桥梁工程试验检测技术钢材课件.pptx

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1、注意：化学成分对碳素钢技术性能的影响（一）碳素钢的化学成分1 1、主要成分：铁(Fe)(Fe)和碳（C C）2 2、杂质元素 锰（MnMn）、硅(Si)(Si)、磷(P)(P)、硫(S)(S)、氧(O(O2 2)、氮(N(N2 2)、氢(H(H2 2)等。（二）影响内容1 1、碳（C C）建筑钢材含碳量不大于0.8%0.8%在此范围内随着碳含量提高，钢材的强度和硬度相应提高，而塑性、韧性和冷弯性能相应降低。2 2、当碳的含量超过0.8%0.8%当碳的含量超过0.8%0.8%以后，强度反而下降。碳还可显著降低钢材的可焊性，增加钢的冷脆性和时效敏感性，降低抵抗大气锈蚀性。第1页/共114页二、按质

2、量（杂质含量）分类普通钢 含硫量0.055，含磷量0.045；优质钢 含硫量0.040，含磷量0.035 0.040。三、根据钢在冶炼过程中脱氧程度分类沸腾钢：脱氧不完全的钢，化学成分和力学性能不够均匀、强度低、冲击韧性和可焊性差。镇静钢：脱氧充分，化学成分均匀，机械性能好，品质好，可用于承受冲击荷载的重要结构。半镇静钢：脱氧程度及钢的质量介于上述两者之间。第2页/共114页四、按用途的不同划分 结构钢 用于建筑结构、机械制造等，一般为低、中碳钢；工具钢 用于各种工具，一般为高碳钢；特殊钢 具有各种特殊物理化学性能的钢，如不锈钢等。桥梁结构对钢材的要求：具有高的强度、良好的塑形、韧性和可焊性。

3、问题：桥梁建筑用钢材，钢筋混凝土用钢筋，就其用途分类来说，属于（）；就其质量分类来说，属于（）；按其含碳量的分类来说，属于（）。结构钢；普通钢；低碳钢所以桥梁结构用钢和混凝土用钢筋是属于碳素结构钢或低合金结构钢。第3页/共114页五、桥梁用钢按其形状分 型材 主要包括型钢和钢板，常用于钢桥建筑；棒材（或线材）主要包括钢筋、预应力钢筋、高强钢丝和钢绞线等，是钢筋混凝土桥梁建筑中使用的主材之一；异型材（特种形状）为特殊用途而制作的，如预应力混凝土桥梁的锚具、夹具和大变形装置中使用的异型钢梁等。第4页/共114页钢材的主要力学性能强度 塑性 冷弯性能硬度冲击韧度 耐疲劳性良好的焊接性第5页/共114

4、页强 度1.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；2.屈服强度(屈服极限)开始丧失对变形的抵抗能力 开始产生大量的塑性变形时所对应的应力;注意:中碳钢和高碳钢无明显的屈服点-以残余变形0.2%的应力为屈服强度（或测变形1%代）3.抗拉强度-能承受的最大拉应力，达极限时，完全丧失对变形的抵抗能力而断裂；4.屈强比-屈服强度与抗拉强度比值，表结构的可靠性和钢材的有效利用率。屈强比越小，可靠性越高，利用率低。第6页/共114页抗拉强度 1.测定方法：由拉伸试验测出。2.低碳钢在拉伸试验中在外力作用下的变形一般可分为四个阶段：弹性阶段、屈服阶段、强化阶段 、颈缩阶段。3.低碳结构钢的应

5、力低碳结构钢的应力-应变图应变图第7页/共114页第8页/共114页塑 性 钢材的塑性指标有两个：伸长率和断面收缩率。（1）伸长率(Elongation)式中 n n伸长率（%）；L L0 0试样的原标距长度，单位为mmmm；L L1 1试样拉断时的标距长度，单位为mmmm；n n试样长度与试件直径之比说明:当断裂点在原始标距以内且离最近端的当断裂点在原始标距以内且离最近端的距离不小于原始标距的三分之一时按上距离不小于原始标距的三分之一时按上式计算式计算;否则按移位法计算。否则按移位法计算。具体参照金属材料 室温拉伸试验方法 GB/T 228-2002执行。第9页/共114页（2）断 面 收

6、缩 率(Reduction)式中 断面收缩率（%）；A0试件原横截面积A1试件拉断处的横截面积与越大，说明钢材的塑性越好。一般以5%，10%为宜。第10页/共114页冷弯性能1.1.定义：指钢材在常温下承受弯曲变形的能力。2.2.测定方法：将条形钢材试件以规定的弯心进行试验，弯曲至9090或180180，检查在弯曲处外面及侧面有无裂纹、裂缝、断裂等情况。3.结论：结论：弯曲角度愈大，弯心直径与试件厚度的比值愈小，弯曲角度愈大，弯心直径与试件厚度的比值愈小，则表明冷弯性能愈好。则表明冷弯性能愈好。第11页/共114页硬 度1 1、定义：钢材抵抗硬物压入表面的能力称为钢材的硬度，亦即对局部塑性变形

