DB37T 5169-2020 印痕法檢測建筑鋼材強度技術(shù)規(guī)程　　

山東省工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)DB37/T5169—2020J1541420202020-10-15發(fā)布2020-12-01實施山東省市場監(jiān)督管理局印痕法檢測建筑鋼材強度技術(shù)規(guī)程批準(zhǔn)部門：山東省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳印痕法檢測建筑鋼材強度技術(shù)規(guī)程Technicalspecificationfortestingcons山東省市場監(jiān)督管理局山東省工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)的通知魯建標(biāo)字〔2020〕21號DB37/T5170—2020和DB37/T5171—2020,現(xiàn)予以發(fā)布，自2020年12月1日起施行。山東省市場監(jiān)督管理局2020年10月15日根據(jù)山東省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳、山東省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局《關(guān)于印發(fā)〈2018年第二批山東省工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)制修訂計劃》的通知》(魯建標(biāo)字〔2018〕17號)的要求，標(biāo)準(zhǔn)編制組進行了廣泛、深入的調(diào)查研究，總結(jié)了國內(nèi)外鋼材強度檢測的經(jīng)驗，結(jié)合山東省房屋建筑的實際，在調(diào)查、研討、修改、總結(jié)實踐經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，制定本規(guī)程。本規(guī)程的主要技術(shù)內(nèi)容是：總則、術(shù)語和符號、檢測設(shè)備、科學(xué)研究院有限公司負(fù)責(zé)具體技術(shù)內(nèi)容的解釋意見或建議，請寄送山東省建筑科學(xué)研究院有限公司(地址：山東省濟南市天橋區(qū)無影山路29號，郵編：250031)。本規(guī)程主編單位：山東省建筑科學(xué)研究院有限公司本規(guī)程參編單位：濟南市工程質(zhì)量與安全生產(chǎn)監(jiān)督站本規(guī)程主要起草人員：成勃姜麗萍魯愛民李宗才本規(guī)程主要審查人員：趙考重蔣世林張毅徐新生 12術(shù)語和符號 22.1術(shù)語 2 23檢測設(shè)備 3 3 4 5 5 6 6 8 85.2山東地區(qū)測強曲線 8 9 附錄A異常數(shù)據(jù)判斷和處理 本規(guī)程用詞說明 引用標(biāo)準(zhǔn)名錄 1 2 2 2 33.1EquipmentandPerform 33.2BasicRequirement 44DetectionTechnology 5 54.2MeasuringPointArrang 64.3MeasuringIm 6 8 8 8 9 AppendixAAbnormalDataJudgmentandProcessing ExplanationofWordinginThis ListofQuotedStandards Addition:ExplanationofProvisio 11.0.1為規(guī)范印痕法檢測建筑鋼材強度技術(shù)，保證檢測工作質(zhì)量，制定本規(guī)程。1.0.2本規(guī)程適用于建筑結(jié)構(gòu)中鋼材強度的檢測，其檢測結(jié)果可作為建筑工程質(zhì)量評定或結(jié)構(gòu)性能鑒定的依據(jù)。1.0.3印痕法檢測建筑鋼材強度，除應(yīng)符合本規(guī)程外，尚應(yīng)符合國家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。