钢筋小结.docx
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钢筋小结
小结
1.与钢筋力学性能试验有关的标准、规范、规程有哪些?
答:
《钢筋混凝土用钢第2部分:
热轧带肋钢筋》(GB1499.2-2007)
《钢筋混凝土用钢第1部分:
热轧光圆钢筋》(GB1499.1-2008)
《低碳钢热轧圆盘条》(GB/T701-2008)
《钢筋混凝土用余热处理钢筋》(GB13014-1991)
《冷轧带肋钢筋》(GB13788-2008)
《预应力混凝土用热处理钢筋》(GB4463-1984)
《碳素结构钢》(GB/T700-2006)
《金属材料室温拉伸试验方法》(GB/T228-2002)
《金属材料弯曲试验方法》(GB/T232-1999)
《金属材料线材反复弯曲试验方法》(GB/T238-2002)
《钢筋混凝土用钢筋弯曲和反向弯曲试验方法》YB/T5126-2003
《金属洛氏硬度试验第1部分:
试验方法》(GB/T230.1-2009)
2.建筑钢材的力学性能有哪些?
答:
建筑钢材的力学性能主要有抗拉、冲击韧性和硬度等。
2.1抗拉性能
抗拉性能是建筑钢材的重要性能,由拉力试验所测得的屈服强度、抗拉强度和伸长率是钢材重要的技术指标。
建筑钢材的抗拉性能,可通过下图:
一般低碳钢受拉的应力---应变图例来阐明。
σ=P/A
ⅠⅡⅢⅣ
D
E
C上
C
BC下
A
比例极限
弹性极限
屈服极限
强度极限
ε=ΔL/L
O (低碳钢的应力――应变图)
图中明显的可划分为:
Ⅰ弹性阶段(O→B);Ⅱ屈服阶段(B→C);Ⅲ强化阶段(C→D);Ⅳ颈缩阶段(D→E)四个阶段。
①在OB段内卸去外力后,试件能恢复原来的长度,这种性质叫弹性,这时的变形叫弹性变形,OB阶段叫做弹性阶段,对应于B点的应力叫弹性极限,在弹性变形阶段内,当应力和应变成正比时的极限应力如OA段A点对应的应力称为比例极限,通常弹性极限和比例极限两者很接近有时就不把他们加以区别。
②当应力超过弹性极限后,应力与应变不再成正比关系,此时应力不再增加,但应变却迅速增加,说明材料暂时失去抵抗变形能力,这种现象称为屈服,这个阶段BC叫做屈服阶段,此时若卸去外力,试件不能恢复原长,这种性质叫塑性,不能恢复的变形叫塑性变形,在屈服阶段接近水平的锯齿线上,拉力上下波动很大,其最高点C上称为屈服上限,最低点C下为屈服下限,对应C下点的应力,称为屈服极限,也叫屈服强度或屈服点。
③钢材受力达到屈服点以后,变形即迅速发展,尽管尚未破坏,但已不能满足使用要求,故设计中一般以屈服点作为强度取值的依据。
从图中CD曲线逐步上升可以看出,试件在屈服阶段以后,其抵抗塑性变形的能力又重新提高,故称强化阶段,对应于最高点D的应力叫强度极限又叫抗拉强度。
④达到顶点D之后,应变加大,应力逐渐下降在试件的某一部位,断面开始显著缩小,称为颈缩现象,最后在E点断裂,曲线DE又称颈缩断裂阶段。
⑤延伸率和断面收缩率
试件受拉断裂后总伸长的长度同原始长度之比值的百分率称延伸率。
它表示钢材在发生断裂时所能承受永久变形的能力。
试件断口处断面缩小的面积同原截面面积之比值的百分率叫做断面收缩率。
钢材的屈服点(强度)、抗拉强度和伸长率是确定钢号的主要技术指标。
2.2冷弯性能
在常温情况下,钢材能承受弯曲的程度称为冷弯性能。
冷弯就是将钢材试样在规定的弯心(弯心直径根据试件厚度或直径的倍数而定)进行试验,冷弯到180o或90o,检查在弯曲处外面及侧面有无裂缝、鳞落、断裂等情况。
冷弯是建筑钢材的重要工艺性能指标,也是检验钢材塑性的一种方法,冷弯和伸长率指标都是反映钢材塑性的,冷弯试验还有助于暴露钢材的某些内在缺陷,如气孔、杂质裂纹、局部脆性等,所以冷弯试验对钢材塑性的评定更加严格,也更加敏感。
对于弯曲成形的钢材和重要结构的钢材,冷弯性能必须合格。
2.3冲击韧性
冲击韧性是指钢材抵抗冲击荷载的能力,冲击韧性指标是通过标准
试件的弯曲冲击韧性试验来确定,它综合地反映了强度和塑性等方面的性能,也是评定钢材冷脆性的一项指标,因此对于直接承受动荷载而且可能在负温下工作的重要结构,必须按照有关规范要求进行钢材冲击韧性检验。
2.4硬度
钢材的硬度是衡量钢材软硬的一个指标,它表示抵抗其他较硬物体
压入的能力。
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(HB),洛氏硬度(HR)和维氏硬度(HV)。
硬度常用于检查钢材质量和确定合理的加工工艺。
3.钢筋力学及工艺性能试验的取样和数量有哪些规定?
