建筑鋼材力學(xué)性能試驗(yàn)作業(yè)指導(dǎo)書

1、建筑鋼材力學(xué)性能試驗(yàn)作業(yè)指導(dǎo)書1.適用范圍本作業(yè)指導(dǎo)書適用于常用建筑鋼材的物理力學(xué)力學(xué)性能試驗(yàn)和鋼筋焊接接頭機(jī)械性能試驗(yàn)。2.執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)金屬拉伸試驗(yàn)方法GB2281987金屬彎曲試驗(yàn)方法GB2321999鋼筋焊接接頭試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)JGJ/T272001鋼筋焊接及驗(yàn)收規(guī)范JGJ18963.拉伸試驗(yàn)3.1常用符號(hào)及定義1）平行長度Lc：試樣兩頭部或兩夾持部分（不帶頭試樣）之間的平行長度；2）試樣標(biāo)距：拉件試驗(yàn)過程中以測量試樣伸長度；3）原始標(biāo)距LO：實(shí)驗(yàn)前的標(biāo)距；4）斷后標(biāo)距L1：試樣拉斷后，斷裂部分?jǐn)嗔烟帉釉谝黄稹Ｊ蛊漭S線位于同一直線上時(shí)的標(biāo)距；5）規(guī)定非比例伸長應(yīng)力p：試樣標(biāo)距部分的非比例伸長達(dá)

2、到規(guī)定的原始標(biāo)距百分比時(shí)的應(yīng)力，表示此應(yīng)力的符號(hào)應(yīng)附以叫注說明，例如p0.2、p0.01等分別表示規(guī)定非比例伸長率為0.2%和0.01%時(shí)的應(yīng)力；6）規(guī)定的殘余伸長應(yīng)力r：試樣卸除拉伸力后，其標(biāo)距部分的 殘余伸長達(dá)到規(guī)定的原始標(biāo)距百分比時(shí)的應(yīng)力。表示次應(yīng)力的符號(hào)應(yīng)附以角注說明，例如r0.2表示規(guī)定殘余伸長里女為0.2%時(shí)的應(yīng)力；7）屈服點(diǎn)s：呈現(xiàn)屈服現(xiàn)象的金屬才力哦啊，試樣在實(shí)驗(yàn)過程中力增加（保持恒定）仍能繼續(xù)伸長時(shí)的應(yīng)力。如力發(fā)生下降，應(yīng)區(qū)分上、下屈服點(diǎn)；8）F屈服點(diǎn)sL：當(dāng)不計(jì)初始瞬間時(shí)效應(yīng)時(shí)屈服階段中的最小應(yīng)力；9）抗拉強(qiáng)度b：試樣拉斷過程中最大力所對應(yīng)的應(yīng)力；10）斷后伸長率：試樣拉斷

3、后，標(biāo)距的伸長與原始標(biāo)距的百分比；11）So：試樣原始橫截面積；12）Fsl：下屈服點(diǎn)力；13）Fb：最大力。3.2試樣橫截面積1）試樣原始橫截面積的測定。矩形試樣橫截面尺寸（寬度和厚度）應(yīng)在標(biāo)距和兩端及中間處測量，選用三處測量橫截面積中最小值。測量試樣原始橫截面尺寸的量具應(yīng)滿足表3.2-1要求。表3.2-1橫截面尺寸mm量具最小刻度值mm2.010.00.0110.00.05 試樣原始橫截面積的計(jì)算值修約到三為有效數(shù)字，修約方法按GB8170-1987執(zhí)行。如有有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定時(shí)，也可采用公稱尺寸計(jì)算的原始橫截面積及規(guī)定的有效數(shù)字位數(shù)3.3試樣原始標(biāo)距1）拉伸試樣分為比例試樣和定標(biāo)距兩種。2）比

