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原文传递一种荷载加载装置和FRP筋－混凝土工况模拟系统及方法

专利名称：	一种荷载加载装置和FRP筋－混凝土工况模拟系统及方法
摘要：	本发明提供了一种荷载加载装置和FRP筋－混凝土工况模拟系统及方法；荷载加载装置可以施加恒定荷载和交变荷载；FRP筋－混凝土工况模拟系统包括环境箱、四点弯曲支撑组件、荷载加载装置和海洋环境模拟模块；将四点弯曲支撑组件放置在环境箱内，四点弯曲支撑组件上承载有FRP筋－混凝土试件，荷载加载装置安装在四点弯曲支撑组件上，海洋环境模拟模块放置在环境箱内，监测控制模块与荷载加载装置、海洋环境模拟模块电性连接；监测控制模块用于观察各项实验数据和控制荷载加载装置和海洋环境模拟模块，海洋环境模拟模块用于控制海水溶液的盐度和温度；在FRP筋－混凝土工况模拟系统上可以实现模拟方法。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	广东;44
申请人：	广东工业大学
发明人：	林嘉祥;蔡咏键;郭永昌;陈展标;肖淑华;吴沛宗;李东洋
专利状态：	有效
申请日期：	2022-09-28T00:00:00+0800
发布日期：	2022-12-30T00:00:00+0800
申请号：	CN202211196947.5
公开号：	CN115541378A
代理机构：	广州粤高专利商标代理有限公司
代理人：	彭晓勤
分类号：	G01N3/08;G01N3/02;G;G01;G01N;G01N3;G01N3/08;G01N3/02
申请人地址：	510090 广东省广州市越秀区东风东路729号
主权项：	1.一种荷载加载装置，其特征在于，包括恒定荷载加载组件(41)、交变荷载加载组件(42)和监测控制模块(6)，所述恒定荷载加载组件(41)上固定有FRP筋－混凝土试件(2)，所述交变荷载加载组件(42)安装在所述恒定荷载加载组件(41)内；所述恒定荷载加载组件(41)、交变荷载加载组件(42)和监测控制模块(6)电性连接。 2.根据权利要求1所述的一种荷载加载装置，其特征在于，所述恒定荷载加载组件(41)包括螺杆(411)、螺母(412)、力传感器(413)和分配板(414)；所述分配板(414)设置在有FRP筋－混凝土试件(2)顶面上，所述力传感器(413)设置在所述分配板(414)上，所述螺杆(411)穿过分配板(414)和FRP筋－混凝土试件(2)，所述螺杆(411)的两端安装有螺母(412)，所述力传感器(413)位于分配板(414)和顶部螺母(412)之间；所述力传感器(413)与监测控制模块(6)电性连接。 3.根据权利要求2所述的一种荷载加载装置，其特征在于，所述交变荷载加载组件(42)包括两块刚性板(421)、两个平行的偏心轮(422)和两个电机(423)；所述偏心轮(422)设置在两块刚性板(421)之间；所述两块刚性板(421)被螺杆(411)穿过，两个刚性板(421)设置在顶部螺母(412)和力传感器(413)之间；所述电机(423)的输出轴和所述偏心轮(422)的回转中心连接，所述电机(423)和监测控制模块(6)电性连接。 4.一种FRP筋－混凝土工况模拟系统，包含权利要求1-3任一所述的荷载加载装置，其特征在于，还包括环境箱(1)、四点弯曲支撑组件(3)、荷载加载装置和海洋环境模拟模块(5)；所述环境箱(1)内注入有海水溶液；所述四点弯曲支撑组件(3)设置在所述环境箱(1)的底部，所述四点弯曲支撑组件(3)上承载有FRP筋－混凝土试件(2)；所述荷载加载装置安装在四点弯曲支撑组件(3)上且与FRP筋－混凝土试件(2)、环境箱(1)的底部固定连接；所述荷载加载装置将恒定荷载、交变荷载施加至四点弯曲支撑组件(3)，恒定荷载和交变荷载再经过四点弯曲支撑组件(3)传递至FRP筋－混凝土试件(2)上；所述海洋环境模拟模块(5)安装在环境箱(1)内用于控制海水溶液的温度和盐度；所述海洋环境模拟模块(5)与所述监测控制模块(6)电性连接。 