建築鋼材力學效能試驗作業指導書

2022-05-04 18:21:03 字數 4399 閱讀 6617

1.適用範圍

本作業指導書適用於常用建築鋼材的物理力學力學效能試驗和鋼筋焊接接頭機械效能試驗。

2.執行標準

《金屬拉伸試驗方法》gb228—1987

《金屬彎曲試驗方法》gb232—1999

《鋼筋焊接接頭試驗方法標準》jgj/t27—2001

《鋼筋焊接及驗收規範》jgj18—96

3.拉伸試驗

3.1常用符號及定義

1)平行長度lc:試樣兩頭部或兩夾持部分(不帶頭試樣)之間的平行長度;

2)試樣標距:拉件試驗過程中以測量試樣伸長度;

3)原始標距lo:實驗前的標距;

4)斷後標距l1:試樣拉斷後,斷裂部分斷裂處對接在一起。使其軸線位於同一直線上時的標距;

5)規定非比例伸長應力δp:試樣標距部分的非比例伸長達到規定的原始標距百分比時的應力,表示此應力的符號應附以叫注說明,例如σp0.2、σp0.

01等分別表示規定非比例伸長率為0.2%和0.01%時的應力;

6)規定的殘餘伸長應力δr:試樣卸除拉伸力後,其標距部分的殘餘伸長達到規定的原始標距百分比時的應力。表示次應力的符號應附以角注說明,例如σr0.

2表示規定殘餘伸長裡女為0.2%時的應力;

7)屈服點σs:呈現屈服現象的金屬才力哦啊,試樣在實驗過程中力增加(保持恆定)仍能繼續伸長時的應力。如力發生下降,應區分上、下屈服點;

8)f屈服點—σsl:當不計初始瞬間時效應時屈服階段中的最小應力;

9)抗拉強度σb:試樣拉斷過程中最大力所對應的應力;

10)斷後伸長率δ:試樣拉斷後,標距的伸長與原始標距的百分比;

11)so:試樣原始橫截面積;

12)fsl:下屈服點力;

13)fb:最大力。

3.2試樣橫截面積

1)試樣原始橫截面積的測定。

①矩形試樣橫截面尺寸(寬度和厚度)應在標距和兩端及中間處測量,選用三處測量橫截面積中最小值。

②測量試樣原始橫截面尺寸的量具應滿足表3.2-1要求。

表3.2-1

③試樣原始橫截面積的計算值修約到三為有效數字,修約方法按gb8170-1987執行。

如有有關標準規定時,也可採用公稱尺寸計算的原始橫截面積及規定的有效數字位數

3.3試樣原始標距

1)拉伸試樣分為比例試樣和定標距兩種。

2)比例試樣表按公式lo=k√so計算而得,式中係數k通常為5.65或11.3,前者為短試樣,後者為常試樣,短試樣標距lo 等於5d。或5.65√s

長試樣標距lo 等於10d或11.3√so

3)比例試樣原始標距的計算值,對於短試樣應修約到最接近mm 的倍數,對於長試樣應修約到最接近10mm的倍數。如為中間數值向較大的一方修約。

3.4鋼材拉伸試驗加荷速度

1)在屈服過後的拉伸加荷速度實驗機兩夾頭的分離速率不超過0.5lc/min。

2)在屈服點之前的彈性能段,拉伸加荷速度,對於彈性模量大於150×105mpa/s,最大速率為30 mpa/s。即表3.4-1所示:

表3.4-1

3.5效能測定

1)屈服點的測定:有明顯屈服物件的金屬材料,應測定其屈服點、上屈服點或下屈服點,但有關標準或協議規定時,一般只測定去或下屈服點。用指標法測定屈服點和下屈服點,試驗時,當測力盤指標首次停止轉動的恆定力或不不計初始瞬時效應時屈服點階段最小力即為屈服點力或下屈服點力

屈服點按下式計算: δs=fs/so σb=fsl/so

2)抗拉強度的測定:試樣拉至斷裂,從測力度盤讀取最大力。抗拉強度按下式計算:σb=fb/so

3)斷後伸長率的測定:斷後標距l1的測量

①直測法:如拉斷處到最鄰近標距端點的距離大於1/3lo時,直接測量標距兩端間的距離。

②移位法:如拉斷處到最鄰近標距端點的距離小於或等於1/3lo時,則用移位法測定l1

③測量斷後標距的量具其最小刻度值應不大於0.1mm。

④斷後伸長率按下式計算δ=l1-lo/lo×100

⑤短、長比例試樣的斷後伸長率分別以符號δ5δ10表示。定標距試樣的斷後伸長率應附以該標距數值的角注,例如:lo=100mm,則以符號δ100mm表示。

4)σ0.2的測定:(逐級施力法)

一般對試樣施力至約為預期δ0.2的10%的力,然後裝上引申計,在相當於預期δ0.2的70~80%以內施加大等級力,以後施加小等級力。

施加時應保證準確讀取各級力值和伸長值。從各級力下的總伸長讀數減去計算得的彈性伸長,即為非比例伸長。施力直至得到的非比例伸長率等於或稍大於0.

2%為止。用內插法求出精確的力值fp0.2,然後按公式算δ0.

