钢筋取样及力学性能试验

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10~35℃进行，对温度要求严格的试验，试验温度应在23℃±5℃。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：Q235—B•F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%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、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(Ⅰ级)HPB235(300)热轧光圆钢筋、Q235圆盘条钢筋属低碳钢。(Ⅱ级)HRB335热轧带肋钢筋(Ⅲ级)HRB400热轧带肋钢筋外形为月牙肋，属低碳低合金钢。(Ⅳ级)HRB500热轧带肋钢筋外形为等高肋，属中碳低合金钢。钢筋、、焊接接件及及连接接件的的取样样一、热热轧钢钢筋(GB1499.1-2008GB1499.2-2007)；低碳碳钢热热轧圆圆盘条条（GB/T701-1997）1、组批批规则则以以同一一牌号号、同同一炉炉(罐)号、同同一规规格、、同一一交货货状态态，不不超过过60t为一批批。超超过60t的部分分，每每增加加40t(或不足足40t的余数数)，增加加一个个拉伸伸和弯弯曲试试验试试样。。2、取样样方法法在在切取取试样样时，，应将将钢筋筋端头头去掉掉钢筋的的取样样≮500mm后再切切取。。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原材的的取样样试件一一般截截取长长度为为：拉伸试试件：：L=5d+300mm冷弯试试件：：L=5d+150mm测量钢钢筋重重量偏偏差时时，试试样应应从不不同根根钢筋筋上截截取，，数量量不少少于5支，每支取样长度度不小于500mm。焊接件的取样《钢筋焊接及验收规规程》(JGJ18-2012）1、钢筋闪光对焊接接头取样规定a.在同一台班内，由由同一焊工完成的的300个同牌号、同直径径钢筋焊接接头应应作为一批。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、电电渣压力焊接头取取样规定

在现浇浇混凝土结构中，，应以300个同牌号、同型式式接头作为一批；；在房屋结构中，，应在不超过二楼楼层中300个同牌号、同型式式接头作为一批。。每批随机切取3个接头，做拉伸试验。焊接件的取样注：在同一批中若若有几种不同直径径的钢筋焊接接头头，应在最大直径径接头中切取3个试件。焊接件的取样3、钢筋气压焊接头头取样规定a在现浇混凝土结构构中，应以300个同牌号钢筋接头头作为一批；在房房屋结构中，应在在不超过二楼层中中300个同牌号钢筋接头头作为一批；当不不足300个接头时，仍应作作为一批。焊接件的取样b在柱、墙的竖向钢筋连接中中，应从每批接头头中随机切取3个接头做拉伸试验验；在梁、板的水平钢筋连接中中，应另切取3个接头做弯曲试验验。焊接件的取样注：在同一批中若若有几种不同直径径的钢筋焊接接头头，应在最大直径径接头中切取3个试件。焊接件的取样4、试件长度《钢筋焊接接头试验验方法标准》（JGJ/T27-2001）拉伸试件的最小长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,mmD—弯心直径,mmd—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、钢筋连接工程开开始前及施工过程程中，应对每批进进场钢筋进行接头头工艺检验，取样样按以下进行：a每种规格钢筋的接接头试件不应少于于3根；b钢筋母材抗拉强度度试件不应少于3根，且应取接头试试件的同一根钢筋筋；机械连接件的取样2、接头的现场检验验按验收批进行。。同一施工条件下下采用同一批材料料的同等级、同型型式、同规格接头头，以500个为一验收批进行行检验与验收，不不足500个也作为一个验收收批。对接头的每每一验收批，必须须在工程结构中随随机截取3个试件作单向拉伸伸试验。机械连接件的取样3、接头试件尺寸L1=L+8d+2hL—接头试件连件长度度,mmd—钢筋直径,mmh—试验机夹具长度,mm钢筋力学、弯曲性性能试验基本概念屈服：钢材在拉伸伸过程中，荷载不不再增加而试样的的塑性变形仍继续续增大的现象，称称为屈服。屈服强度分为：上上屈服强度ReH下屈服强度ReL上屈服强度─试样样发生屈服而力首首次下降前的最高高应力。下屈服强度─屈服服期间，不计初始始瞬时效应时的最最低应力。钢筋力学、弯曲性性能试验力学性能1.屈服强度ReL—结构设计中,钢材强度取值依据据。钢材的下屈服强度度受试件的加载速速度，截面形状和和测量技术的影响响较小，对同一种种钢材而言，有较较稳定的数值，因因此以下屈服强度度作为钢材的屈服服强度。钢筋力学、弯曲性性能试验钢材受到荷载处于于屈服阶段时，钢钢材屈服并暂时失失去继续承受荷载载的能力，伴随产产生较大的变形，，因此钢结构设计计把屈服强度作为为构件应力可以达达到的极限，即把把屈服强度作为钢钢材强度承载能力力极限状态的标志志。钢筋力学、弯曲性性能试验2.抗拉强度Rm—钢材强度极限值屈强比ReL/Rm—能反映结构安全可可靠程度及钢材利利用率，表明结构设计中对对钢材强度要求的的一种储备，既要要求结构安全可靠靠，又要求经济合合理。钢筋力学、弯曲性性能试验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)/L0×100%A5、A10表示L0=5d、10d时的断后伸长率。。L0—原始标距,mmLu—断后标距,mm钢筋力学、弯曲性性能试验比例试样：原始标标距L0与原始横截面积S0满足关关系的试样。比例系数K的值为5.65。原始标距应不小小于15mm。当试样横截面积太太小，以至采用比比例系数k为5.65的值不能符合这一一最小标距要求时时，可以采用较高高的值（优先采用用11.3的值）或采用非比比例式样。钢筋力学、弯曲性性能试验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、弯曲性性能试验在常温和静载条件件下，低碳钢经历历四个阶段：弹性性、塑性、应变强强化和颈缩断裂阶阶段。钢筋力学、弯曲性性能试验冷弯性能1.定义—常温下钢材承受弯弯曲变形的能力2.指标—弯曲角度(α)，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，也也是反映钢材在静静荷载作用下的塑塑性性能。钢筋力学、弯曲性性能试验5.冷弯性能的作用：：①揭露钢材内在缺陷陷②评定塑性好坏③评定焊接接头质质量但：伸长率—反映钢材在均匀变变形下的塑性性能能冷弯性能—反映钢材在不利变变形条件下的塑性性性能钢筋力学、弯曲性性能试验材料试验机、标点点机、游标卡尺、、支承辊、弯心等钢筋力学、弯曲性性能试验钢筋力学、弯曲性性能试验图钢筋力学、弯曲性性能试验钢筋力学、弯曲性性能试验要求：1.材料试验机示值误误差≤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10℃～35℃范围内进行。钢筋力学、弯曲性性能试验拉伸实验