答:
⑴钢筋应以同厂别、同炉号、同级别、同规格、同一进场时间每60t为一验收批,不足60t时,亦按一验收批。
⑵每一验收批中取试样一组(两根拉力、两根冷弯、一根化学成分分析)。
⑶取样方法
①试样应从两根钢筋中截取:
每一根钢筋截取一拉力试件、一冷弯试件,其中一根再截取一部分作为化学分析试件。
低碳钢热轧盘条冷弯试件应取自不同盘。
②试件在每根钢筋距端头不小于50cm处截取。
③拉力试件长度:
≮(5d0+200)mm。
低碳钢热轧盘条拉力试件长度:
≮(10d0+200)mm。
④冷弯试件长度:
5d0+150mm。
⑤化学试件长度:
适宜。
注:
d0为标距部分的钢筋直径。
4.钢筋力学与工艺性能常规试验项目有哪些?
如何试验?
答:
⑴常规试验项目
①拉伸试验(屈服点或屈服强度、抗拉强度、延伸率);
②弯曲试验;
③反向弯曲试验。
⑵试验方法
①拉伸试验
A.主要实验设备
拉伸试验的主要设备是试验机,对试验机有如下要求:
a.各种类型试验机均可使用,试验误差应符合JJG139—1999《拉力、压力和万能材料试验机检定规则》的Ⅰ级试验机要求。
b.试验机应备有调速指示装置,试验时能在标准规定的速度范围内灵活调节。
c.试验机应具有记录或显示装置,能满足测定力学性能的要求。
d.试样机应由计量部门定期进行检定。
试验时所使用力的范围应在检定范围内。
B.试样截面尺寸的确定
圆形试样截面直径应在标距的两端及中间处两个相互垂直的方向上各测一次,取其算术平均值,选用三处测得的横截面积中最小值,横截面积按下式计算:
计算结果修约到四位有效数字。
S0=
πdo2
计算钢筋强度用截面面积采用公称横截面积。
C.带肋钢筋计算强度用截面面积采用下表所列公称横截面面积。
钢筋的公称横截面面积与理论质量表
公称直径(mm)
公称横截面面积(mm2)
理论质量(kg/m)
6
8
10
12
14
16
18
20
22
25
28
32
36
40
50
28.27
50.27
78.54
113.1
153.9
201.1
254.5
314.2
380.1
490.9
615.8
804.2
1018
1257
1964
0.222
0.359
0.617
0.888
1.21
1.58
2.00
2.47
2.98
3.85
4.83
6.31
7.99
9.87
15.42
注:
表中理论质量按密度为7.85g/cm3计算。
D.试样标距长度及引伸计基础长度的标志:
a.对于测定伸长率的试样,应在其平行部分表面,选用小冲点、细划线或有颜色的记号作出两个标记或一系列等分格的标记,以标明标距长度。
b.对于安装引伸计的试样,可在其平行部分表面上做出两个细划痕,使其间距等于引伸计的基础长度。
c.试验前后试样标距长度或引伸计基础长度的标记及测量均应精确到0.1mm。
d带肋钢筋最大力下的总伸长率δgt的检验,除按下表规定采用GB/T228的有关试验方法外,也可采用最大力下总伸长率的测定方法。
带肋钢筋每批的检验项目、取样和试验方法表
序号
检验项目
取样数量
取样方法
试验方法
1
化学成分(熔炼分析)
1
GB/T20066
GB/T223GB/T4336
2
拉伸
2
任选两根钢筋切取
GB/T228
GB1499.2中8.2条
3
弯曲
2
任选两根钢筋切取
GB/T232
GB1499.2中8.2条
4
反向弯曲
1
YB/T5126
GB1499.2中8.2条
5
尺寸
逐支
GB1499.2中8.3条
6
表面
逐支
目视