2; δ0.2=fp0.2/so

5)測定效能數值的修約:

測得效能數值按下錶3.5-1規定進行修約,修約的方法按gb8170-87 《數值修約規定》執行。

表3.5-1

6)試驗結果處理

①試驗出現下列情況之一者,試驗結果無效。

試樣斷在機械刻劃的標記上或標距外,造成效能不合格;

操作不當;

試驗記錄有誤或裝置發生故障影響試驗結果。

②有試驗記過無效作廢室,應補做同樣數量試樣的試驗。

4.彎曲試驗

4.1金屬冷彎試驗

1)冷彎試驗可在壓力機或萬能試驗機上進行。厚度大於4mm的樣式,可在臺虎鉗上進行彎曲試驗。

2)冷彎試驗的彎曲角度按有關標準執行。

彎心直徑及試驗時兩支承輥的淨距如下表所示

3)彎心直徑必須符合有關標準的規定,彎心寬度必須大於試樣的寬度或直徑,兩支承輥間的距離為(d+3a)±0.5a。

4)彎曲後,按有關規定檢查試樣彎曲外表面,進行結果評定。有關標準未作具體規定室,檢查試樣彎曲外表面,若無裂紋,裂縫或裂斷,則評定合格。

5)金屬冷彎試驗評定方法

①完好:試樣彎曲處的外表面金屬基體上無肉眼可見因彎曲變形產生的缺陷時稱完好

②微裂紋:試樣彎曲外表面金屬基體上出現的細小裂紋,其長度不大於2mm,寬度不大於0.2mm時稱為微裂紋。

③裂紋:試樣彎曲外表面金屬基體上吹按開裂的,其長度大於2mm,而小於或等於5mm,寬度大於0.2mm,而小於等0.5mm稱成為裂紋。

④裂縫:試樣彎曲外表面金屬基體上出現明顯開裂,其長度大於5mm,寬度大於0.5mm時稱為裂縫。

⑤裂斷:試樣彎曲外表面出現沿寬度貫穿的開獵其深度超過試樣厚度的三分之一時稱為裂斷。

注:在微裂紋、裂紋、裂斷中規定的長度和寬度重要有一項達到某規定範圍,即應按該級評定。

4.2金屬線材反覆彎曲

1)金屬線材反覆彎曲試驗,應根據線材的公稱直徑按下錶4.2-1選擇和調正反覆彎曲試驗機的三個引數,即,彎曲園柱的園弧半徑;彎曲園弧頂部至撥桿孔底部的距離和撥桿孔孔徑。

表4.2-1

2)試驗步驟

①使彎曲臂處於垂直位置,將試樣由撥桿孔插入並夾緊其下端,使試樣垂直於兩彎曲園柱軸線所在平面。

②為確保試樣與彎曲園弧在試驗時能良好接觸,可施加某種形式的拉緊力,這種拉緊力不得超過公稱抗拉強度相應拉力負荷的2%。

③操作應平穩而無衝擊,彎曲速度每秒不超過一次,但要防止溫度公升高而影響試驗結果。

④彎曲試驗是將試樣從起始位置向右(左)彎曲90度後返回至起始位置,作為第一次彎曲;再由起始位置向左(右)彎曲90度,試樣再返回至起始位置作為第二次彎曲,依次連續反覆彎曲。試樣折斷時的最後一次彎曲不計。

⑤彎曲試驗應連續進行到有關標準中所規定的彎曲次數或試樣折斷為止。;

5.鋼筋焊接接頭機械效能試驗

5.1取樣數量

各種接頭的組批及試樣數量見下表5.1-1

表5.1-1

5.2試樣尺寸

拉伸試件的尺寸應符合規定

冷彎試件尺寸如圖5.2-1

試件受壓面的金屬毛刺和鐓粗變形部位可用砂輪等工具加工,使之達到與母材外表齊平。

5.3試驗方法

1)拉伸試驗方法

試驗前,應採用游標卡尺複核鋼筋的直徑。

將試件夾緊於試驗機上,加荷應連續而平穩,不得有衝擊或跳動。加荷速度為10~30mpa/s,直至試件拉斷(或出現頸縮後)為止。

試驗過程中應記錄下列各項資料。

①鋼筋級別和公稱直徑;

②試件拉斷(或頸縮)前的最大荷載值;

③斷裂(或頸縮)位置,以及離開焊縫的距離;

④斷裂特徵(延性斷裂或脆性斷裂),或有無頸縮現象。

如在試件斷口上發現氣孔、夾渣、未焊透、燒傷等焊接缺陷,應在試驗報告中註明。

試驗結果計算

試件的抗拉強度按下式計算:

b=fb/so

式中: σb——試件抗拉強度(mpa);

fb——試件拉斷前的最大荷載(n);

so——試件公稱橫截面積(mm2)。

試驗中若由於操作不當(或試件夾偏),試驗裝置發生故障而影響試驗資料準確時,試驗結果無效。

2)彎曲試驗方法

進行彎曲試驗時,試件應放在兩支點上,並使焊縫中心線與壓頭中心線相一致。試驗過程中,應平穩地對試件施加壓力,直至達到規定的彎曲角度為止。

彎曲試驗後,應檢查試件受拉麵有無裂紋。試驗過程中,試件若發生斷裂時,應記錄斷裂時的彎曲角度,斷口位置和斷口形貌及有無焊接缺陷。

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