专利名称：顶、压式剪切装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及混凝土强度检测技术领域，特别是一种剪切混凝土芯样用的剪切装置。
背景技术：
目前常用的混凝土强度检测技术和方法有无损检测和破损检测两种。所述无损检测分为回弹法、综合法、超声法等，它是利用混凝土表面硬度、碳化深度和声学参数换算混凝土强度，无损检测操作方便，但检测结果误差较大。所述破损检测又分为钻芯法、后装拔出法、贯入法等，它是利用规定的试件力学参数换算混凝土强度，破损检测结果精度较高，但是混凝土破损大，而且存在工序多、操作不便等缺点，如常用的钻芯法，其芯样试件钻取、切割和两端面平行度、端面与轴线垂直度处理及试件制作工序、操作过程等都较为繁琐。为克服上述问题，现提出一种混凝土芯样双剪剪切法，它是一种新的检测混凝土抗压强度的方法，该方法是采用钻芯机在混凝土结构面上钻取混凝土芯样，然后将混凝土芯样剪切成三段，并测量剪断瞬间的剪切力峰值(该方法的原理是对混凝土芯样径向施加垂直于承压面的剪切力，使受剪芯样沿径向垂直于轴向剪切破坏，并根据剪应力来推定混凝土强度)。在该方法中，需要将芯样剪切成三段并测量剪断瞬间的剪切力峰值，但如何将芯样剪切成三段，以及如何测量剪断瞬间的剪切力峰值，是一个急需解决的问题。

实用新型内容本实用新型的目的是提供一种可以将混凝土芯样剪切成三段、同时可以测量出剪断瞬间的剪切力峰值的顶、压式剪切装置。为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案一种顶式剪切装置，其特征在于包括剪切环安装座、固定剪切环、移动剪切环和动力源。所述剪切环安装座由底座和设在底座上表面上的两个剪切环固定板组成，并且两个剪切环固定板的内侧面上均开有固定剪切环定位槽。所述固定剪切环有两块并且夹在两个剪切环固定板之间，两块固定剪切环上均设有与固定剪切环定位槽相对应的凸台，并且两块固定剪切环均通过定位螺栓与剪切环固定板连接。所述移动剪切环为顶式活动剪切头，顶式活动剪切头放置在两块剪切环固定板和两块固定剪切环围成的空间中，顶式活动剪切头的上表面上开有与固定剪切环上的孔同向的顶升半圆形槽，顶升半圆形槽的轴向两端设有顶式夹齿，顶式活动剪切头的下表面上开有一个弧形凹洞。所述动力源为千斤顶，所述剪切环安装座的下方连接有一个底板，所述千斤顶放置在底板上，千斤顶的输出端上通过转换头放置有一个空心压力传感器，空心压力传感器的上端又插放有一个顶升杆，该顶升杆的侧壁上设有搭放平台，该顶升杆的上端是与顶式活动剪切头上的弧形凹洞相对应的弧形，顶升杆通过搭放平台搭放在空心压力传感器上，顶升杆的上端由下至上穿过底座并顶在弧形凹洞中。所述底板可通过支撑杆和锁紧螺母可拆卸连接在剪切环安装座的下方。所述固定剪切环定位槽可设在剪切环固定板的内侧面靠底部位置。所述剪切环固定板通过定位螺栓可与固定剪切环上的凸台连接。所述顶式夹齿的断面形状可为直角梯形。一种压式剪切装置，其特征在于包括剪切环安装座、固定剪切环和移动剪切环。所述剪切环安装座由底座和设在底座上表面上的两个剪切环固定板组成，并且两个剪切环固定板的内侧面上均开有固定剪切环定位槽。所述固定剪切环有两块并且夹在两个剪切环固定板之间，两块固定剪切环上均设有与固定剪切环定位槽相对应的凸台，并且两块固定剪切环均通过定位螺栓与剪切环固定板连接。所述移动剪切环为压式活动剪切头，压式活动剪切头夹在两块固定剪切环之间，压式活动剪切头的下表面上开有与固定剪切环上的孔同向的下压半圆形槽，下压半圆形槽的轴向两端设有压式夹齿，压式活动剪切头的上表面上开有连接螺孔，连接螺孔上螺纹连接有一个下压螺杆，该下压螺杆的上端设有与万能压力机配合的压盘。