一种适用于古旧木材与FRP板短期粘结性能实验的装置

技术领域：

本发明属于古建筑木结构修复和加固领域，更具体的涉及FRP板材(如CFRP板、GFRP板、BFRP板等)表面嵌贴加固梁、柱、枋、檩等木构件技术方法的基础研究领域。

背景技术：

中国古建筑木结构，几千年以来一脉相承，具有独特的建筑风格。在以往的古建筑木构件修缮加固中，多用新构件直接替换残损构件。随着时代的发展，具有良好力学性能及耐久性的FRP材料逐渐应用于古建筑木构件的加固修复中。以往的方法，如木构件表面外贴FRP布等，仅从提升力学性能的角度出发，很少关注其对于木构件表面的彩画和提记等的破坏及影响。这不但导致了古建筑本体价值信息的丧失，同时也违反了文物保护的基本原则。因此，对于古建筑的梁、柱、枋、檩等木构件而言，在其表面开槽，嵌贴FRP板，用结构胶填满槽内空隙，并用木皮覆盖的隐蔽式加固方法更具优势及现实意义。

但至今针对FRP板与木材，特别是与古旧木材的短期粘接性能的文献和发明专利相对较少，制约了表面嵌贴FRP板在古建筑木构件修复加固领域中的应用和推广。因此，亟待开展相关研究。

本发明为古旧木材与FRP板短期粘结性能实验提供一种装置，适用于CFRP、GFRP、BFRP等典型FRP板材，为短期粘接性能研究提供支撑。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种适用于开展古旧木材与CFRP板短期粘结性能实验的装置。

本发明的技术方案：

本发明的一种适用于古旧木材与FRP板短期粘结性能实验的装置，其特征在于：短期粘结性能试件为FRP板表面嵌贴于旧木试块中。利用限位支架固定试件，将试件中外伸的FRP板与夹具连接牢固，通过千斤顶牵引夹具在钢珠组成的轨道上缓慢滑动，使FRP板从旧木试块中拔出，配合采集仪同时记录相关力值数据。

该装置主要包括底板A、底板B、底板C、挡板A、挡板B、挡板C、限位支架、夹具、丝杠、钢滚珠、千斤顶、传感器；

其中，限位支架由螺杆、螺母、压板组成；压板的两端通过螺杆、螺母固定到底板A上，压板平行底板A且与底板A之间有空隙；共包括两组平行的限位支架；

夹具包括两平行夹板、底板B、平衡翼；底板B平行位于底板A上，两平行夹板竖直垂直底板B，两平行夹板的前端设有垂直底板A的挡板A，同时挡板A与底板A固定在一起；挡板A平行于限位支架的压板；挡板A中间有空隙A，两平行夹板的之间的缝隙与空隙A正对；两平行夹板的后端上固定设有平衡翼，包括C字形桥板、水平翼板、丝杠孔，开口向下的C字形桥板扣到两平行夹板的后端上部并与两平行夹板固定，C字形桥板的两边分别设有一个向外延伸的水平翼板，水平翼板位于底板B上方且与底板B平行，C字形桥板的后端部设有丝杠孔，丝杠孔与空隙A的水平连线穿过两平行夹板的之间的缝隙，在底板B上设有两排均匀分布的钢珠槽，每个钢珠槽内设有一个可转动的钢滚珠，每个水平翼板的下表面设有一长滑动槽，滑动槽的长度方向与对应的下方的一排均匀分布的钢珠槽的排列方向一致；丝杠孔与丝杆的一端进行配合固定；丝杆的另一端穿过挡板B中间的空隙B与千斤顶固定连接，千斤顶的后端设有传感器用于检测力大小，千斤顶固定于底板C上，底板C固定于底板A上，传感器后端与挡板C固定在一起。

两平行夹板和丝杠均位于两排均匀分布的钢珠槽的排之间。

两平行夹板之间采用螺杆、螺母进行固定。

挡板B与挡板A平行。

限位支架、挡板A、挡板B、挡板C与底板A固定连接，连接方式为焊接。底板B浮搁在底板A上，由挡板A、B限位。底板C与底板A连接方式为螺栓连接。千斤顶与底板C连接方式为焊接。

本发明的使用方法，包括以下步骤：利用限位支架待测试的固定旧木试件，将旧木试件中外伸的FRP板穿过缝隙A采用夹具的两平行夹板夹牢固，通过千斤顶牵引夹具，水平翼板沿着钢滚珠滑动从而带着两平行夹板平稳缓慢滑动，使FRP板从旧木试件中拔出，配合传感器进行采集数据同时记录相关力值数据；适用于开展FRP板与古旧木材短期粘接性能实验。

本发明一种适用于古旧木材与FRP板短期粘结性能实验的装置的优点：此装置加工简便，适用于不同材料、尺寸的古旧木材与FRP板短期粘结性能实验。

附图说明：

图1为一种适用于古旧木材与FRP板短期粘结性能实验的装置结构示意图；

图2为试件的三视图；

图3为限位支架三视图；

图4为挡板A三视图；

图5为两平行夹板三视图；

图6为平衡翼三视图；

图7为两平行夹板与平衡翼组合的三视图；

1底板A、2试件、3限位支架、4挡板A、5空隙A、6两平行夹板、7平衡翼、8底板B、9钢滚珠、10挡板B、11空隙B、12千斤顶、13底板C、14传感器、15挡板C、16丝杠。

具体实施方式

下面以古旧落叶松木材与CFRP板短期粘结性能实验为例对本发明做进一步说明，但本发明的保护范围不限于此。

实施例1

古旧木材与FRP板短期粘结性能实验的装置见图1-图7。

本发明利用限位支架固定旧木试件，将旧木试件中外伸的FRP板与夹具连接牢固，通过千斤顶牵引夹具在钢珠组成的轨道上平稳缓慢滑动，使FRP板从旧木试件中拔出，配合采集仪同时记录相关力值数据。

适用于开展FRP板与古旧木材短期粘接性能实验。

本发明便于应用和推广。

1.试验原材料

古旧落叶松试块(正方形截面，截面高度、宽度均为100mm)、国产CFRP板、碳板胶。

2.试验实施步骤

(1)利用限位支架固定古旧落叶松试块；

(2)将旧木试件中外伸的FRP板与夹具连接牢固；

(3)通过千斤顶牵引夹具在钢珠组成的轨道上平稳缓慢滑动，将FRP板从旧木试件中逐渐拔出；

(4)配合采集仪可同时记录相关力值数据。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。