钢筋取样及力学性能试验

1、钢 筋南昌市建筑科学研究所南昌市建筑工程质量检测中心 肖礼宝 2014年05月主要内容1.钢筋、焊接件及连接件的取样2.钢筋力学、弯曲性能试验 3.试验数据计算及评定南昌市建筑工程质量检测中心环境要求试验环境要求：试验温度一般在室温在1035进行，对温度要求严格的试验，试验温度应在235。一般了解钢筋强度等级符号1.牌号 依据屈服强度划分2.质量等级依据冲击韧性（即 S、P含量）划分四级，即A、B、 C、D3.脱氧程度F、b、Z、TZ (特殊 镇静钢)例如：Q235BF表示屈服强度为 235MPa的B级沸腾钢一般了解1.钢与生铁的区别在于其含碳量值应小于（ D ）。A、4.0% B、3.5%

2、C、2.5% D、2.0%2.40Si2MnV表示（ C ）。A、合金钢，40表示含碳量40% B、碳素钢，40表示含碳量为0.4%C、合金钢，40表示含碳量为0.4% D、合金钢，40表示含碳量为0.04% 一般了解 碳素结构钢中含较多的磷时，Fe3P含量增加，常温下钢的塑性和韧性降低，脆性增大，尤其低温下冷脆性明显增大，降低了可焊性。磷尚能使钢机械强度和切削加工能力增加。 硫以FeS夹杂物状态存在，使钢熔点降低，在焊接温度下，易产生热裂纹，增加钢的热脆性。当钢中硫含量一般了解 增加，显著降低钢的可焊性和热加工性能。 建筑钢材主要指用于钢结构中的各种型材（如角钢、槽钢、工字钢、圆钢等）、钢板

3、、钢管和用于钢筋混凝土结构中的各种钢筋、钢丝等。 一般了解 钢材的可焊性： 指钢材在一定的焊接工艺条件下，在焊缝及附近过热区是否产生裂缝及硬脆倾向，焊接后接头强度是否与母体相近的性能。一般了解 影响可焊性的因素： 可焊性主要受钢材化学成分及其含量的影响。含碳量小于3%的非合金钢具有很好的可焊性，超过3%，硬脆倾向增加，硫含量过高会带来热脆性，杂质含量增加，加入锰、钒也会增加硬脆性。一般了解(级)HPB235(300) 热轧光圆钢筋、 Q235圆盘条钢筋 属低碳钢。(级)HRB335热轧带肋钢筋(级)HRB400热轧带肋钢筋 外形为月牙肋，属低碳低合金钢。 (级)HRB500热轧带肋钢筋 外形为

4、等高肋，属中碳低合金钢。钢筋、焊接件及连接件的取样一、热轧钢筋(GB1499.1-2008 GB1499.2-2007) ；低碳钢热轧圆盘条（GB/T 701-1997） 1、组批规则以同一牌号、同一炉(罐)号、同一规格、同一交货状态，不超过60t为一批。超过60t的部分，每增加40t(或不足40t的余数)，增加一个拉伸和弯曲试验试样。2、取样方法在切取试样时，应将钢筋端头去掉钢筋的取样500mm后再切取。钢筋种类每组试件数量备注拉伸试验弯曲试验热轧带肋钢筋2根2根任选两根切取热轧光圆钢筋2根2根低碳钢热轧圆盘条1根2根冷弯试验取不同根盘条钢筋原材的取样试件一般截取长度为： 拉伸试件：L=5d

5、+300mm 冷弯试件：L=5d+150mm 测量钢筋重量偏差时，试样应从不同根钢筋上截取，数量不少于5支，每支取样长度不小于500mm。焊接件的取样钢筋焊接及验收规程(JGJ18-2012）1、钢筋闪光对焊接头取样规定a. 在同一台班内，由同一焊工完成的300个同牌号、同直径钢筋焊接接头应作为一批。焊接件的取样 b. 力学性能检验时，应从每批接头中随机切取6个试件，其中3个做拉伸试验，3个做弯曲试验。焊接件的取样2、钢筋电弧焊、电渣压力焊接头取样规定在现浇混凝土结构中，应以300个同牌号、同型式接头作为一批；在房屋结构中，应在不超过二楼层中300个同牌号、同型式接头作为一批。每批随机切取3个

