié)方式依試驗(yàn)?zāi)?..
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張世順，陳娥，李雷，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：華中科技大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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