所述固定剪切环定位槽可设在剪切环固定板的内侧面靠底部位置。所述剪切环固定板通过定位螺栓可与固定剪切环上的凸台连接。所述压式夹齿的断面形状可为方形。所述连接螺孔可将压式活动剪切头的上表面与下压半圆形槽的槽底连通。与现有技术相比本实用新型具有以下特点和有益效果本实用新型是一种检测混凝土抗压强度用的装置，它可以将混凝土芯样(从被测混凝土上分离下来的混凝土芯样)剪切成三段(对混凝土芯样的径向施加垂直于承压面的剪切力，使受剪的混凝土芯样沿径向垂直于轴向出现剪切破坏)，并同时测量出剪切时的剪切力峰值。本实用新型将混凝土芯样剪切成三段的同时，还可以测出剪切力峰值(通过压力传感器)，适用于C10-C80的结构工程混凝土强度的检测，具有操作简单方便、准确快捷、成本低、适用性强的优点。本实用新型使用时不受被测混凝土的表面形状(比如凸面、凹面、曲面、麻面等)的限制，也不受被测混凝土尺寸截面大小的限制，仅受成孔工艺限制。也就是说，本实用新型对被测混凝土的形状没有特别限制，测试部位也不受限制，被测混凝土不需任何加工处理(现场测试位置的表面无需处理，钻成的混凝土芯样也不需处理)。本实用新型的检测龄期范围广，凡能钻制成型的剪切试件都适用，适用混凝土龄期可至14天，可为预应力混凝土的张拉和放张以及混凝土早龄期的施工提供技术数据。本实用新型对被测混凝土的损伤很小，被测混凝土上的钻孔深度仅为毫米级别(25mm 30mm)，所以适合检测钢筋配置密集的混凝土，属于混凝土无损检测新型技术。本实用新型可以应用在混凝土芯样双剪剪切法中，采用了本实用新型的混凝土芯样双剪剪切法是一种检测被测混凝土的内部强度的方法，这种方法的测试精度比传统方法更高，检测更方便快捷。采用了本实用新型的混凝土芯样双剪剪切法可检测出被测混凝土的抗压强度，与目前已有的其他混凝土强度检测方法有实质性的不同，具有很好的推广应用价值，能更好的完善和丰富混凝土强度检测技术。[0028]本实用新型操作方便、体积轻小，受力明确、结构合理，是一种可以在检测现场进行混凝土芯样双剪的仪器。
以下结合附图对本实用新型做进一步详细的说明。

图1是顶式剪切装置的立体示意图。图2是顶式剪切装置的主视示意图。图3是图2中A-A剖面的示意图。图4是压式剪切装置的立体示意图。图5是压式剪切装置的主视示意图。图6是图5中B-B剖面的示意图。图7是剪切环安装座的立体示意图。图8是固定剪切环的立体示意图。图9是顶式活动剪切头的立体示意图。图10是顶式活动剪切头的主视结构示意图。图11是压式活动剪切头的立体示意图。图12是压式活动剪切头的主视结构示意图。附图标记1 一顶式活动剪切头、1.1 一顶升半圆形槽、1. 2 一顶式夹齿、1. 3 一弧形凹洞、2 —锁紧螺母、3 —定位螺栓、4 一剪切环安装座、4.1 一底座、4. 2 一剪切环固定板、4. 3 一固定剪切环定位槽、5 —顶升杆、5.1 一搭放平台、6 —空心压力传感器、7 —转换头、8 一千斤顶、9 一支撑杆、10 —底板、11 一固定剪切环、11.1 一凸台、12 —下压螺杆、12.1 一压盘、13 —压式活动剪切头、13.1 一下压半圆形槽、13. 2 一压式夹齿、13. 3 一连接螺孔。
具体实施方式