7
质量偏差
GB1499.2中8.4条
8
晶粒度
2
任选两根钢筋切取
GB/T6394
注:
对化学分析和拉伸试验结果有争议时,仲裁试验分别按GB/T223、GB/T228进行。
E.带肋钢筋的反向弯曲试验时,经正向弯曲后的试样,应在100℃温度
保温不少于30min,经自然冷却后再反向弯曲。
当供方能保证钢筋经
人工时效后的反向弯曲性能时,正向弯曲后的试样亦可在室温下直接
进行反向弯曲。
F.带肋钢筋尺寸测量,内径的测量应精确到0.1mm,肋高度的测量采
用测量同一截面两侧肋高度平均值的方法,即测取钢筋的最大外径减
去该处内径,所得数值的一半为该处肋高度,应精确到0.1mm。
G屈服点测定
对有明显屈服现象的材料,其屈服点可借助于试验机测力度盘的指
针或拉伸曲线来确定。
a.指针法:
当测力度盘上的指针停止转动的恒定负荷或第一回转的最
小负荷即为所求的屈服点负荷。
b.图示法:
在拉伸曲线上找出屈服平台的恒定负荷或第一次下降的
最小负荷即为所求的屈服点负荷。
屈服前,应力增加速度为10MPa/s(在不影响试样性能情况下,允许
采用10~30MPa/s的应力增加速度)。
屈服后,试验机活动夹头在负荷下移动速度为不大于0.5L/min,试
验应在(20±10)℃的温度下进行,如试验温度超出这一范围,应在
试验记录和报告中予以说明。
H.抗拉强度测定
向试件连续施荷直至破坏,由测力度盘或拉伸曲线上读出最大力
Fb,计算出抗拉强度。
I.伸长率的测定
断后标距部分长度L1的测量:
将试样拉断后的两段在拉断处紧密
对接起来,尽量使其轴线位于一条直线上。
如拉断处由于各种原因形
成缝隙,则此缝隙应计入试样拉断后的标距部分长度内。
L1用下述方
法之一测定。
直测法:
在拉断处到邻近标距端头的距离大于(1/3)L0时,可直
接测量两测点间的距离。
移位法:
在拉断处到邻近的标距端点的距离小于或等于(1/3)L0
时,按直测法测量求出的伸长率不能达到技术条件之规定时应采用移
位法测量(见教材P325图例)。
J.钢筋在最大力下总伸长率的测定方法
a.试样
a.1长度
试样夹具之间的最小自由长度应符合下列要求:
d≤25mm时350mm
25mm<d≤32mm时400mm
32mm<d≤50mm时500mm
a.2原始标距的标记和测量
在试样自由长度范围内,均匀划分为10mm或5mm的等间距标记,标记的划分和测量应符合GB/T228的有关要求。
b.拉伸试验
按GB/T228的规定进行拉伸试验,直至试样断裂。
c.断裂后的测量
选择X和Y两个标记,这两个标记之间的距离在拉伸试验之前至
少应为100mm。
两个标记都应该位于夹具离断裂点最远的一侧。
两个
标记离开夹具的距离都应不小于20mm或钢筋公称直径d(取二者之较
大值);两个标记与断裂点之间的距离应不小于50mm,或2d(取二者之
较大者)。
(见教材P325图例)
②弯曲试验
A.弯曲直径(d)必须符合(GB1499.1和GB1499.2中规定。
B.达到规定的角度。
C.两支持辊间的距离约等于L=(d+3a)±0.5a确定并安装牢固。
D.弯曲试验可用压力机、特殊试验机、万能试验机或圆口老虎钳等设备进行。
试验过程中应平衡地对试样施加压力。
③反向弯曲试验
反向弯曲试验的弯心直径比弯曲试验相应增加一个钢筋直径。
先正向弯曲90o后反向弯曲20o。
两个弯曲角度均应在去载之前测量,经反向弯曲试验后,钢筋受弯曲部位表面不得产生裂纹。
5.钢筋力学性能必试项目试验结果如何计算?