4、例試樣表按公式Lo=KSo計(jì)算而得，式中系數(shù)K通常為5.65或11.3，前者為短試樣，后者為常試樣，短試樣標(biāo)距Lo 等于5d。或5.65s長試樣標(biāo)距Lo 等于10d或11.3So3）比例試樣原始標(biāo)距的計(jì)算值，對于短試樣應(yīng) 修約到最接近mm 的倍數(shù)，對于長試樣應(yīng)修約到最接近10mm的倍數(shù)。如為中間數(shù)值向較大的一方修約。3.4鋼材拉伸試驗(yàn)加荷速度1）在屈服過后的拉伸加荷速度實(shí)驗(yàn)機(jī)兩夾頭的分離速率不超過0.5Lc/min。2）在屈服點(diǎn)之前的彈性能段，拉伸加荷速度，對于彈性模量大于150105Mpa/s，最大速率為30 Mpa/s。即表3.4-1所示：表3.4-1公稱直徑（mm）每秒鐘加荷力N公稱直徑

5、（mm）每秒鐘加荷力N最小值最大值最小值最大值559588166036033685491846446356.510099620943942681551509221140114.31023623562514731472712339339328184718474144624617322413241263.5性能測定1）屈服點(diǎn)的測定：有明顯屈服對象的金屬材料，應(yīng)測定其屈服點(diǎn)、上屈服點(diǎn)或下屈服點(diǎn)，但有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或協(xié)議規(guī)定時(shí)，一般只測定去或下屈服點(diǎn)。用指針法測定屈服點(diǎn)和下屈服點(diǎn)，試驗(yàn)時(shí)，當(dāng)測力盤指針首次停止轉(zhuǎn)動(dòng)的恒定力或不不計(jì)初始瞬時(shí)效應(yīng)時(shí)屈服點(diǎn)階段最小力即為屈服點(diǎn)力或下屈服點(diǎn)力 屈服點(diǎn)按下式計(jì)算： s=F

6、s/So b=Fsl/So2）抗拉強(qiáng)度的測定：試樣拉至斷裂，從測力度盤讀取最大力?？估瓘?qiáng)度按下式計(jì)算：b=Fb/So3）斷后伸長率的測定：斷后標(biāo)距L1的測量直測法：如拉斷處到最鄰近標(biāo)距端點(diǎn)的距離大于1/3Lo時(shí)，直接測量標(biāo)距兩端間的距離。移位法：如拉斷處到最鄰近標(biāo)距端點(diǎn)的距離小于或等于1/3Lo時(shí)，則用移位法測定L1測量斷后標(biāo)距的量具其最小刻度值應(yīng)不大于0.1mm。斷后伸長率按下式計(jì)算=L1-Lo/Lo100短、長比例試樣的斷后伸長率分別以符號(hào)510表示。定標(biāo)距試樣的斷后伸長率應(yīng)附以該標(biāo)距數(shù)值的角注，例如：Lo=100mm，則以符號(hào)100mm表示。4）0.2的測定：（逐級(jí)施力法）一般對試樣施力

7、至約為預(yù)期0.2的10%的力，然后裝上引申計(jì)，在相當(dāng)于預(yù)期0.2的7080%以內(nèi)施加大等級(jí)力，以后施加小等級(jí)力。施加時(shí)應(yīng)保證準(zhǔn)確讀取各級(jí)力值和伸長值。從各級(jí)力下的總伸長讀數(shù)減去計(jì)算得的彈性伸長，即為非比例伸長。施力直至得到的非比例伸長率等于或稍大于0.2%為止。用內(nèi)插法求出精確的力值Fp0.2，然后按公式算0.2； 0.2=Fp0.2/So5）測定性能數(shù)值的修約：測得性能數(shù)值按下表3.5-1規(guī)定進(jìn)行修約，修約的方法按GB8170-87 數(shù)值修約規(guī)定執(zhí)行。表3.5-1測試項(xiàng)目范圍修約到200N/mm21N/mm22001000N/mm25N/mm21000N/mm210N/mm210%0.5%1

