混凝土用熱軋帶肋鋼筋抗拉強度的不確定度的評定

1、混凝土用熱軋帶肋鋼筋抗拉強度的不確定度評定作業(yè)指導(dǎo)書一、被測對象：2根規(guī)格型號為HRB400，公稱直徑020，長度400mm的 鋼筋 混凝土用熱扎帶肋鋼筋（以下簡稱鋼筋）；二、檢測參數(shù)：抗拉強度三、依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)：依據(jù)金屬材料室溫拉伸試驗方法GB/T228.1-2010進行 測試，依據(jù)鋼筋混凝土用鋼第二部分熱軋帶肋鋼筋 GB1499.2-2007 進行評價。四、測試過程：在室溫（10C35C）條件下，用游標(biāo)卡尺測量鋼筋的內(nèi) 徑，其偏差均在允許范圍（0.5mm ）內(nèi)。然后用鋼筋打點機 在鋼筋上打標(biāo)距，用游標(biāo)卡尺測量鋼筋的原始標(biāo)距L0，將鋼 筋固定在檢定合格的萬能試驗機（量程為300kN的，精度為I 級

2、）上，在規(guī)定的加荷速率下，對鋼筋施加軸向拉力直至鋼 筋被拉斷。測試鋼筋被拉至斷裂過程的最大力F，并通過計 算得到鋼筋的抗拉強度r （精確至1MPa），然后修約至5MPa。五、 以往資料：m以前曾對該廠生產(chǎn)的同類型的鋼筋進行過12次重復(fù)測量，其 抗拉強度分別為：636、631、643、646、638、642、634、635、 648、640、637、646 （MPa）。六、檢測結(jié)果及符合性判定：兩根鋼筋的抗拉強度分別為：636MPa、642MPa，修約后 均為640MPa，滿足標(biāo)準(zhǔn)不小于540MPa的要求。七、評定要求：對兩根鋼筋的抗拉強度檢測結(jié)果的不確定度進行評定。八、被測量的測量模型根據(jù)GB

3、/T 228.1-2010標(biāo)準(zhǔn)，鋼筋抗拉強度按式人-1計算。乩普（A-1）式中：Fm為鋼筋拉斷時的最大拉力即極限荷載s0為鋼筋的公稱面積九、被測量的不確定度來源的分析由上述分析可以看出，鋼 筋抗拉強度的不確定度主要來源于極限荷載的測量帶來的 不確定度、公稱面積帶來的不確定度，樣品的不均勻性（重 復(fù)性測量）帶來的不確定度以及對結(jié)果的修約帶來的不確 定度。十、各輸入量不確定度分量及標(biāo)準(zhǔn)不確定度的計算10.1影響極限荷載的不確定度分量及標(biāo)準(zhǔn)不確定度根據(jù)測量過 程可以看出，影響極限荷載的不確定度主要有:拉力試驗機的準(zhǔn) 確性帶來的不確定度（按照實際可以分為檢定和校準(zhǔn)）、拉 力試驗機的分辨力帶來的不確定度

4、、拉伸速率帶來的不確定 度、環(huán)境溫度帶來的不確定度、人員操作帶來的不確定度分 量。檢測所使用的I級拉力試驗機經(jīng)檢定為合格，即其示值誤 差在1%范圍內(nèi)，將其估計為均勻分布，則其準(zhǔn)確性帶來的 相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度可以按B類評價，為拉力試驗機為自動讀數(shù)，其分辨力為0.01kN，區(qū)間半寬為 0.005kN，可將其估計為均勻分布，則其帶來的標(biāo)準(zhǔn)不確定度 按B類評價，為從檢測結(jié)果可以看出，極限荷載近似為 170kN,其相 對標(biāo)準(zhǔn)不確定度為 0.002%。由此可見設(shè)備分辨力帶來的不 確定度相對于設(shè)備本身的準(zhǔn)確性而言，檢可以忽略不計。檢測標(biāo)準(zhǔn)對拉伸速率和環(huán)境溫度等給出了明確要求檢測時， 試驗機可以根據(jù)要求設(shè)定拉伸

