钢筋讲义

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1、建 筑 钢 材,中铁六局检测中心 吕 亮 二O一一年三月,内容简介,建筑钢材的分类 定义 原材的拉伸和弯曲试验方法，注意事项 焊接钢筋的试验方法 计算、判定、检验依据,分类,钢的分类方法较多,可按冶炼方法,浇注时脱氧程度,化学成分和用途等进行分类。其中以化学成分、用途分类较为广范。 按化学成分分类：碳素钢和合金钢。,根据钢中的含碳量不同，可分为：,低碳钢（C0.25%）,中碳钢（0.25-0.60%），高碳钢（C0.60%）。 合金钢： 按合金元素不同，分为：低合金钢（含量），中合金钢（含量为）高合金钢（含量）。 按照磷、硫等杂质含量不同，分为：普通低合金钢（、均.），优质合金钢（、均.），高

2、级优质合金钢（、均.）。,按品质分类,根据钢中所含杂质的多少分为：普通钢（包含甲类、乙类、特类）、优质钢和高级优质钢三类。 高级优质钢主要是控制硫含量在.，磷含量控制在.以内。,按用途分类,钢的用途与其形状有关，所以按用途分类实际上是按形状分类。建筑用钢材的形状主要有型材、棒材（或线材）和异型材。 型材：主要包括型钢（工字钢、槽钢、角钢等）和钢板。 棒材：主要包括钢筋、盘条、钢丝、钢绞线等。 异型材：是为特殊用途而制作的，如：锚具、夹具和异性钢梁等。,建筑钢材的主要力学和工艺性能,强度 :强度是钢材力学性能的主要指标，包括屈服强度和抗拉强度。 (1) 屈服强度也称屈服极限，它是钢材开始丧失对变

3、形的抵抗能力，并开始产生大量塑性变形时所对应的应力。中碳钢和高碳钢没有明显的屈服过程，通常以产生.残余变形时的应力作为屈服强度。 (2) 抗拉强度是钢材所能承受的最大拉应力。即当拉应力达到强度极限时，钢材完全丧失了对变形的抵抗能力而断裂。 (3) 强屈比是抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比值，通常用来比较结构的可靠性和钢材的有效利用率。强屈比越大，机构可靠性越高，即延缓结构损伤程度的潜力越大，但比值太大，则钢材的有效利用率太低。规定对一、二级抗震框架结构，其纵向受力钢筋的强屈比不应小于.,屈标比是屈服强度实测值与屈服强度标准值的比值，它能够在一定程度上反映刚才的塑性和变形能力。屈标比应当大于.

4、，屈服强度才合格，但比值太大，塑性和变形能力就越差。 混凝土结构工程施工质量验收规范规定对一、二级抗震框架结构，其纵向受力钢筋的屈标比不应大于.。,塑性,塑性是钢材在受力破坏前可以经受永久变形的性能，通常用伸长率和断面收缩率表示。 伸长率是钢材受拉发生断裂时所能承受的永久变形能力，是试件拉断后标距长度的增量与原标距长度之比，以百分数表示。 断面收缩率是指试件拉断后缩颈处横断面积的最大缩减量占原横断面积的百分率。,冷弯性能 、硬度,冷弯性能钢材在常温条件下承受规定弯曲程度的弯曲变形能力，并可在弯曲中显示钢材缺陷的一种工艺性能。规定试件在规定的弯曲角度、弯心直径及反复弯曲次数条件下，试件弯曲处不产

5、生裂纹、断裂和起层脱皮等现象时，即认为合格。 硬度是钢材抵抗其他较硬物体压入的能力，实际上硬度为钢材抵抗塑性变形的能力。测定钢材硬度常用的方法有布氏法、洛氏法和维氏法，相应的作为硬度指标有布氏硬度（）、洛氏硬度（）、维氏硬度（）。,冲击韧性、耐疲劳性,钢材的冲击韧性是指钢材在冲击载荷作用下断裂时吸收能量的能力，它是衡量钢材抵抗脆性破坏的力学性能指标。 钢材若在交变应力（随时间作周期性交替变更的应力）的反复作用下，往往在工作应力远小于抗拉强度时发生骤然断裂，这种现象称为“疲劳破坏”。钢材抵抗疲劳破坏的能力称为耐疲劳性。,冷加工 、热处理 、焊接性,将钢筋在常温下进行冷拉、冷拔或冷轧时产生塑性变形