答:
⑴屈服点试验计算:
σs=FS/SO
式中σs—屈服点,MPa;
FS—屈服荷载,N;
SO—受拉面积,mm2。
⑵抗拉强度试验计算:
σb=FS/SO
式中σb—抗拉强度,MPa;
FS—破坏荷载,N;
SO—受拉面积,mm2。
⑶伸长率试验计算
δ=【(L1-LO)/LO】×100%
式中δ—伸长率,%;
LO—原始标距长度,mm;
L1—断后标距部分长度,mm。
⑷总伸长率计算
在最大力作用下试样总伸长率δgt(%)可按下式计算:
δgt=[(L-LO)/LO+σb/E]×100
式中L—断裂后的距离,mm;
LO—试验前同样标记间的距离,mm;
σb—抗拉强度,MPa;
E—弹性模量,其值可取为2×105MPa。
⑸测定性能数值的修约应符合下表的规定
测试项目
范围
(修约间隔)修约到
σs
≤200N/mm2
1N/mm2
σb
>200N/mm2~1000N/mm2
5N/mm2
>1000N/mm2
10N/mm2
δ,δgt
0.5%
6.钢筋力学性能试验结果如何评定?
答:
⑴拉力试验评定
①屈服点(强度)、抗拉强度、伸长率应符合《GB1499.1/GB1499.2》中的规定;
②若试验出现下列情况之一试验结果无效,并应补做试验。
a.试样断在机械刻划的标记上或标距外造成性能不合格;
b.试验由于操作不当,如试样夹偏而造成性能不符合规定要求;
c.试验后试样出现两个或两个以上缩颈;
d.试验中记录有误或设备仪器发生故障影响结果准确性。
⑵弯曲试验评定
弯曲后检查试样弯曲处的外面及侧面,在有关标准未做具体规定的情况下,一般如无裂缝、裂断或起层即认为试验合格。
⑶如以上二项(拉力、冷弯)中某一项试验结果不符合标准要求,则从同一批中再取双倍数量的试样进行该不合格项目的复检(包括该项试验所要求的任一指标),复检结果即使有一个指标不合格,则该批视为不合格。
⑷根据《GB1499.1/GB1499.2》的标准,按委托单位来样提供的钢筋牌号及强度等级进行评定,评定结果不得高于委托单位来样的强度等级。
7.钢的主要元素对其性质的影响如何?
答:
⑴碳:
是钢铁中的主要元素,它对钢铁的性能有决定性的作用。
碳在钢中大部分以化和状态存在,如碳化铁(Fe3C)、碳化锰(Mn3C)等。
含碳量增加,会提高钢的屈服点,抗拉强度及硬度,但伸长率及冲击韧性则降低,耐腐蚀性下降,可焊性变差。
⑵磷:
磷是钢铁中的有害杂质。
它在钢中会显著降低钢的塑性及冲击韧性,在低温下使钢变脆,称为冷脆性,磷在钢中以固溶体及Fe3P夹杂物的形式存在。
⑶硫:
硫是钢铁中的有害杂质。
它使钢在热机械加工时产生裂缝而破坏,称为热脆性,会降低钢的耐磨性和可焊性。
硫在钢中通常以FeS夹杂物的形式存在。
⑷硅:
硅是炼钢时为了脱氧而有意加入的,它进入铁素体中使其强化,能显著提高钢的强度极限,并在较小的程度上提高其屈服极限。
含硅量在小于2.0%以下时,对钢的塑性影响不大,但显著降低其韧性。
硅还能防止大量的偏析,提高抗腐蚀能力,因而能改善钢的质量。
⑸锰:
锰是炼钢时为了脱氧和去硫而有意加入的,锰可以形成碳化物,但大部分进入铁素体使其强化,从而显著提高其强度和硬度,并降低钢的热脆性。
8.与钢筋焊接试验有关的标准、规范、规程、规定有哪些?