8、0%1%6）試驗(yàn)結(jié)果處理試驗(yàn)出現(xiàn)下列情況之一者，試驗(yàn)結(jié)果無效。試樣斷在機(jī)械刻劃的標(biāo)記上或標(biāo)距外，造成性能不合格；操作不當(dāng)；試驗(yàn)記錄有誤或設(shè)備發(fā)生故障影響試驗(yàn)結(jié)果。有試驗(yàn)記過無效作廢室，應(yīng)補(bǔ)做同樣數(shù)量試樣的試驗(yàn)。4.彎曲試驗(yàn)4.1金屬冷彎試驗(yàn)1）冷彎試驗(yàn)可在壓力機(jī)或萬能試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行。厚度 大于4mm的樣式，可在臺(tái)虎鉗上進(jìn)行彎曲試驗(yàn)。2）冷彎試驗(yàn)的彎曲角度按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。彎心直徑及試驗(yàn)時(shí)兩支承輥的凈距如下表所示3）彎心直徑必須符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，彎心寬度必須大于試樣的寬度或直徑，兩支承輥間的距離為（d+3a）0.5a。4）彎曲后，按有關(guān)規(guī)定檢查試樣彎曲外表面，進(jìn)行結(jié)果評定。有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)未作具體規(guī)定室，

9、檢查試樣彎曲外表面，若無裂紋，裂縫或裂斷，則評定合格。5）金屬冷彎試驗(yàn)評定方法完好：試樣彎曲處的外表面金屬基體上無肉眼可見因彎曲變形產(chǎn)生的缺陷時(shí)稱完好微裂紋：試樣彎曲外表面金屬基體上出現(xiàn)的細(xì)小裂紋，其長度不大于2mm，寬度不大于0.2mm時(shí)稱為微裂紋。裂紋：試樣彎曲外表面金屬基體上吹按開裂的，其長度大于2mm，而小于或等于5mm，寬度大于0.2mm，而小于等0.5mm稱成為裂紋。裂縫：試樣彎曲外表面金屬基體上出現(xiàn)明顯開裂，其長度大于5mm，寬度大于0.5mm時(shí)稱為裂縫。裂斷：試樣彎曲外表面出現(xiàn)沿寬度貫穿的開獵其深度超過試樣厚度的三分之一時(shí)稱為裂斷。注：在微裂紋、裂紋、裂斷中規(guī)定的長度和寬度重要

10、有一項(xiàng)達(dá)到某規(guī)定范圍，即應(yīng)按該級(jí)評定。4.2金屬線材反復(fù)彎曲1）金屬線材反復(fù)彎曲試驗(yàn)，應(yīng)根據(jù)線材的公稱直徑按下表4.2-1選擇和調(diào)正反復(fù)彎曲試驗(yàn)機(jī)的三個(gè)參數(shù)，即，彎曲園柱的園弧半徑；彎曲園弧頂部至撥桿孔底部的距離和撥桿孔孔徑。表4.2-1線材公稱直徑mm彎曲園弧半徑mm彎曲園弧頂部至撥桿孔底部的距離mm撥桿孔直徑mm3.07.50.1253.54.010.00.1354.55.015.00.1507.02）試驗(yàn)步驟使彎曲臂處于垂直位置，將試樣由撥桿孔插入并夾緊其下端，使試樣垂直于兩彎曲園柱軸線所在平面。為確保試樣與彎曲園弧在試驗(yàn)時(shí)能良好接觸，可施加某種形式的拉緊力，這種拉緊力不得超過公稱抗拉強(qiáng)