6、接头，做拉伸试验。焊接件的取样注：在同一批中若有几种不同直径的钢筋焊接接头，应在最大直径接头中切取3个试件。焊接件的取样3、钢筋气压焊接头取样规定a 在现浇混凝土结构中，应以300个同牌号钢筋接头作为一批；在房屋结构中，应在不超过二楼层中300个同牌号钢筋接头作为一批；当不足300个接头时，仍应作为一批。焊接件的取样 b 在柱、墙的竖向钢筋连接中，应从每批接头中随机切取3个接头做拉伸试验；在梁、板的水平钢筋连接中，应另切取3个接头做弯曲试验。焊接件的取样注：在同一批中若有几种不同直径的钢筋焊接接头，应在最大直径接头中切取3个试件。焊接件的取样4、试件长度钢筋焊接接头试验方法标准（JGJ/T27

7、-2001） 拉伸试件的最小长度 接头型式试件最小长度,mm双面搭接 双面帮条8d+Lh+200单面搭接、单面帮条5d+Lh+200闪光对焊 电渣压力焊 气压焊8d+200焊接件的取样焊接件的取样焊接件的取样焊接件的取样焊接件的取样焊接件的取样焊接件的取样弯曲试件长度：L=D+2.5d+150(mm) 式中： L 试件长度,mm D 弯心直径,mm d 钢筋直径,mm焊接件的取样机械连接件的取样钢筋机械连接通用技术规程JGJ107-2010 冷挤压套筒连接 锥螺纹连接 滚轧直螺纹连接 机械连接件的取样1、钢筋连接工程开始前及施工过程中，应对每批进场钢筋进行接头工艺检验，取样按以下进行： a 每

8、种规格钢筋的接头试件不应少于3根；b 钢筋母材抗拉强度试件不应少于3根，且应取接头试件的同一根钢筋；机械连接件的取样2、接头的现场检验按验收批进行。同一施工条件下采用同一批材料的同等级、同型式、同规格接头，以500个为一验收批进行检验与验收，不足500个也作为一个验收批。对接头的每一验收批，必须在工程结构中随机截取3个试件作单向拉伸试验。 机械连接件的取样3、接头试件尺寸 L1=L+8d+2h L接头试件连件长度,mmd钢筋直径,mm h试验机夹具长度,mm钢筋力学、弯曲性能试验基本概念屈服：钢材在拉伸过程中，荷载不再增加而试样的塑性变形仍继续增大的现象，称为屈服 。屈服强度分为：上屈服强度R

9、eH 下屈服强度ReL上屈服强度试样发生屈服而力首次下降前的最高应力。下屈服强度屈服期间，不计初始瞬时效应时的最低应力。 钢筋力学、弯曲性能试验力学性能1.屈服强度ReL 结构设计中,钢材强度取值依据。钢材的下屈服强度受试件的加载速度，截面形状和测量技术的影响较小，对同一种钢材而言，有较稳定的数值，因此以下屈服强度作为钢材的屈服强度。 钢筋力学、弯曲性能试验 钢材受到荷载处于屈服阶段时，钢材屈服并暂时失去继续承受荷载的能力，伴随产生较大的变形，因此钢结构设计把屈服强度作为构件应力可以达到的极限，即把屈服强度作为钢材强度承载能力极限状态的标志。钢筋力学、弯曲性能试验2.抗拉强度Rm 钢材强度极限