2對合金鋼球施加一定的力，將其壓入待測建筑鋼材表面，形成凹陷痕跡，根據(jù)鋼材表面印痕直徑和鋼材強度間的相關(guān)關(guān)系，由印痕直徑通過測強曲線來換算鋼材強度的檢測方法。印痕法試驗時，硬質(zhì)合金球在鋼材表面所形成的凹陷點。2.1.3鋼材強度換算值conversionvalueofsteelstrength根據(jù)印痕直徑和測強曲線得到的鋼材強度值。2.1.4強度推定值referencevalueofstrength對各測點強度換算值按本規(guī)程的規(guī)則計算后，得出的代表單個構(gòu)件或檢測批的鋼材強度值。d20——壓力為20kN時的印痕直徑，mm;R——鋼材測點強度換算值，包括屈服強度換算值和抗拉強度換算值，MPa;R——鋼材測點屈服強度換算值，MPa;R——鋼材測點抗拉強度換算值，MPa;R?！摬膹姸韧贫ㄖ?，包括屈服強度推定值和抗拉強度Re,L——鋼材屈服強度推定值，MPa;Re,——鋼材抗拉強度推定值，MPa。33.1.1印痕法檢測建筑鋼材強度使用的儀器應(yīng)包括印痕儀、硬3.1.2印痕儀、硬質(zhì)合金球及印痕直徑測量尺應(yīng)具有產(chǎn)品合格證，并應(yīng)按本規(guī)程第3.2節(jié)的要求進行校準(zhǔn)。3.1.3印痕儀(圖3.1.3)應(yīng)便于攜帶，應(yīng)具有滿足檢測需要1最大壓力不應(yīng)小于30kN;3工作行程應(yīng)不小于10mm。1最大量程不應(yīng)小于10mm;2分度值不應(yīng)大于0.02mm。3.1.5印痕儀使用時的環(huán)境溫度應(yīng)為-4℃~40℃。3.1.6硬質(zhì)合金球的直徑應(yīng)為10mm。43.2.1正常使用過程中，印痕儀應(yīng)由校準(zhǔn)機構(gòu)進行校準(zhǔn)，校準(zhǔn)3.2.2當(dāng)遇到下列情況之一時，印痕儀應(yīng)進行校準(zhǔn)，其性能應(yīng)符合本規(guī)程第3.1.3條的要求：3更換主要零件或?qū)x器進行過調(diào)整；5校準(zhǔn)周期內(nèi)累計檢測次數(shù)達到6000次。3.2.3硬質(zhì)合金球應(yīng)拋光，且無表面缺陷。3.2.4硬質(zhì)合金球的檢測，應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《金屬材料布氏硬度試驗第2部分：硬度計的檢驗與校準(zhǔn)》GB/T231.2中壓頭用球的檢測規(guī)定。檢測時，應(yīng)在一批球中隨機抽取一個樣品，檢測其尺寸和硬度，做過硬度檢測的球應(yīng)予以剔除，不再3.2.5硬質(zhì)合金球應(yīng)符合下列規(guī)定：1球的密度應(yīng)為(14.8±0.2)g/cm3;2球的直徑應(yīng)在不少于3個位置上測量，每個測量值均應(yīng)在(10±0.005)mm的范圍內(nèi)；3按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《金屬材料維氏硬度試驗第1部分：試驗方法》GB/T4340.1的方法，使用至少4.903N的試驗力測定的球的維氏硬度不應(yīng)低于1500HV。3.2.6印痕直徑測量尺應(yīng)經(jīng)計量部門檢定合格。52型鋼、鋼板的厚度不應(yīng)小于4mm,鋼筋直徑不應(yīng)小時，可按約定方法抽取樣本。檢驗批最小樣本容量應(yīng)符合表6表4.1.6檢測批最小樣本容量ABCABC2238235358585一一一目檢測；目檢測；多的既有結(jié)構(gòu)的檢測。7屬光澤，不應(yīng)有氧化層、防護層、污物、油脂等。測點表面應(yīng)能保證印痕直徑的精確測量。4.3.2印痕檢測應(yīng)按下列步驟進行：1將印痕儀的承壓板與球形壓頭夾持住待測鋼材的表面，使壓頭與試件被測表面接觸(圖4.3.2)。2啟動印痕儀的千斤頂，驅(qū)動硬質(zhì)合金球，無沖擊、無振持荷10s~20s后卸荷。加載及持荷過程中，試件與印痕儀之間不應(yīng)發(fā)生橫向位移。3檢查測點背面，如測點背面出現(xiàn)可見變形，則此測點作廢，并在記錄中注明。