一、实实验目的

二、试试样制备钢筋试件不得进行行车削加工，可以以用小标记、一系列等等分小冲点或细划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记），测量标距长长度L0，精确至0.1mm。钢筋力学、弯曲性性能试验试样长度：Lt=Lc+2h其中Lc=Lo+2h1；h1取(0.5～1)d故：Lt=5a+2h+2h1钢筋力学、弯曲性性能试验钢筋力学、弯曲性性能试验三、试验步骤1.将试件上端固定在在试验机上夹具内内，调整试验机零零点，装好描绘器器等，再用下夹具具固定试件下端。。2.开动实验机进行拉拉伸，测屈服点时时：屈服前应力增加加速率按下表规定定；屈服后试验机机活动夹头在荷载载下移动速度不大大于0.5Lc/min，直至试件拉断。。钢筋力学、弯曲性性能试验3.拉伸过程中，示力力盘指针停止转动动时的恒定荷载，，或第一次回转时时的最小荷载，即即为屈服荷载Fe（KN）。向试件继续加加荷直至试件拉断断，读出最大荷载载Fm（KN）。钢筋力学、弯曲性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/mm2·s-1)

最小最大

＜150000220

≥150000660

钢筋力学、弯曲性性能试验不同拉伸速率下所所对应的力学性能能钢筋力学、弯曲性性能试验4.测量试件拉断后的的标距长度Lu。将已拉断的试件件两端在断裂处对对齐，尽量使其轴轴线位于同一条直直线上。