实施例参见图1-3、图7-10所示,所述顶式剪切装置包括剪切环安装座4、固定剪切环11、移动剪切环和动力源.所述剪切环安装座4由底座4.1和设在底座上表面上的两个剪切环固定板4. 2组成,并且两个剪切环固定板4. 2的内侧面上均开有固定剪切环定位槽4. 3。所述固定剪切环11有两块并且夹在两个剪切环固定板4. 2之间，两块固定剪切环11上均设有与固定剪切环定位槽4. 4相对应的凸台11. 1，并且两块固定剪切环11均通过定位螺栓3与剪切环固定板4. 2连接。所述移动剪切环为顶式活动剪切头1，顶式活动剪切头I放置在两块剪切环固定板4. 2和两块固定剪切环11围成的空间中，顶式活动剪切头I的上表面上开有与固定剪切环11上的孔同向的顶升半圆形槽1. 1，并且顶升半圆形槽1.1的半径与固定剪切环11上的孔的半径相同，顶升半圆形槽1.1的轴向两端设有顶式夹齿1. 2，顶式活动剪切头I的下表面上开有一个弧形凹洞1. 3。所述动力源为千斤顶8，所述剪切环安装座4的下方连接有一个底板10，所述千斤顶8放置在底板10上，千斤顶8的输出端上通过转换头7放置有一个空心压力传感器6，空心压力传感器6的上端又插放有一个顶升杆5，该顶升杆5的侧壁上设有搭放平台5. 1，该顶升杆5的上端是与顶式活动剪切头I上的弧形凹洞1. 3相对应的弧形，顶升杆5通过搭放平台5.1搭放在空心压力传感器6上，顶升杆5的上端由下至上穿过底座4.1并顶在弧形凹洞1. 3中。本实施例中，底板10通过支撑杆9和锁紧螺母2可拆卸连接在剪切环安装座4的下方。本实施例中，固定剪切环定位槽4. 3设在剪切环固定板4. 2的内侧面靠底部位置。剪切环固定板4. 2通过定位螺栓3与固定剪切环上的凸台11.1连接。顶式夹齿1. 2的断面形状为直角梯形。顶式剪切装置采用了普通的千斤顶作为动力源直接进行顶升剪切，工作前，首先将混凝土芯样(一般都是长度不小于100mm,直径为C>38mm、C>44mm或Φ49mm的混凝土芯样)插入固定剪切环内，然后通过千斤顶给移动剪切环施加向上的剪力，将混凝土芯样剪断，同时通过空心压力传感器读取剪切值。实施例参见图4-8、图11、图12所示,所述压式剪切装置包括剪切环安装座4、固定剪切环11和移动剪切环。所述剪切环安装座4由底座4.1和设在底座上表面上的两个剪切环固定板4. 2组成,并且两个剪切环固定板4. 2的内侧面上均开有固定剪切环定位槽4. 3.所述固定剪切环11有两块并且夹在两个剪切环固定板4. 2之间，两块固定剪切环
11上均设有与固定剪切环定位槽4. 4相对应的凸台11. 1，并且两块固定剪切环11均通过定位螺栓3与剪切环固定板4. 2连接。所述移动剪切环为压式活动剪切头13，压式活动剪切头13夹在两块固定剪切环11之间，压式活动剪切头13的下表面上开有与固定剪切环11上的孔同向的下压半圆形槽13. 1，并且下压半圆形槽13.1的半径与固定剪切环11上的孔的半径相同，下压半圆形槽13.1的轴向两端设有压式夹齿13. 2，压式活动剪切头13的上表面上开有连接螺孔13. 3，连接螺孔13. 3上螺纹连接有一个下压螺杆12，该下压螺杆12的上端设有与万能压力机配合的压盘12.1。本实施例中，固定剪切环定位槽4. 3设在剪切环固定板4. 2的内侧面靠底部位置。剪切环固定板4. 2通过定位螺栓3与固定剪切环上的凸台11.1连接。压式夹齿13. 2的断面形状为方形。连接螺孔13. 3将压式活动剪切头13的上表面与下压半圆形槽13.1的槽底连通。压式剪切装置没有专门的动力源，而是采用万能压力机直接向下剪压。工作前，首先将混凝土芯样(一般都是长度不小于100mm,直径为C>38mm、C>44mm或Φ49mm的混凝土芯样)插入固定剪切环内，然后通过万能压力机给移动剪切环施加向下的剪力，将混凝土芯样剪断，同时通过万能压力机上的荷载表读取剪切值。