5、速率并且對環(huán)境溫度也有監(jiān)控環(huán) 境溫度的控制往往嚴(yán)于標(biāo)準(zhǔn)）因此可以認(rèn)為在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的拉伸 速率范圍內(nèi)和環(huán)境溫度范圍內(nèi)，拉伸速率和環(huán)堀度對極限荷 載的影響均可以忽略不計。鋼筋抗拉試驗操作簡單，并且最大力為計算機自動讀數(shù)，因 此人員操作帶來的不確定度也可以忽略不計。綜上所述，輸入量極限荷載的不確定度主要來源于拉力試驗 機，其相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度為u = u =0.577（ A-4 ）10.2影響面積測量的不確定度分量標(biāo)準(zhǔn)不確定度根據(jù)GB 1499.2-2007的規(guī)定，在熱軋帶肋鋼筋拉伸性能的 試驗中，計算鋼 筋強度用橫截面積采用由公稱直徑計算出的 公稱橫截面積，即：S = D 2（A-5）4對滿足標(biāo)準(zhǔn)的熱

6、軋帶肋鋼筋，不同的公稱直徑可以有不同 的允許偏差。本文所采用的鋼筋為公稱直徑020的熱軋帶 肋鋼筋，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定其內(nèi)徑的允許偏差為0.5mm，遠大于測量所用游標(biāo)卡尺（分辨力0.01mm）以及人 員讀數(shù)帶來的不確定度，因此由測試儀器（游標(biāo)卡尺）及人員 在測量熱軋帶肋鋼筋的公稱直徑時引入的不確定度分量可以 忽略。可認(rèn)為服從均勻分布，按照B類評定，鋼筋公稱 直 徑D的允許偏差弓入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為按B類評定，其估計 為均勻分布，則其標(biāo)準(zhǔn)不確定度為在面積的計算中，常數(shù)兀帶有無限不循環(huán)小數(shù)，其也會帶 來不確定度，根據(jù)GB 1499.2-2007的有關(guān)規(guī)定，用公稱直徑 計算公稱面積時，兀取值為3.14,舍去 的

7、數(shù)值不超過0.0016, 相對偏差不超過0.051%，因此其帶來的不確定度也可以忽 略不計。由式A-5可以得出面積A的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為皿=備電 =號的=9-07uiiir(A-8)相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度為(A-9)七一二三*1% = 2.88%10.3樣品的不均勻性（重復(fù)性測量）帶來的不確定度根據(jù) 以往檢測結(jié)果，樣品不均勻性帶來的不確定度可以按A 類評定，根據(jù)貝塞爾公式，樣品的標(biāo)準(zhǔn)偏差也即單次測 量結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：= 100% = -100% = 0.841H f ad40由于測量次數(shù)較多，不再考慮其自由度。10.4結(jié)果修約帶來的不確定度。按標(biāo)準(zhǔn)YB/T081-2013的要求

8、，修約帶來的不確 定度按B類評定，(A-ll)檢測結(jié)果修約至5MPa， 其標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：u1.44MP&邙 23其相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度為(A- L 2 J= x 100% = 0.226%(A-13)10.5為了便于合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的計算，將上述評定過的 各輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度列于表1。各輸入量的不確定度匯總表輸入量名 稱標(biāo)準(zhǔn)不確定度相對標(biāo)準(zhǔn)不確 定度備注極限荷載1.16kN0.577%主要來源于拉力試機 最大允許誤差面積9.07 mm22.88%主要來源于公稱直的 允許偏差。樣口口的不均 勻性5.38 MPa0.841%/數(shù)值修約1.44 MPa0.226%/10.6合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度由于極限荷

9、載和面積是乘除關(guān)系，因 此合成可以采用絕對標(biāo)準(zhǔn)不確定度乘靈敏系數(shù)的方法，也可以采用相對不確定度直接計算的方法。用相對不確定度進行合成更簡單些，且各輸入量之間可以視 為不相關(guān)，則合成相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度可以按下式計算珥-。必 7土-心+A-14.)=OS：7：7%+ 口,8眇。+ (。, 841 野)+f CU26%)式中：絕對標(biāo)準(zhǔn)不確定度為u = xu = 640 X3.06% = 20MPa10.7擴展不確定度:取k=2,則擴展不確定度為：U =ku = 2u = 40MPa10.8結(jié)果的表示兩根鋼筋抗拉強度的檢測結(jié)果均為：R=x 土 U = （640 土 40）MPa，k =2。A.9分析及說明從列表中可以看出，測量結(jié)果的不確定度主 要來自于公稱面積的引入帶來的不確定度。在不確定度評定過程中，有些機構(gòu)將樣品不均勻性的不 確定度放在極限荷載中予以考慮，并且由于帶肋鋼筋的面 積均為公