答:
《钢筋焊接及验收规程》(JGJ18-2003)
《钢筋焊接接头试验方法标准》(JGJ/T27-2001)
《焊接接头冲击试验方法》GB/T2650-2008
《焊接接头拉伸试验方法》GB/T2651-2008
《焊缝及熔敷金属拉伸试验方法》GB/T2652-2008
《焊接接头弯曲试验方法》GB/T2653-2008
《焊接接头硬度试验方法》GB/T2654-2008
《钢筋气压焊》(GB12219-1989)
《钢筋混凝土用钢第2部分:
热轧带肋钢筋》(GB1499.2-2007)
《钢筋混凝土用钢第1部分:
热轧光圆钢筋》(GB1499.1-2008)
《铁路混凝土与砌体工程施工质量验收规范》(TB10210-2001)
《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002
9.钢筋焊接方法有几种?
答:
钢筋的焊接方法一般有:
⑴电阻点焊;
⑵闪光对焊;
⑶电弧焊(包括搭接焊、帮条焊、坡口焊和熔槽帮条焊);
⑷电渣压力焊;
⑸预埋件钢筋埋弧压力焊;
⑹气压焊;
⑺负温焊接。
10.焊接钢筋试件的取样方法和数量有哪些规定?
答:
钢筋焊接前,必须根据施工条件进行试焊合格后方可施焊。
焊工必须有焊工考试合格证,并在规定的范围内进行焊接操作。
⑴焊接骨架、焊接网
①凡钢筋级别、直径及尺寸相同的焊接骨架应视为同一类型制品,且每200件作为一批,一周内不足200件的亦按一批计,焊接网每批不应大于30t或200件为一批,一周内不足30t或200件亦应按一批计。
②外观检查按同一类型制品分批检查,骨架焊接每批抽查10%;焊接网抽查5%,均且不得少于3件。
③力学性能试验的试件,应从每批成品中切取。
当所切取试件的尺寸小于规定的试件尺寸时,或受力钢筋直径大于8mm时,可在生产过程中焊接试验用网片,从中切取试件,抗剪试件纵筋长度应大于或等于290mm,横筋长度应大于或等于50mm。
拉伸试件纵筋长度应大于或等于300mm。
由几种钢筋直径组合的焊接骨架,应对每种组合作力学性能试验。
④冷轧带肋钢筋或冷拨低碳钢丝的焊点应作拉伸试验,两夹头之间的距离不应小于20倍试件受拉钢筋的直径,且不小于180mm;对于双根钢筋,非受拉钢筋应在离交叉焊点约20mm处切断,试件数量应为纵向钢筋1个,横向钢筋1个。
⑤弯曲试验试件,在单根钢筋焊接网中,应取钢筋直径较大的1根;双根钢筋焊接网中,应取双根钢筋中的一根;试件长度应大于或等于200mm;弯曲试件的受弯曲部位与交叉点的距离应大于或等于25mm;试件数量应为纵向、横向钢筋各1个,弯曲至180o时;其外侧不得出现横向裂纹。
⑥热轧钢筋、冷轧带肋钢筋或冷拨低碳钢丝的焊点应作为抗剪试验,数量一组3个。
⑵钢筋闪光对焊接头
①钢筋加工单位:
同一工作班内,同一焊工,同一钢筋级别规格,同一焊接参数,每300个接头为一验收批;当同一工作班的焊接接头数量较少可在一周内累计计算,累计不足300个接头时,应按一批计算。
②外观检查的接头数量,应从每批中抽查10%,且不得少于10个
③铁路工程:
采用闪光对焊接头时,应在同一钢筋级别规格、同一焊接参数,每200个接头为一验收批,不足200个接头时亦按一批计算。
④每一验收批成品中切取一组6个试样(3个拉力试件、3个弯曲试件).