4在印痕相互垂直的兩個位置上測量直徑，取兩個讀數(shù)的平均值作為第i個測點的印痕直徑d20,,精確到0.02mm。85.2.2當(dāng)d?大于3.50mm且不大于d?——壓力為20kN時的印痕直徑，精確值0.02mm。9R=-8.8892d2-108.72d?+1079.4(5.2.4)式中：δ——回歸方程式的強度平均相對誤差(%),精確至0.1;e,——回歸方程式的強度相對標(biāo)準(zhǔn)差(%),精確至0.1;至1MPa;f;——由試驗實測得出的測點所在試件的強度換算值(MPa),精確至1MPa。鋼材的適應(yīng)條件相同，不應(yīng)超出該類測強曲線的適應(yīng)范圍，并應(yīng)每年抽取一定數(shù)量的試件進行校核，當(dāng)存在顯著差異時，應(yīng)查找原因，不應(yīng)繼續(xù)使用。mR——構(gòu)件或檢測批強度換算值的平均值(MPa),精確R——測點強度換算值的最小值，MPa;R。——鋼材強度推定區(qū)間的上限值，MPa;R?——鋼材強度推定區(qū)間的下限值，MPa;mR——檢測批測點強度換算值的平均值，MPa;SR——檢測批測點強度換算值的標(biāo)準(zhǔn)差，MPa;k?、k?——推定系數(shù)，按表6.0.3取值。k6.0.4鋼材強度推定區(qū)間的上限值與下限值之差，不宜大于兩者算術(shù)平均值的10%。當(dāng)檢測批的檢測結(jié)果不能滿足上述要求時，宜補充檢測或重新劃分檢測批進行檢測；當(dāng)不具備補充檢測6.0.5當(dāng)設(shè)計要求的相應(yīng)數(shù)值小于或等于推定上限值時，可判定為符合設(shè)計要求；當(dāng)設(shè)計要求的相應(yīng)數(shù)值大于推定上限值時，1鋼材強度上限值與下限值的平均值可作為該批鋼材強度2強度特征值接近的構(gòu)件可視為同等強度等級；3所有構(gòu)件鋼材強度特征值可作為與鋼材強度等級對應(yīng)強附錄A異常數(shù)據(jù)判斷和處理A.0.1檢測批的異常數(shù)據(jù)應(yīng)按下列步驟進行判斷：1將測點強度換算值按從小到大順序排列為R?、R?、……、R;2格拉布斯統(tǒng)計量G、G'應(yīng)按下列公式進行計算：判定f,為離群值，否則判未發(fā)現(xiàn)離群值。4對于檢出的離群值，剔除水平α取0.01,按表A.0.1查取值，可考慮刪除；否則，判斷未發(fā)現(xiàn)統(tǒng)計離群值，fm為高端歧可考慮刪除；否則，判斷未發(fā)現(xiàn)統(tǒng)計離群值，f,1為低端歧離值。A.0.2異常數(shù)據(jù)的處理應(yīng)符合下列規(guī)定：1對于統(tǒng)計離群值和高端歧離值，宜從樣本中剔除；對于低端歧離值，當(dāng)有充分理由時，可從樣本中剔除；當(dāng)無法說明異常原因時，可在低端歧離值鄰近位置重新取樣復(fù)測，根據(jù)復(fù)測結(jié)果判斷是否剔除。剔除的數(shù)據(jù)應(yīng)留有原始記錄、剔除的理由和必要的說明。2保留異常數(shù)據(jù)，增加樣本數(shù)補充檢測，然后進行數(shù)據(jù)判斷和強度推定。3保留異常數(shù)據(jù)，重新劃分檢測批，然后進行數(shù)據(jù)判斷和強度推定。A.0.3剔除異常數(shù)據(jù)后，應(yīng)按本規(guī)程第6.0.1條對余下的數(shù)據(jù)重新計算強度換算值的平均值、標(biāo)準(zhǔn)差和變照A.0.1的要求進行檢驗。A.0.4檢出的統(tǒng)計離群值總數(shù)不宜超過最初樣本量的5%,否注：當(dāng)測點數(shù)量大于100時，可按測點數(shù)量為100取值。