7、的抗力。指抵抗塑性变形的能力2 2、测定钢材硬度的方法：布氏硬度(HB)(HB)、洛氏硬度(HR)(HR)和维氏硬度(HV)(HV)三种。3、布氏法的测定原理 利用直径为D的淬火钢球，以P的荷载将其压入试件表面，经规定的持续时间后卸除荷载。计算压痕单位面积所承受的荷载值即为布氏硬度。HB=P/A 式中 HB布氏硬度；P所受荷载 A压痕表面积第12页/共114页冲击韧度 1 1、定义：钢材抵抗瞬间冲击荷载而不破坏的能力称为冲击韧度衡量抵抗脆性破坏的指标 2 2、测定方法：按照我国国家标准试验方法的摆冲法、横梁式来测定。3 3、测定指标：试件冲断时缺口处单位面积上所消耗的能量为冲击韧性指标。4 4

8、、计算方法：式中 ak钢材的冲击韧性；摆锥质量重力加速度,摆锥冲击前后的高度A0试件槽口处原截面积第13页/共114页耐疲劳性1.疲劳破坏-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2.耐疲劳性-抵抗疲劳破坏的能力第14页/共114页良好的焊接性1.良好的焊接性-指钢材的连接部分焊接后力性能不低于焊件本身,以防止产生硬化脆性和内应力过大等现象第15页/共114页桥梁建筑用主要钢材1.1.碳素结构钢2.2.优质碳素结构钢3.3.低合金结构钢4.4.桥梁用结构钢第16页/共114页一、碳素结构钢1可加工成各种型钢、钢筋和钢丝，适用于一般结构

9、和工程2构件可进行焊接、铆接和栓接。3碳素结构钢都由氧气转炉、平炉和电炉冶炼，一般以热轧（包括控轧）状态交货。第17页/共114页（一）牌号和符号1 1牌号表示方法 钢的牌号由代表屈服点的字母、屈服点数值、质量等级符号、脱氧方法符号等四个部分按顺序组成。例如：Q235-AF 2 2符号含义 Q Q钢材屈服点“屈”字汉语拼音首位字母；A A、B B、C C、D D分别为质量等级；F F沸腾钢“沸”字汉语拼音首位字母；b b半镇静钢“半”字汉语拼音首位字母；Z Z镇静钢“镇”字汉语拼音首位字母；TZ特殊镇钢“特镇”两字汉语拼音首位字母。注：在牌号组成表示方法中，“Z”与“TZ”符号予以省略。第18

10、页/共114页碳素结构钢的牌号 A:A:碳素结构钢按屈服点分为五个牌号 Q195Q195、Q215Q215、Q235Q235、Q255Q255、Q275Q275。B:B:其牌号组成 由首位字母+屈服点数值+质量等级符号（A A、B B、C C、D D）+脱氧方法符号（F-F-沸腾钢；b-b-半沸腾钢；Z-Z-镇静钢；TZ-TZ-特殊镇静钢;牌号中“Z Z”和“TZTZ”符号可以省略。）等四部分按顺序组成。如Q235-AFQ235-AF；表示屈服点为235MPa235MPa的A A级沸腾钢。（一）牌号和符号（一）牌号和符号第19页/共114页3 3碳素结构钢的性能 A A 塑性好 B B 化学性

11、能稳定 C C 对轧制、加热及骤冷的敏感性较小但与低合金钢相比强度较低。4 4碳素结构钢的应用 由于五个牌号的性能不同，其用途也不同：Q195Q195、Q215Q215号钢 塑性高，易于冷弯和焊接，但强度较低，故多用于受荷载较小及焊接的构件；第20页/共114页Q235Q235号钢 具有较高的强度和良好的塑性、韧性，易于焊接，且经焊接及气割后力学性能仍稳定，有利于冷热加工，故广泛地用于桥梁构件及钢筋混凝土结构中的钢筋等，是目前应用最广泛的钢种；Q255Q255、Q275Q275号钢 屈服强度较高，但塑性、韧性和可焊性较差，可用于钢筋混凝土结构中配筋及钢结构的构件和螺栓。第21页/共114页（二