如拉断断处距离邻近标距距端点大于L0/3时，可用游标卡尺尺直接量出Lu。如拉断处距离邻邻近标距端点小于于或等于L0/3时，可按移位法确确定。钢筋力学、弯曲性性能试验如果直接测量所求求得的伸长率能达达技术条件要求的规规定值，则可不采采用移位法。如试件在标距端点点上或标距外断裂裂，而且断后伸长率小小于规定值，则实实验结果无效，应重作作实验。钢筋力学、弯曲性性能试验钢筋力学、弯曲性性能试验钢筋力学、弯曲性性能试验试验数据计算及评评定计算公式：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)/L0×100%试验数据计算算及评定性能范围(N/mm2)修约间隔ReHReLRm≤2001N/mm2＞200～10005N/mm2＞100010N/mm2试验数据计算算及评定例：经试验测测得某工程用用热轧钢筋的的屈服强度荷荷载为29KN，极限荷载为为50KN，钢筋直径12mm,5d标距拉断后的的长度为78.4mm,10d标距拉断后的的长度为148mm。试计算：（（1）屈服强度；；（2）极限强度；；（3）屈强比；（（4）A5和A10。试验数据计算算及评定答：（1）屈服强度255MPa；（2）极限强度440MPa；（3）屈强比0.58（4）A5和A1031％和23％试验数据计算算及评定钢筋级别提高高，则其（A）。A、屈服点、抗抗拉强度提高高，伸长率下下降B、屈服点、抗抗拉强度下降降，伸长率下下降C、屈服点、抗抗拉强度下降降，伸长率提提高D、屈服点、抗抗拉强度提高高，伸长率提提高现有标准热轧轧带肋钢筋长长、短试样各各一根，经拉拉伸试验测得得其伸长率均均为20%，说明短的试试样塑性好。。(错)数据修约修约精确到5和0.5，简言靠近哪哪个修约到哪哪个数据修约屈服强度、抗抗拉强度数据据修约至5，延伸率数据据修约至0.5强曲比≥1.25重量偏差重量偏差的测测量测量钢筋重量量偏差时，试试样应从不同同根钢筋上截截取，数量不不少于5支，每支试样样长度不小于于500mm。长度应逐支支测量，应精精确到1mm。测量试样总总重量时，应应精确到不大大于总重量的的1%。钢筋实际重量量与理论重量量的偏差（%）按公式计算算：重量偏差热扎带肋钢筋筋钢筋可按理论论重量交货，，也可按实际际重量交货。。按理论重量量交货时，理理论重量为钢钢筋长度乘以以表1中钢筋的每米米理论重量。。钢筋实际重量量与理论重量量的允许偏差差应符合表2表1表2重量偏差光圆钢筋的公公称横截面面面积与理论重重量重量偏差光圆钢筋实际际重量与理论论重量允许偏偏差钢筋力学、弯弯曲性能试验验钢筋的屈服强强度ReL、抗拉强度Rm、断后伸长率率A、最大力总伸伸长率Agt等力学性能特特征值应符合合如下表的规规定。表中所所列各力学性性能特征值，，可作为交货货检验的最小小保证值。热扎带肋钢筋筋光圆钢筋钢筋力学、弯弯曲性能试验验冷弯试验一、试验目的的:检查钢材承受受规定弯曲变形的能力力二、试样制备备弯曲试样长度度(支辊式)：Lt=0.5π(D+d)+140(mm)一般取：Lt=5a+150(mm)钢筋力学、弯弯曲性能试验验三、弯曲装置支辊式弯曲装装置钢筋力学、弯弯曲性能试验验V形模具式弯曲曲装置虎钳式弯曲装装置钢筋力学、弯弯曲性能试验验翻板式弯曲装装置钢筋力学、弯弯曲性能试验验弯曲试验的弯弯心直径取用用表钢筋牌号(强度等级)HPB235HRB335HRB400HRB500公称直径a

(mm)8～206～2528～506～2528～506～2528～50弯心直径d1a

3a

4a

4a

5a

6a

7a钢筋力学、弯弯曲性能试验验冷弯试验步骤骤(1)根据钢筋型号号、直径确定定弯芯直径或或将弯芯头套套入试验机。。(2)放入钢筋试样样，使钢筋贴贴紧弯芯棒，，旋紧挡板，，使挡板面贴贴紧钢筋面或或调整二支辊辊距离到规定定要求。钢筋力学、弯弯曲性能试验验(3)调整所要弯曲曲的角度，如如180°、90°。(4)启动机器，使使钢筋弯曲到到所需要的角角度。(5)检查试样弯曲曲处外表面变变形情况，且且做好试验记记录。钢筋力学、弯弯曲性能试验验钢筋拉伸试验验结果评定:拉伸试验的