5.根据权利要求4所述的FRP筋－混凝土工况模拟系统，其特征在于，所述四点弯曲支撑组件(3)包括圆柱杆(301)、三棱柱杆(302)和加载棒(303)；所述圆柱杆(301)和所述三棱柱杆(302)设置在所述FRP筋－混凝土试件(2)和环境箱(1)底部之间，所述加载棒(303)设置在所述FRP筋－混凝土试件(2)和荷载加载装置之间。 6.根据权利要求5所述的FRP筋－混凝土工况模拟系统，其特征在于，所述海洋环境模拟模块(5)包括位温度控制组件(51)和盐度控制组件(52)，所述温度控制组件(51)用于控制海水溶液的温度，所述盐度控制组件(52)用于控制海水溶液的海水盐度，所述温度控制组件(51)和盐度控制组件(52)均设置在所述环境箱(1)的内部，所述温度控制组件(51)和盐度控制组件(52)与检测控制模块(6)电性连接。 7.根据权利要求6所述的FRP筋－混凝土工况模拟系统，其特征在于，所述温度控制组件(51)包括加热器(511)、温度传感器(512)、冷凝器(513)和水管(514)；所述温度传感器(512)和加热器(511)设置在环境箱(1)的内部，所述水管(514)穿过环境箱(1)，所述水管(514)循环有冷却液，所述冷凝器(513)与水管(514)的圆周外壁相连接，所述加热器(511)、温度传感器(512)、冷凝器(513)与监测控制模块(6)电性连接；所述盐度控制组件(52)包括盐度传感器(521)和泵(522)，所述盐度传感器(521)设置在环境箱(1)的内部，所述泵(522)连通环境箱(1)和外部水源，所述盐度传感器(521)、泵(522)与监测控制模块(6)电性连接。 8.根据权利要求7任一所述的海洋环境下FRP筋－混凝土工况模拟系统，其特征在于，所述环境箱(1)包括壳(101)和底板(102)，所述壳体(101)设置在所述底板(102)上，所述壳体(101)与底板(102)形成盛放液体的容器。 9.一种基于权利要求8所述的FRP筋－混凝土工况模拟系统的模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：制作FRP筋－混凝土试件(2)；步骤二：将四点弯曲支撑组件(3)放置在环境箱(1)的底部，四点弯曲支撑组件(3)用于承载FRP筋－混凝土试件(2)；步骤三：将恒定荷载加载组件(41)和交变荷载加载组件(42)安装在四点弯曲支撑组件(3)上，并将恒定荷载加载组件(41)和交变荷载加载组件(42)与监测控制模块(6)电性连接；步骤四：向环境箱(1)中注入设定浓度的海水溶液；步骤五：完成前序准备工作后，监测控制模块(6)通过控制温度控制组件(51)将海水溶液加热至设定的温度，若出现因为蒸发导致海水溶液浓度上升，监测控制模块(6)控制盐度控制组件(52)向环境箱(1)内注入淡水，使海水溶液的盐度维持在设定的范围之内；步骤六：通过恒定荷载加载组件(41)对FRP筋－混凝土试件(2)施加的恒定荷载；步骤七：在步骤六的基础上，通过监测控制模块(6)控制交变荷载加载组件(42)向FRP筋－混凝土试件(2)施加交变荷载；步骤八：重复步骤七的过程一段时间。 10.根据权利要求9所述的模拟方法，其特征在于，通过监测控制模块(6)可以实时观测恒定荷载、交变荷载、海水溶液温度、海水溶液盐度等数据。