本規(guī)程用詞說明4)表示有選擇，在一定條件下可以這樣做的，采用2條文中指明應(yīng)按其他有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行的寫法為“應(yīng)符1《金屬材料布氏硬度試驗第2部分：硬度計的檢驗與2《金屬材料布氏硬度試驗第4部分：硬度值表》GB/T231.43《碳素結(jié)構(gòu)鋼》GB/T7004《黑色金屬硬度及強度換算值》GB/T11727《低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼》GB/T1591印痕法檢測建筑鋼材強度技術(shù)規(guī)程條文說明《印痕法檢測建筑鋼材強度技術(shù)規(guī)程》DB37/T5169—2020,經(jīng)山東省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳、山東省市場監(jiān)督管理局2020年10月15日以魯建標(biāo)字〔2020〕21號文件批準(zhǔn)、發(fā)布。本規(guī)程編制過程中，編制組進行了廣泛深入的調(diào)查研究，總踐經(jīng)驗，同時參考了有關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)和國外先進標(biāo)準(zhǔn)，開展了多項專題研究，并以多種方式廣泛征求了有關(guān)單本規(guī)程時能正確理解和執(zhí)行條文規(guī)定，《印度技術(shù)規(guī)程》編制組按章、節(jié)、條順序編制了本規(guī)程的條文說明，對條文規(guī)定的目的、依據(jù)以及執(zhí)行中需注意的有關(guān)事項進行了說明。但是，本條文說明不具備與規(guī)程正文同等的法律效力， 222術(shù)語和符號 232.1術(shù)語 3.1儀器及性能 3.2校準(zhǔn)基本要求 4.1一般規(guī)定 4.2測點布置 4.3印痕檢測 285.1一般規(guī)定 285.3專用測強曲線 29 1.0.1建筑鋼材的力學(xué)性能是影響建筑結(jié)構(gòu)安全性的重要因素。在對既有結(jié)構(gòu)工程進行檢測鑒定時，需要確定建筑鋼材的強度，但目前大多數(shù)情況下還需要在結(jié)構(gòu)實體上取樣。無損傷，檢測時對鋼材表面的粗糙度要求較較小。目前我國建筑工程檢測技術(shù)正逐漸從試測技術(shù)方向發(fā)展，從破損檢測向微破損、無損檢測技術(shù)方向發(fā)1.0.2建筑鋼材強度與表面抗塑性變形能力之間存在著較為明1.0.3采用本規(guī)程應(yīng)與國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)相銜接。2.1.1本規(guī)程所述鋼材，包括建筑結(jié)構(gòu)用的型鋼、鋼板、鋼2.1.4本規(guī)程按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)現(xiàn)場檢測技術(shù)標(biāo)限值和下限值。3.1.1印痕儀、硬質(zhì)合金球和印痕直徑測量尺是印痕法檢測建筑鋼材強度的必要儀器?，F(xiàn)場檢測時可能還需要對鋼材表面打3.1.2~3.1.6對印痕儀、硬質(zhì)合金球和印痕直徑測量尺的性能硬質(zhì)合金球，俗稱鎢鋼球，是以高硬度難熔金屬的碳化物(WC、TiC)微米級粉末為主要成分，以鈷(Co)或鎳(Ni)、鉬(Mo)為粘結(jié)劑，在真空爐或氫氣還原爐中燒結(jié)而成的粉末3.2.1、3.2.2印痕儀是用來產(chǎn)生和測量壓力的儀器，需要量測件等因素發(fā)生變化，因此本規(guī)程規(guī)定了校準(zhǔn)周期3.2.3~3.2.5硬質(zhì)合金球的尺寸和硬度與印痕直徑直接相關(guān)，應(yīng)嚴(yán)格控制。維氏硬度檢測會對試樣產(chǎn)生一定3.2.6印痕直徑測量尺為刻度放大鏡或讀數(shù)顯微鏡的一種，作4.1一般規(guī)定4.1.1本條所列舉的資料，是為了對被檢測構(gòu)件有較為全面系4.1.2印痕法檢測時可能因局部打磨產(chǎn)生粉塵，可能涉及高空作業(yè)等復(fù)雜工作環(huán)境，可能產(chǎn)生儀器墜落等意外情況，現(xiàn)場檢測4.1.3硬質(zhì)合金球長時間使用，可能產(chǎn)生損傷，從而影響測量4.1.4印痕法通過測量鋼材表面抗塑性變形能力推測鋼材強度，因此要求鋼材表面與內(nèi)部質(zhì)量一致，并對鋼材表面狀態(tài)做了統(tǒng)一規(guī)定。