⑤取样方法
a.试件从每批成品中切取.
b.焊接等长的预应力钢筋(包括螺丝端杆与钢筋的焊接接头),可按
生产条件制成模拟试件。
c.模拟试验结果不符合要求时,复验应从成品中切取试件,取样数
量和要求与初试时相同。
⑶钢筋电弧焊接头
①钢筋加工单位:
同一焊工、同一钢筋级别、规格、同一类型接头,每300个接头为一验收批,不足300个接头时,则按一批计算。
②施工现场:
每一单位工程、同一焊工、同一钢筋级别、规格,同一类型接头,同一焊接部位,每200个接头为一验收批,不足200个接头时,亦按一批计算。
③在现场安装条件下,每一至二楼层中以300个同接头类型,同钢筋级别的接头作为一批,不足300个时亦作为一批。
④每一验收批取样一组(3个试件)进行拉伸试验。
⑤取样方法
a.试件应从每批成品中切取。
b.对于装配式结构,节点的钢筋焊接接头,可按生产条件制作模拟试件。
c.模拟试验结果不符合要求时,复验应从成品中切取试件其数量与初始相同。
⑷钢筋电渣压力焊
①在一般构筑物中,同钢筋级别、同规格的同类型接头每300个接头为一验收批,不足300个接头时,亦按一验收批。
②在现浇钢筋混凝土多层结构中,应以每一楼层或施工区段的同一钢筋级别,同一规格的同类型接头每300个接头为一验收批,不足300个接头时,亦按一批计算。
③每一验收批取试样一组(3个试件)进行拉力试验。
④取样方法
a.试件应从成品中切取。
b.若试验结果不符合要求时,应取双倍数量的试件进行复试。
⑸予埋件钢筋T型接头埋弧压力焊:
①以每300件同类型产品为一验收批,不足300件时,亦按一批计算。
②一周内连续焊接时,可以累计计算,每300件同类型产品为一验
收批,不足300件时,亦按一批计算。
③每一验收批取试样一组(3个试件)进行拉力试验。
④取样方法
a.试件应从每批成品中切取。
b.若从成品中取得试件尺寸过小,不能满足试验要求时,可按生产
条件制作模拟试件。
c.试验结果不符合要求时,应取双倍数量的试件进行复验。
⑹其他焊接种类的质量检查验收可参照JGJ18—2003《钢筋焊接及验收规程》进行。
11.焊接钢筋常规试验有哪些?
如何试验?
答:
⑴试验项目(按焊接种类划分)
①点焊(焊接骨架和焊接网片):
抗剪试验及抗拉试验。
②闪光对焊:
抗拉试验及冷弯试验。
③电弧焊接头:
抗拉试验。
④电渣压力焊:
抗拉试验。
⑤预埋件T型接头埋弧压力焊:
抗拉试验。
⑵试验方法及计算(见教材P335中10.4.3节).
12.焊接钢筋试验结果如何评定?
答:
按焊接种类分别评定如下
⑴点焊(焊接骨架和焊接网片):
1热轧钢筋焊点应做抗剪试验,试件为3件,试验结果应符合
下表的规定。
②冷拔低碳钢丝焊点,除做抗剪试验外,还应对较小的钢丝做拉伸试验,试件各位3件。
抗剪结果应符合下表的规定。
拉伸结果不应低于冷拔低碳钢丝乙级的规定值。
③试验结果:
如有一个试件达不到上述要求时,则取双倍数量的试件进行复试,若仍有一个试件达不到上述要求时,则该批制品即为不合格品。
焊接骨架焊点抗剪力指标(N)表
项次
钢筋级别
较小—直径(mm)
34566.581012
14
1
2
3
Ⅰ级
Ⅱ级
冷拔低碳钢丝
2530
4490
7020
6664
7800
11810
16840
18460
26310
26580
37890
36170
51560
⑵钢筋闪光对焊接头
①抗拉强度
a.三个试件的抗拉强度均不得低于该级别钢筋的规定.
b.至少有两个试件断于焊缝之外,并成塑性断裂。
c.当检验结果有一个试件的抗拉强度低于规定指标,或有两个试件在焊缝或热影响区发生脆性断裂时,应取双倍数量的试件进行复检。
复检结果,若仍有一个试件的抗拉强度低于规定指标,或有三个试件呈脆性断裂,则该批接头即为不合格。
d.模拟试件的检验结果不符合要求时,复验应从成品中切取试件,其数量和要求与初试时相同。
e.预应力钢筋与螺丝端杆对焊接头只做拉伸试验,但要求全部试件断于焊缝之外,并呈塑性断