11、度相應(yīng)拉力負(fù)荷的2%。操作應(yīng)平穩(wěn)而無沖擊，彎曲速度每秒不超過一次，但要防止溫度升高而影響試驗(yàn)結(jié)果。彎曲試驗(yàn)是將試樣從起始位置向右（左）彎曲90度后返回至起始位置，作為第一次彎曲；再由起始位置向左（右）彎曲90度，試樣再返回至起始位置作為第二次彎曲，依次連續(xù)反復(fù)彎曲。試樣折斷時(shí)的最后一次彎曲不計(jì)。彎曲試驗(yàn)應(yīng)連續(xù)進(jìn)行到有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中所規(guī)定的彎曲次數(shù)或試樣折斷為止。；5.鋼筋焊接接頭機(jī)械性能試驗(yàn)5.1取樣數(shù)量各種接頭的組批及試樣數(shù)量見下表5.1-1表5.1-1接頭名稱組批要求批數(shù)量試樣數(shù)量拉伸冷彎抗剪電阻電焊熱扎鋼筋鋼筋級(jí)別、直徑及尺寸均相同的承重焊接骨架或焊接網(wǎng)片200件3冷撥絲13閃光對焊在同一班內(nèi)

12、，同一焊工、按同一焊接參數(shù)完成的同類接頭300個(gè)接頭33電弧焊在現(xiàn)場安裝條件下，每一至二樓層中以同鋼筋級(jí)別，同接頭型式的同類型接頭300個(gè)接頭3電渣壓力焊每一樓層中同鋼筋級(jí)別，用鋼筋直徑的同類型接頭300個(gè)接頭3預(yù)埋件鋼筋T型接頭一周內(nèi)連續(xù)焊接時(shí)，以一周內(nèi)累計(jì)的同類型接頭300件3氣壓焊現(xiàn)澆鋼筋混凝土房屋結(jié)構(gòu)中，同一樓層中同類接頭300個(gè)接頭在有水平鋼筋連接中另取3個(gè)接頭作冷彎5.2試樣尺寸拉伸試件的尺寸應(yīng)符合規(guī)定冷彎試件尺寸如圖5.2-1試件受壓面的金屬毛刺和鐓粗變形部位可用砂輪等工具加工，使之達(dá)到與母材外表齊平。5.3試驗(yàn)方法1）拉伸試驗(yàn)方法試驗(yàn)前，應(yīng)采用游標(biāo)卡尺復(fù)核鋼筋的直徑。將試件夾緊

13、于試驗(yàn)機(jī)上，加荷應(yīng)連續(xù)而平穩(wěn)，不得有沖擊或跳動(dòng)。加荷速度為1030MPa/s，直至試件拉斷（或出現(xiàn)頸縮后）為止。試驗(yàn)過程中應(yīng)記錄下列各項(xiàng)數(shù)據(jù)。鋼筋級(jí)別和公稱直徑；試件拉斷（或頸縮）前的最大荷載值；斷裂（或頸縮）位置，以及離開焊縫的距離；斷裂特征（延性斷裂或脆性斷裂），或有無頸縮現(xiàn)象。如在試件斷口上發(fā)現(xiàn)氣孔、夾渣、未焊透、燒傷等焊接缺陷，應(yīng)在試驗(yàn)報(bào)告中注明。試驗(yàn)結(jié)果計(jì)算試件的抗拉強(qiáng)度按下式計(jì)算： b=Fb/So式中： b試件抗拉強(qiáng)度（MPa）；Fb試件拉斷前的最大荷載（N）；So試件公稱橫截面積（mm2）。試驗(yàn)中若由于操作不當(dāng)（或試件夾偏），試驗(yàn)設(shè)備發(fā)生故障而影響試驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確時(shí)，試驗(yàn)結(jié)果無效。2

14、）彎曲試驗(yàn)方法進(jìn)行彎曲試驗(yàn)時(shí)，試件應(yīng)放在兩支點(diǎn)上，并使焊縫中心線與壓頭中心線相一致。試驗(yàn)過程中，應(yīng)平穩(wěn)地對試件施加壓力，直至達(dá)到規(guī)定的彎曲角度為止。彎曲試驗(yàn)后，應(yīng)檢查試件受拉面有無裂紋。試驗(yàn)過程中，試件若發(fā)生斷裂時(shí)，應(yīng)記錄斷裂時(shí)的彎曲角度，斷口位置和斷口形貌及有無焊接缺陷。鋼筋閃光對焊接頭規(guī)定壓頭彎心直徑和彎曲角度見表5.3-1。表5.3-1項(xiàng)次鋼筋級(jí)別彎心直徑（D）彎曲角度（度）d25mmd25mm12d3d9024d5d9035d6d9047d8d90注：d為鋼筋直徑為了減少壓頭規(guī)格，實(shí)際使用時(shí)，其彎心直徑和兩支承輥凈距可參照表5.3-2選用。表5.3-2鋼筋直徑（mm）鋼筋級(jí)別（mm）彎