6、从而提高强度，这个过程称为冷加工强化处理。 指用加热和冷却方法改变金属的组织，降低硬度，提高塑性。 焊接性是指钢材的连接部分焊接后力学性能不低于焊件本身，以防止产生硬化脆裂、退火和内应力过大等现象。,钢筋取样及样品制备,(1)批量规定 钢筋应按批进行检查和验收，每批由同一牌号、同一炉罐号、同一尺寸的钢筋组成。每批重量通常不大于60t。超过60t部分，每增加40t（或不足40t的余数），增加一个拉伸试验试件和一个弯曲试验试件（GB1499.1-2008 9.2.2.1),(2)试件数量 每批钢筋取试件一组，试件数量符合表.的规定。 表. 钢筋取样频率表,（3）取样方法 凡是拉伸和冷弯均取两个试件

7、的，应从任意两根钢筋中截取，每根钢筋取一根拉伸试件和一根弯曲试件。 取样时，应首先在钢筋或盘条的端部至少截去，然后切取试件。 试件长度：拉伸试件 ，冷弯试件。 =试样夹具之间的最小自由长度,钢筋拉伸试验 金属材料 室温拉伸试验方法GB/T228-2002,试验一般在室温10-35范围内进行，对温度要求严格的试验，试验温度应为235 弹性阶段 屈服阶段 强化阶段 颈缩阶段 ,检测目的：,依据材质标准的规定，通过试验求得屈服强度，抗拉强度，伸长率等指标，确认钢筋的拉伸力学性能，是否符合有关技术标准的规定，评定钢筋力学性能是否合格。,试验准备工作,（1）检测人员上岗资格准备 从事铁路试验的人员应经过

8、培训考核合格，持有相应上岗证件。 （2）试验样品准备 组批方法、抽样方法和试件数量应符合规定，具有代表性。 样品应有抽样单（或委托单），送抵试验室后应检查验收，复核样品的长度、直径（厚度），检查外观、标识，进行样品描述，并做好记录。 在试验检测开始前将样品提前放入检测室内，使试样温度与检测室温度保持一致。,（3）试验仪器设备准备 选择拉力或万能试验机，准确度应为级或优于级，并经计量检定合格。预估试样的屈服荷载和极限荷载，选择度盘并加砣，使试验荷载在度盘示值范围的20%80%之间。 根据选择的度盘，调整缓冲阀至合适位置。 检查试验机的阀门、夹具、平衡砣、指针丝杆等，如无异常，启动试验机，进行试运

9、转。 将试验机活动夹头部分升起12cm，关闭送油阀和回油阀，初步调整指针至零。 试验开始前，应记录所使用的试验机的规格型号、精度、分度值、管理编号和设备性能状况。,（4）检测环境条件准备 试验一般在1035范围内进行，对温度要求严格的试验，检测室温度应为235。试验开始前，应检查检测室温度，并做好记录。 （5）检测方法标准准备 试验工作开始前应当核对委托方所要求采用的检测方法标准和检测结果评定标准，将其备齐，交检测人员作为进行检测和评定的依据。 （6）检测记录表格准备 检测记录是试验工作的最原始的资料。检测记录应当有统一的格式，其内容应包含有足够的信息，以保证检测结果能够再现。,试验操作方法,

10、（1）试样夹持和调零。启动试验机，将活动夹头部分升起到适当位置，将试样夹持在活动夹头之中。然后关闭送油阀和回油阀，调整试验机指针至零。再调整试验机两个夹头之间的距离，把试样的另一端夹持在试验机的固定夹头之中。夹持好的式样应确保承受轴向拉力的作用。,（2）上屈服强度（ReH）和下屈服强度（ReL）的测定。 a试验速率的规定：测定上屈服强度：在弹性范围内及直至上屈服强度，试验机夹头的分离速率应尽可能保持恒定并在表10.13规定的应力速率的范围内。 表10.13,例1：HPB300，14mm应力速率应控制在：153.9mm26/ mm2s-1 =923.4 Ns-10.92KNs-1 153.9mm