本規(guī)程所給的測強曲線，為大量試驗結(jié)果所形成的統(tǒng)計曲鋼筋測試時，應(yīng)打磨成平面，對于直徑14mm的鋼筋，其削弱面積約占總面積的10%,考慮到構(gòu)件配筋一般多于1根，這4.1.5當(dāng)檢測對象為單個構(gòu)件時，其檢測結(jié)論不得擴大到未檢測的構(gòu)件或范圍；同樣，批量檢測時，其結(jié)4.1.6批量檢測時，抽取試樣應(yīng)遵守隨機的原則。當(dāng)無法隨機抽樣時，宜由建設(shè)單位、監(jiān)理單位、施工單位等表4.1.6中所列的是檢測批樣本的最小容量，為防止個別檢測數(shù)據(jù)作廢造成檢測批樣本容量不足的情況4.1.7印痕法檢測屬于非破損檢測，但檢測時仍應(yīng)剔除混凝土保護層、打磨鋼筋表面、清除鋼材表面防護層等，檢測結(jié)束后，4.2測點布置4.2.1當(dāng)無需推定檢測批中單個構(gòu)件強度時，應(yīng)把測點盡量布4.2.2試驗表明，當(dāng)試件較薄時，印痕試驗結(jié)束后，試件有明外的變形(圖1)。印痕法檢測時，試件厚度為印痕深度的8倍以上、印痕中心距試件邊緣為印痕直徑的2倍以上、印痕中心間距為印痕直徑的3倍(圖2)時，各類因素影響較小。4.2.3相較于鋼材母材，焊縫及焊接熱影響區(qū)域的抗塑性變形強曲線。4.3印痕檢測4.3.1構(gòu)件測試部位的處理，可用鋼銼打磨構(gòu)件表面，除去表面油漆、氧化層，然后分別用粗、細砂紙打磨，直至露出金屬光澤。當(dāng)鋼材表面存在氧化層時，印痕直徑略有減少，對數(shù)據(jù)讀取會造成不便，誤差較大。印痕法試驗前應(yīng)采用打磨等方式去除氧化層，使試件表面平坦光滑。4.3.2印痕試驗時，應(yīng)在無沖擊、無振動的條件下均勻施壓。試驗表明，持荷時間為15s、30s和45s時，印痕直徑的差加荷時間分別為3s、5s和8s時，以及加載至30kN,加荷時間分之間隨機分布。由此本規(guī)程規(guī)定了加載和持荷時間。通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計、回歸及對比，項目組發(fā)現(xiàn)試驗壓力越大，其關(guān)系曲線的相關(guān)性越好。當(dāng)試驗壓力為10kN及以下時，印痕較小，直徑判讀困難，讀數(shù)誤差趨大，同一組數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)差也較大，兩曲線的相關(guān)系數(shù)均不如試驗壓力為15kN及以上的曲線?？紤]到壓力越大，對試驗裝置的要求越高，鋼材表面印痕也越大，對鋼材表面外觀有一定影響。為此，項目組最終選取的試驗壓力為20kN。加載及持荷過程中，試件與印痕儀之間不應(yīng)錯動，硬質(zhì)合金球不應(yīng)橫向位移。測點背面出現(xiàn)的可見變形與試件厚度、強度等因素有關(guān)，試件已發(fā)生異常變形，不再適用于本規(guī)程測強曲線。5.1一般規(guī)定5.1.1、5.1.2我國地域遼闊、氣候差別很大，各地鋼材生產(chǎn)環(huán)境也有所不同，統(tǒng)一測強曲線精度受到限制建立本地區(qū)的測強曲線或?qū)Ｓ脺y強曲線，則可以提高檢測精度。地區(qū)和專用測強曲線須經(jīng)地方建設(shè)行政主管部中列舉了碳鋼及合金鋼的硬度與抗拉強度之間的換算值的鋼材是碳鋼及合金鋼，建筑工程中常用的是低碳鋼，兩者2《黑色金屬硬度及強度換算值》GB/T1172—1999僅列出硬度與抗拉強度的關(guān)系。而相比于抗拉強度，5.2.1本規(guī)程采用試驗方法得到的印痕直徑-屈服強度和印痕直徑-抗拉強度曲線，試驗所用的建筑鋼材為本條文所列鋼材。目前缺乏其他鋼材試驗數(shù)據(jù)，不能保證其他鋼材印痕直徑-強度曲5.2.2~5.2.5理論分析表明，印痕直徑與鋼材塑性變形有關(guān)，斷裂階段與鋼材抗拉強度相關(guān)。印痕法試驗對鋼材基本無損傷，未達到破壞或斷裂階段，故相比于印痕直徑與抗拉強度的相關(guān)HRB335、HRB400鋼筋在5kN~35kN的壓力下印痕直徑與屈服現(xiàn)了相同的規(guī)律。即在相同壓力作用下，鋼徑的關(guān)系更