15、心直徑支輥內(nèi)側(cè)距（d2.5d）（mm）試件長度（mm）計(jì)算直徑（mm）推薦直徑（mm）12243054200484878230606090240848511426014283063210566091240707510525098961332801632307222064601042508075120270112110152300183630812307275117270908513528012612517132020404890240807513028010096150300140140190340224448992508885143290110110165310154160209360255

16、048113260100961633101251251883401751752373905.4試驗(yàn)結(jié)果判定1）閃光對焊拉伸試驗(yàn)應(yīng)符合下列要求三個(gè)試件的抗拉強(qiáng)度均不得低于該級(jí)別鋼筋的規(guī)定抗拉強(qiáng)度值。至少有兩個(gè)試件斷于焊縫外，并呈塑性斷裂。當(dāng)檢驗(yàn)結(jié)果有一個(gè)試件的抗拉強(qiáng)度低于規(guī)定指標(biāo)，或有兩個(gè)試件在焊縫或熱影響區(qū)發(fā)生脆性斷裂時(shí)，應(yīng)再取6個(gè)試件進(jìn)行復(fù)檢。復(fù)驗(yàn)結(jié)果，若仍有一個(gè)試件的抗拉強(qiáng)度低于規(guī)定指標(biāo)，或有三個(gè)試件斷于焊縫或熱影響區(qū)，呈脆性斷裂，則該批接頭即為不合格品。彎曲試驗(yàn)應(yīng)符合下列要求：三個(gè)試件彎曲90度，至少有2個(gè)試件不得發(fā)生破斷。試驗(yàn)結(jié)果：如有2個(gè)試件破裂時(shí)，應(yīng)再取6個(gè)試件進(jìn)行復(fù)檢。復(fù)驗(yàn)結(jié)果，

17、若有3個(gè)試件發(fā)生破斷，則該批接頭即為不合格品。2）電弧焊接頭拉伸試驗(yàn)應(yīng)符合下列要求：三個(gè)試件的抗拉強(qiáng)度均不得低于該級(jí)別鋼筋的規(guī)定抗拉強(qiáng)度值。3個(gè)接頭試件均應(yīng)斷于焊縫外，并應(yīng)至少有2個(gè)試件呈延性斷裂。當(dāng)檢驗(yàn)結(jié)果有一個(gè)試件的抗拉強(qiáng)度低于規(guī)定指標(biāo)，或有1個(gè)試件斷于焊縫，或有2個(gè)試件發(fā)生脆性斷裂時(shí)，應(yīng)取雙倍數(shù)量試件進(jìn)行復(fù)驗(yàn)。復(fù)驗(yàn)結(jié)果若仍有一個(gè)試件的抗拉強(qiáng)度低于規(guī)定指標(biāo)或有1個(gè)試件斷于焊縫，或有3個(gè)試件呈脆性斷裂時(shí)，則該批接頭即為不合格品。3）電渣壓力焊接頭拉伸試驗(yàn)應(yīng)符合下列要求：三個(gè)試件的抗拉強(qiáng)度均不得低于該級(jí)別鋼筋規(guī)定的抗拉強(qiáng)度值，若有一個(gè)試件的抗拉強(qiáng)度低于規(guī)定數(shù)值，應(yīng)取雙倍數(shù)量的試件進(jìn)行復(fù)驗(yàn)。復(fù)驗(yàn)結(jié)果若仍有一個(gè)試件的抗拉強(qiáng)度達(dá)不到上述要求，則該批接頭即