11、260/ mm2s-1 =9230.4 Ns-19.2KNs-1 钢筋的拉伸速率应控制在：0.929.2 KNs-1。,测定下屈服强度:在试样平行长度的屈服期间应变速率应在0.00025/s0.0025/s之间。平行长度内的应变速率应尽可能保持恒定。如果不能直接调节这一应变速率，应通过调节屈服即将开始前的应力速率来将其固定，在屈服完成之前不再调节试验机的控制。在任何情况下，弹性范围内的应力速率不得超过表10.13规定的最大速率。,b图解方法测定上（下）屈服强度：试验时记录力-延伸曲线或力-位移曲线。从曲线图读取力首次下降前的最大力和不计初始瞬时效应时屈服阶段中的最小力或屈服平台的恒定力。 将其

12、分别除以试样原始面积（S0）得到上屈服强度和下屈服强度。仲裁试验采用图解方法。,c指针方法测定上（下）屈服强度：试验时，读取测力度盘指针首次回转前指示的最大力和不计初始瞬时效应时屈服阶段中指示的最小力或首次停止转动指示的恒定力。将其分别除以试样原始面积（S0）得到上屈服强度和下屈服强度。 d可以使用自动装置（例如微处理机等）或自动测试系统测定上屈服强度和下屈服强度，可以不绘制拉伸曲线图。,（3）抗拉强度（Rm）的测定。 a试验速率的规定：在塑性范围内，平行长度的应变速率不应超过0.008/s。如果试验不包括屈服强度的测定，在弹性范围内，试验机的速率可以达到试验速率可以达到塑性范围内允许的最大速

13、率。 b抗拉强度可以采用图解法或指针法测定。对于有明显屈服现象的金属材料，从记录的力-延伸曲线或力-位移曲线图，或从测力度盘读取过了屈服阶段后的最大力；对于没有明显屈服现象的金属材料，从记录的力-延伸或力-位移曲线图，或从测力表盘读取试验过程中的最大力。,（4）断后伸长率的测定 将试样断裂的部分仔细地配接在一起使其轴线处于同一直线上，并采取特别措施确保试样断裂部分适当接触，使用分辨力优于0.1mm的量具或测量装置测定断后标距（Lu），准确到0.25mm。 原则上只有断裂处与最接近的标距标记的距离不小于原始标距的三分之一情况方为有效。但断后伸长率大于或等于规定值，不管断裂位置处于何处测量均为有效

14、。,试验结束后,试验完毕后，要关闭电源，取下摆砣，擦拭仪器，将试验机活动夹头部分降落到适当位置。按照试验室管理规定保管或处理检验后的样品，记录仪器设备的使用时间和用后仪器设备的性能状况。,抗拉强度按下式计算，数据修约到5MPa。 b=F/S(MPa) 例2计算：HRB335,28，615.8mm2，原始标矩长：140mm，断后标矩长：170.25mm，175.50mm， 屈服点：224 kN，230 kN，极限荷载：344 kN，341 KN，试计算：屈服强度，极限强度，伸长率？并判断结果？ 计算: b=F/S(MPa) L=LU-L0/L0100%(修约至0.5%) 数据修约的规定:200

15、MPa -1000 MPa,修约至5 MPa。 伸长率：修约至0.5%。,试验结果的处理：,如果一组（1根或若干根）拉伸试样中，每根试样的所有试验结果都符合产品标准的规定，则判定该组试样拉伸试验合格。 如果有一根试样的某一项指标（屈服强度、抗拉强度或伸长率）试验结果不符合产品标准的规定，则应加倍取样，重新检测全部拉伸试验指标。如果仍有一根试样的某一项指标不符合规定，则判定该组试样拉伸试验不合格。 当试样断在标距外或断在机械刻划的标距标记上，而且断后伸长率小于规定最小值，或者试验期间设备发生故障，影响了试验结果，则试验结果无效，应重做同样数量试样的试验。 试验后试样出现两个或两个以上的缩颈以及显示出肉眼可见的冶金缺陷（例如分层、气泡、夹渣、缩孔等），应在试验记录和报告中注明。,金属材料 弯曲试验方法GB/T2321999,试验目的： 钢筋的弯曲试验是建筑钢材的主要工艺性能试验，用以测定钢材在冷加工时承受变形的能力，是判定钢筋质量的重要指标之一。,试验设备： 万能材料试验机、弯曲试验机。 试验前的准备工作： 根据钢筋的种类、直径选择弯芯直径及冷弯冲头。 确定两辊间的距离，L=(d+3a)0.5a 式中：d-弯芯直径，a为试样直径,试验操作方法： （1）将试样放于两只辊上，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