顶式剪切装置和压式剪切装置可以是由一套组装剪切装置在不同的条件下组装而成，所述组装剪切装置既包括有剪切环安装座4和固定剪切环11，又包括有顶式活动剪切头、支撑杆、底板、锁紧螺母、千斤顶、转换头、空心压力传感器和顶升杆，还包括有下压螺杆和压式活动剪切头。当需要顶式剪切装置时，可以把组装剪切装置安装成顶式剪切装置，当需要压式剪切装置时，可以把组装剪切装置安装成顶式剪切装置。顶式剪切装置的安装将固定剪切环10插入剪切环安装座4的两块剪切环固定板4. 2之间，用定位螺栓3拧紧，将支撑杆9安装在底板10的四个螺孔内，再将剪切环安装座4插入支撑杆上，上好锁紧螺母2，将千斤顶8放在底板中间位置，将转换头一端套入千斤顶上，另一端插入空心压力传感器6内，空心压力传感器的上端和顶升杆5连接，顶升杆与顶式活动剪切头相接，它们采用凸凹弧形面相接触，目的是可以形成万向作用，使顶式活动剪切头与混凝土芯样的母线自动调整(即凸凹弧形面可以使顶式活动剪切头微调)，以便剪切力均匀可靠，空心压力传感器与数据采集器连接，并打开电源开关。顶式剪切装置使用时，首先将混凝土芯样插入固定剪切环，然后上下摇动千斤顶的加压杆，千斤顶向上移动，顶式活动剪切头也向上移动，因剪切环安装座、固定剪切环的定位作用，使得顶式活动剪切头有序移动，当顶升力大于混凝土芯样两倍的抗剪强度时，混凝土芯样被顶式活动剪切头和固定剪切环剪断，此时数据采集器的显示值为混凝土芯样的剪切值。压式剪切装置与顶式剪切装置相比，没有支撑杆、底板、锁紧螺母、千斤顶、转换头、空心压力传感器和顶升杆，多了下压螺杆12和压式活动剪切头13。压式剪切装置使用时，首先将混凝土芯样插入固定剪切环，再将压式活动剪切头连接下压螺杆向下扣在混凝土芯样上，通过万能压力机进行加压，通过压式活动剪切头和固定剪切环将混凝土芯样剪断，万能压力机上的电脑读数为混凝土芯样的剪切值。混凝土芯样是从被测混凝土上分离下来的混凝土芯样。采用本实用新型对混凝土芯样进行剪切试验，通过剪切试验得出的剪切强度与事先建立的测强公式来推定混凝土抗压强度(即依据混凝土轴向抗压强度与混凝土芯样的径向剪切强度值建立的相应关系来推定混凝土抗压强度)。使用本实用新型时，混凝土芯样所受到的单纯的应力仅为剪切力，混凝土芯样的破坏面与剪切力方向一致。
权利要求1.一种顶式剪切装置，其特征在于包括剪切环安装座(4)、固定剪切环(11)、移动剪切环和动力源； 所述剪切环安装座(4)由底座(4.1)和设在底座上表面上的两个剪切环固定板(4. 2)组成，并且两个剪切环固定板(4. 2)的内侧面上均开有固定剪切环定位槽(4. 3)； 所述固定剪切环(11)有两块并且夹在两个剪切环固定板(4. 2 )之间，两块固定剪切环(11)上均设有与固定剪切环定位槽(4. 4)相对应的凸台(11. 1)，并且两块固定剪切环(11)均通过定位螺栓(3)与剪切环固定板(4. 2)连接； 所述移动剪切环为顶式活动剪切头(I )，顶式活动剪切头(I)放置在两块剪切环固定板(4. 2)和两块固定剪切环(11)围成的空间中，顶式活动剪切头(I)的上表面上开有与固定剪切环(11)上的孔同向的顶升半圆形槽(1. 1)，顶升半圆形槽(1.1)的轴向两端设有顶式夹齿(1. 2)，顶式活动剪切头(I)的下表面上开有一个弧形凹洞(1.3); 所述动力源为千斤顶(8)，所述剪切环安装座(4)的下方连接有一个底板(10)，所述千斤顶(8)放置在底板(10)上，千斤顶(8)的输出端上通过转换头(7)放置有一个空心压力传感器(6)，空心压力传感器(6)的上端又插放有一个顶升杆(5)，该顶升杆(5)的侧壁上设有搭放平台(5.1),该顶升杆(5)的上端是与顶式活动剪切头(I)上的弧形凹洞(1.3)相对应的弧形，顶升杆(5)通过搭放平台(5.1)搭放在空心压力传感器(6)上，顶升杆(5)的上端由下至上穿过底座(4.1)并顶在弧形凹洞(1. 3)中。