10、值 屈强比ReL/Rm 能反映结构安全可靠程度及钢材利用率，表明结构设计中对钢材强度要求的一种储备，既要求结构安全可靠，又要求经济合理。 钢筋力学、弯曲性能试验ReL/Rm 小，钢材利用率低，但结构 安全可靠程度高；ReL/Rm 大，则相反。3.断后伸长率A=(Lu-L0)/L0100% A5、A10表示 L0 = 5d、10d 时的断后伸长率 。L0原始标距,mm Lu断后标距,mm钢筋力学、弯曲性能试验 比例试样：原始标距L0与原始横截面积S0满足 关系的试样。 比例系数K的值为5.65。原始标距应不小于15mm。 当试样横截面积太小，以至采用比例系数k为5.65的值不能符合这一最小标距要

11、求时，可以采用较高的值（优先采用11.3的值）或采用非比例式样。钢筋力学、弯曲性能试验 A5.65：原始标距L0为5.65 (5d0)的 断后伸长率。 A11.3：原始标距L0为11.3 (10d0) 的断后伸长率。非比例试样： A80mm: L0为80mm的断后伸长率。钢筋力学、弯曲性能试验 在常温和静载条件下，低碳钢经历四个阶段：弹性、塑性、应变强化和颈缩断裂阶段。钢筋力学、弯曲性能试验冷弯性能1.定义常温下钢材承受弯曲变形的能力2.指标弯曲角度()，弯心直径(d)3.合格标志试样弯曲外表面无裂纹4.冷弯性能 与伸长率一样，也是反映钢材在静荷载作用下的塑性性能。钢筋力学、弯曲性能试验5.冷

12、弯性能的作用：揭露钢材内在缺陷评定塑性好坏评定焊接接头质量但：伸长率反映钢材在均匀变形下的塑性性能 冷弯性能反映钢材在不利变形条件下的塑性性能钢筋力学、弯曲性能试验材料试验机、标点机、游标卡尺、支承辊、弯心等钢筋力学、弯曲性能试验 钢筋力学、弯曲性能试验图钢筋力学、弯曲性能试验钢筋力学、弯曲性能试验要求：1.材料试验机示值误差1（1级准确度）。2.打点机或划线机、游标卡尺（0.1mm）。3.试验一般在室温1035范围内进行。钢筋力学、弯曲性能试验拉伸实验一、实验目的二、试样制备 钢筋试件不得进行车削加工，可以用小标记、一系列等分小冲点或细划线标出试件原始标距(不得用引起过早断裂的缺口作标记），

13、测量标距长度L0，精确至0.1mm 。钢筋力学、弯曲性能试验试样长度：Lt=Lc+2h其中Lc=Lo+2h1 ； h1取(0.51)d 故：Lt=5a+2h+2h1钢筋力学、弯曲性能试验钢筋力学、弯曲性能试验三、试验步骤 1.将试件上端固定在试验机上夹具内，调整试验机零点，装好描绘器等，再用下夹具固定试件下端。2.开动实验机进行拉伸，测屈服点时 ：屈服前应力增加速率按下表规定；屈服后试验机活动夹头在荷载下移动速度不大于0.5Lc/min，直至试件拉断。钢筋力学、弯曲性能试验3.拉伸过程中，示力盘指针停止转动时的恒定荷载，或第一次回转时的最小荷载，即为屈服荷载Fe （KN）。向试件继续加荷直至试

14、件拉断，读出最大荷载Fm（KN）。钢筋力学、弯曲性能试验屈服前的加荷速率金属材料的弹性模量(N/mm2)应力速率 (N/mm2s-1)最小最大150000220150000660钢筋力学、弯曲性能试验不同拉伸速率下所对应的力学性能钢筋力学、弯曲性能试验4.测量试件拉断后的标距长度Lu。将已拉断的试件两端在断裂处对齐，尽量使其轴线位于同一条直线上。如拉断处距离邻近标距端点大于L0/3时，可用游标卡尺直接量出Lu。如拉断处距离邻近标距端点小于或等于L0/3时，可按移位法确定。钢筋力学、弯曲性能试验如果直接测量所求得的伸长率能达技术条件要求的规定值，则可不采用移位法。如试件在标距端点上或标距外断裂，

