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1、第9章 建筑钢材试验,1 拉伸试验 测定原始横截面积(S0) 原始横截面积是平均横截面积，应根据测量的尺寸计算。原始横截面积S0的测定应准确到2%，当误差的主要部分是由于试样厚度的测量所引起的，宽度的测量误差不应超过0.2%。应在试样标距的两端及中间三处测量宽度和厚度，取用三处测得的最小横截面积，并至少保留4位有效数字。计算钢筋强度用横截面积，可采用表9-2所列公称横截面积。,原始标距(L0)的标记 拉伸试验用试件可以用两个或一系列等分小冲点或细划线标出原始标距(标记不应影响试样断裂)，也可以用手锉刀刻画标记，测量标距长度L0(精确至0.1mm)。 对于比例试样，如果原始标距的计算值与其标记值
2、小于10%L0，应将原始标距的计算值修约至最接近5mm的倍数，中间数值向较大一方修约。原始标距的标记应准确到1%。,图9-7 电动钢筋标距仪,将试样安装上夹头，上下夹头必须持紧在试验机夹具上方可开始加载。根据要求，记录所需测量的试验力值。 试验拉断后，将其断裂部分在断裂处紧密对接在一起，尽量使其轴线位于一直线上，如拉断处形成缝隙，则缝隙应计入试样拉断后的标距内。,(4)结果处理 屈服强度按下屈服点，即屈服阶段的最小值来确定。在拉伸中，测力度盘的指针停止转动时的恒定荷载，或第一次回转时的最小荷载(或数值出现波动阶段的最小值)，即为所求的屈服点荷载Fs(N)。,抗拉强度按下式计算：,计算断后伸长率
3、,对于圆形横截面试样，在缩颈最小处相互垂直方向测量直径，取其算术平均值计算最小横截面积；对于矩形横截面试样，测量缩颈处的最大宽度和最小厚度，两者之乘积为断后最小横截面积。断面收缩率按下式计算：,2 弯曲试验图 弯曲试验是以圆形、方形、矩形或多边形横截面试样在弯曲装置上经受弯曲塑性变形，不改变加力方向，直至达到规定的弯曲角度，看弯曲处外表面是否有裂纹、起皮、断裂等现象，从而评价钢材的弯曲性能。,试验一般在1035的室温范围内进行，对温度要求严格的试验，试验温度应为235。 按照相关产品标准规定，采用下列方法之一完成试验： a.试样在给定的条件和力作用下弯曲至规定的弯曲角度(见图9-11、图9-1
4、2和图9-13)； b.试样在力的作用下弯曲至两臂相距规定距离且相互平行(见图9-14)； c.试样在力作用下弯曲至两臂直接接触(见图9-15)。 试样弯曲至规定弯曲角度的试验，应将试样放于两支辊(见图9-11)或V形模具(见图9-12)上，试样轴线应与弯曲压头轴线垂直，弯曲压头在两支座之间的中点处对试样连续施加力使其弯曲，直至达到规定的弯曲角度。弯曲角度可以通过测量弯曲压头的位移计算得出。可以采用图9-13所示的方法进行弯曲试验。试样一端固定，绕弯曲压头进行弯曲，可以绕过弯曲压头，直至达到规定的弯曲角度。,试样弯曲至两臂相互平行的试验，首先对试样进行初步弯曲，然后将试样置于两平行压板之间(见
5、图9-16)，连续施加力压其两端使进一步弯曲，直至两臂平行(见图9-14)，试验时可以加或不加内置垫块。垫块厚度等于规定的弯曲压头直径，除非产品标准中另有规定。 试样弯曲至两臂直接接触的试验，首先对试样进行初步弯曲，然后将试样置于两平行 压板之间，连续施加力压其两端使其进一步弯曲，直至两臂直接接触(见图9-15)。 (4)结果评定 弯曲后，按有关标准规定检查试样弯曲外表面，进行结果评定。若无裂纹、裂缝或裂断，则评定试样合格。,4 冲击韧性 钢材抵抗冲击载荷而不破坏的能力称为冲击韧性，以试件冲断时消耗的冲击功Ak表示。冲击功Ak越大，表示冲断试件消耗的能量越大，即钢材抵抗冲击荷载的能力越强，冲击
6、韧性就越好。冲击韧性测试采用的是夏比V型缺口和U型缺口试样(如图9-17所示)的冲击试验，主要适用于型钢、钢板、钢管。,对于试验温度有规定的，应在规定温度2范围内进行，如没有规定，试验温度要求控制在232进行。试验前应检查摆锤空打时的回零差或空载能耗。冲击试验机一般在摆锤最大能量的10%90%范围内使用。试验前应检查摆锤空打时被动指针的回零差；回零差不应超过最小分度值四分之一。 检查试样尺寸后放置试件。应紧贴试验机砧座，锤刃沿缺口对称面打击试样缺口的背面，试样缺口对称面偏离两砧座间的中点应不大于0.5mm。 进行试件的冲击。试样吸收能量K不应超过实际初始势能Kp的80%，如果超过此值，在试验报
7、告中应注明超过试验机能力的80%。如果试件未能完全断裂，可以注明冲击吸收能量或与完全断裂试样结果取平均值。由于试验机打击能量不足导致试样未完全断裂的，应注明用该试验机试验的试样未断开。如果试样卡在试验机上，试验结果无效，应彻底检查试验机，以免试验机的损伤影响测量的准确性。 检查断口。如断裂后检查显示出试样标记是在明显的变形部位，试验结果可能不代表材料的性能，应在报告中注明。,4 布氏硬度 硬度是材料表面抵抗变形或破裂的能力。测试钢材的硬度常用的方法有布氏法、洛氏法、维氏法等。布氏法是用一定大小的载荷F(kgf)，把直径为D(mm)硬质合金球压入试样表面，保持规定时间后卸载，测量试样表面的残留压
8、痕直径d，求压痕的表面积S(如图9-19所示)。单位压痕面积承受的平均压力定义为布氏硬度，用HBW表示。,不同条件下的试验力见表9-6。如果有特殊协议，其他试验力球直径平方的比率也可以用。 试验力的选择应保证压痕直径在0.24D0.6D之间。试验力压头球直径平方的比率( 0.102F/D比值)应根据材料和硬度值选择，对于建筑钢材由于硬度较高，一般选择30。为了保证在尽可能大的有代表性的试样区域试验，应尽可能地选取大直径压头。当试样尺寸允许时，应优先选用直径10 mm的球压头进行试验。 试样应稳固地放置于试台上。试样背面和试台之间应清洁和无外界污物(氧化皮、油、灰尘等)。将试样牢固地放置在试台上
9、，保证在试验过程中不发生位移是非常重要的。,使压头与试样表面接触，无冲击和振动地垂直于试验面施加试验力，直至达到规定试验力值。从加力开始至全部试验力施加完毕的时间应在2s8s之间。试验力保持时间为10s 15s。对于要求试验力保持时间较长的材料，试验力保持时间允许误差应在2s以内。 在整个试验期间，硬度计不应受到影响试验结果的冲击和振动。 任一压痕中心距试样边缘距离至少应为压痕平均直径的2.5倍；两相邻压痕中心间距离至少应为压痕平均直径的3倍。 应在两相互垂直方向测量压痕直径。用两个读数的平均值计算布氏硬度，或按GB/T 231.4-2009金属材料 布氏硬度试验 第4部分：硬度值表查得布氏硬度值。对于自动测量装置，可采用等间隔多次测量的平均值。,