2.根据权利要求1所述的顶式剪切装置，其特征在于所述底板(10)通过支撑杆(9)和锁紧螺母(2)可拆卸连接在剪切环安装座(4)的下方。
3.根据权利要求1所述的顶式剪切装置，其特征在于所述固定剪切环定位槽(4.3)设在剪切环固定板(4. 2)的内侧面靠底部位置。
4.根据权利要求1所述的顶式剪切装置，其特征在于所述剪切环固定板(4.2)通过定位螺栓(3)与固定剪切环上的凸台(11.1)连接。
5.根据权利要求1所述的顶式剪切装置，其特征在于所述顶式夹齿(1.2)的断面形状为直角梯形。
6.一种压式剪切装置，其特征在于包括剪切环安装座(4)、固定剪切环(11)和移动剪切环； 所述剪切环安装座(4)由底座(4.1)和设在底座上表面上的两个剪切环固定板(4. 2)组成，并且两个剪切环固定板(4. 2)的内侧面上均开有固定剪切环定位槽(4. 3)； 所述固定剪切环(11)有两块并且夹在两个剪切环固定板(4. 2 )之间，两块固定剪切环(11)上均设有与固定剪切环定位槽(4. 4)相对应的凸台(11. 1)，并且两块固定剪切环(11)均通过定位螺栓(3)与剪切环固定板(4. 2)连接； 所述移动剪切环为压式活动剪切头(13)，压式活动剪切头(13)夹在两块固定剪切环(11)之间，压式活动剪切头(13)的下表面上开有与固定剪切环(11)上的孔同向的下压半圆形槽(13. 1)，下压半圆形槽(13.1)的轴向两端设有压式夹齿(13. 2)，压式活动剪切头(13)的上表面上开有连接螺孔(13. 3)，连接螺孔(13. 3)上螺纹连接有一个下压螺杆(12)，该下压螺杆(12)的上端设有与万能压力机配合的压盘(12.1)。
7.根据权利要求6所述的压式剪切装置，其特征在于所述固定剪切环定位槽(4.3)设在剪切环固定板(4. 2)的内侧面靠底部位置。
8.根据权利要求6所述的压式剪切装置，其特征在于所述剪切环固定板(4.2)通过定位螺栓(3)与固定剪切环上的凸台(11.1)连接。
9.根据权利要求6所述的压式剪切装置，其特征在于所述压式夹齿(13.2)的断面形状为方形。
10.根据权利要求6所述的压式剪切装置，其特征在于所述连接螺孔(13.3)将压式活动剪切头(13)的上表面与下压半圆形槽(13.1)的槽底连通。
专利摘要一种顶、压式剪切装置。顶剪切装置包括剪切环安装座、固定剪切环、移动剪切环和动力源，所述剪切环安装座由底座和设在底座上表面上的两个剪切环固定板组成，所述固定剪切环有两块并且夹在两个剪切环固定板之间，所述移动剪切环为顶式活动剪切头。压式剪切装置包括剪切环安装座、固定剪切环和移动剪切环，所述剪切环安装座由底座和设在底座上表面上的两个剪切环固定板组成，所述固定剪切环有两块并且夹在两个剪切环固定板之间，所述移动剪切环为压式活动剪切头。顶式剪切装置和压式剪切装置可以将混凝土芯样剪切成三段，同时还可以测出剪切力峰值，具有操作简单方便、准确快捷、成本低、适用性强的优点。
文档编号G01N3/02GK202853969SQ201220499910
公开日2013年4月3日 申请日期2012年9月26日 优先权日2012年9月26日
发明者朱跃武, 邱平, 朱丽颖, 李新喜, 朱俊峰, 石永 申请人:深圳中建院建筑科技有限公司