15、而且断后伸长率小于规定值，则实验结果无效，应重作实验。 钢筋力学、弯曲性能试验钢筋力学、弯曲性能试验钢筋力学、弯曲性能试验试验数据计算及评定计算公式：屈服强度(MPa) :ReL=FeL/S0 抗拉强度(MPa) :Rm=Fm/S0断后伸长率A(精确至0.5%): A5(A10) =(Lu-L0)/L0100% 试验数据计算及评定性能范围(N/mm2)修约间隔ReH ReL Rm2001N/mm220010005N/mm2100010N/mm2试验数据计算及评定例：经试验测得某工程用热轧钢筋的屈服强度荷载为29KN，极限荷载为50KN，钢筋直径12mm,5d标距拉断后的长度为78.4mm,10

16、d标距拉断后的长度为148mm。试计算：（1）屈服强度；（2）极限强度；（3）屈强比；（4）A5和A10。 试验数据计算及评定答：（1）屈服强度 255 MPa； （2）极限强度 440 MPa； （3）屈强比 0.58 （4）A5和A10 31和23试验数据计算及评定钢筋级别提高，则其（A）。 A、屈服点、抗拉强度提高，伸长率下降 B、屈服点、抗拉强度下降，伸长率下降 C、屈服点、抗拉强度下降，伸长率提高 D、屈服点、抗拉强度提高，伸长率提高 现有标准热轧带肋钢筋长、短试样各一根，经拉伸试验测得其伸长率均为20%，说明短的试样塑性好。(错) 数据修约 修约精确到5和0.5，简言靠近哪个修约到

17、哪个数据修约屈服强度、抗拉强度数据修约至5，延伸率数据修约至0.5强曲比1.25重量偏差重量偏差的测量测量钢筋重量偏差时，试样应从不同根钢筋上截取，数量不少于5支，每支试样长度不小于500mm。长度应逐支测量，应精确到1mm。测量试样总重量时，应精确到不大于总重量的1%。钢筋实际重量与理论重量的偏差（%）按公式计算：重量偏差热扎带肋钢筋钢筋可按理论重量交货，也可按实际重量交货。按理论重量交货时，理论重量为钢筋长度乘以表1中钢筋的每米理论重量。钢筋实际重量与理论重量的允许偏差应符合表2表1表2重量偏差光圆钢筋的公称横截面面积与理论重量重量偏差光圆钢筋实际重量与理论重量允许偏差钢筋力学、弯曲性能试

18、验钢筋的屈服强度ReL、抗拉强度Rm、断后伸长率A、最大力总伸长率Agt 等力学性能特征值应符合如下表的规定。表中所列各力学性能特征值，可作为交货检验的最小保证值。热扎带肋钢筋光圆钢筋钢筋力学、弯曲性能试验冷弯试验一、试验目的:检查钢材承受规定弯曲变形的能力二、试样制备弯曲试样长度(支辊式)： Lt=0.5(D+d)+140 (mm) 一般取：Lt=5a+150 (mm) 钢筋力学、弯曲性能试验三、弯曲装置支辊式弯曲装置钢筋力学、弯曲性能试验V形模具式弯曲装置虎钳式弯曲装置钢筋力学、弯曲性能试验翻板式弯曲装置钢筋力学、弯曲性能试验弯曲试验的弯心直径取用表钢筋牌号(强度等级)HPB235HRB335HRB400HRB500公称直径a (mm)820625 2850625 2850625 2850弯心直径d1a 3a 4a 4a 5a 6a 7a钢筋力学、弯曲性能试验冷弯试验步骤(1)根据钢筋型号、直径确定弯芯直径或将弯芯头套入试验机。(2)放入钢筋试样，使钢筋贴紧弯芯棒，旋紧挡板，使挡板面贴紧钢筋面或调整二支辊距离到规定要求。钢筋力学、弯曲性能试验(3)调整所要弯曲的角度，如180、90。(4)启动机器，使钢筋弯曲到所需要的角度。(