12、）技术要求1牌号和化学成分 在保证钢材力学性能符合本标准规定情况下，各牌号A级钢的碳、硅锰含量和各牌号其他等级钢的碳、锰含量下限可以不作为交货条件，但其含量（熔炼分析）应在质量证明书中注明。其化学成分见表8-18-1。第22页/共114页表8-1 碳素结构钢的化学成分（GB/T700-1988）第23页/共114页2力学性能钢材的拉伸和冲击试验应符合表3 3-1616弯曲试验应符合表3-173-17规定各牌号A A级钢的冷弯试验，在需方有要求时方进行。当冷弯试验合格时，抗拉强度上限可以不作为交货条件。同一种钢，平炉钢和氧气转炉钢质量优于空气转炉钢特殊镇静钢优于镇静钢，镇静钢优于半镇静钢，更优于

13、沸腾钢；钢号增加，强度和硬度增加，塑性、韧性和可加工性能逐步降低；同一钢号内质量等级越高，钢的质量越好，如Q235CQ235C，D D级优于A A，B B级，可作为重要焊接结构使用。第24页/共114页第25页/共114页第26页/共114页（三）取样方法1 1钢材应成批验收，每批由同一牌号、同一炉罐号、同一等级、同一品种、同一尺寸、同一交货状态组成。每批重量不得大于60t。2每批钢材的取样数量和取样方法见下表第27页/共114页二、低合金高强度结构钢1 1定义：低合金高强度结构钢是在普通碳素结构钢的基础上加入总量小于5 5的合金元素而形成的钢种。2 2组成元素：在碳素结构钢的基础上，适量加入

14、某些合金元素，常用的合金元素有硅、锰、钒、铬、镍和铜等3 3特点：强度高、塑性和低温冲击韧性好、耐锈蚀等特点（加入合金元素的目的是提高钢材强度和改善性能。大多数合金元素不仅可以提高钢材强度和硬度，还能改善塑性和韧性）。第28页/共114页二、低合金高强度结构钢4 4技术应用：广泛应用于钢结构和钢筋混凝土结构中，特别是大型结构、重型结构、大跨度结构、高层建筑、桥梁工程、承受动力荷载和冲击荷载的结构。5 5牌号表示方法：钢的牌号由代表屈服点的汉语拼音字母（Q Q）、屈服点数值、质量等级符合（A A、B B、C C、D D、E E）三个部分按顺序排列。如Q390AQ390A6 6力学性能见下页第29

15、页/共114页表8-3 低合金高强度结构钢的机械性能（GB1591-1994）第30页/共114页二、低合金高强度结构钢7 7取样：钢材应成批验收，每批由同一牌号、同一炉罐号、同一质量等级、同一品种、同一尺寸、同一热处理制度(指按热处理状态供应)的钢材组成。A A级钢或B B级钢允许同一牌号、同一质量等级、同一冶炼和浇注方法、不同炉罐号组成的混合批。但每批不得多于6 6个炉罐号，但各炉罐号含碳量之差不大于0.020.02，含锰量之差不大于0.150.15每批重量不得大于60t60t 第31页/共114页二、低合金高强度结构钢钢板、钢带及型钢厚度12mm12mm或直径16mm16mm的钢棒做冲击

16、试验时，应采用10mm10mm10mm10mm55mm55mm试样；厚度为6mm6mm12mm12mm的钢板、钢带及型钢或直径为12mm12mm 16mm16mm的 钢 棒 做 冲 击 试 验 时，应 采 用5mm5mm10mm10mm55mm55mm小尺寸试样。冲击试样可保留一个轧制面。冲击试样的纵向轴线应平行于轧制方向。第32页/共114页二、低合金高强度结构钢8 8每批钢材的检验项目、取样数量、取样部位和试验方法应符合表3-193-19规定。第33页/共114页三、优质碳素结构钢1 1优质碳素结构钢对有害杂质含量控制严格、质量稳定，性能优于普通碳素结构钢。2 2特点：S S、P P的含量

17、少，纯洁度、均匀性及表面质量都比较好。3 3冶炼方法 钢以平炉、氧气碱性转炉、电弧炉冶炼，亦可采用标准要求的其它方法冶炼。共有3131个钢号，除3 3个钢号是沸腾钢外，其余是镇静钢。4 4组批规则 钢材应按批检查和验收，每批由同一炉罐号、同一加工方法、同一尺寸、同一交货装态（或同一热处理炉次）的钢材组成。第34页/共114页三、优质碳素结构钢5 5钢材的取样及试验方法应符合下表 第35页/共114页四、桥梁用结构钢1 1桥梁钢的牌号：由代表屈服点的汉语拼音字母“Q Q”+屈服点数值+桥梁钢的汉语拼音字母q q+质量等级（a a、b b、c c、d d）符号4 4个部分组成。2 2描述Q345q

18、cQ345qc的含义：表示屈服点为345 MPa345 MPa，质量等级为C C级桥梁用结构钢。3 3桥梁用结构钢中掺入微量元素的目的与要求：目的：为了改善钢材性能，可以加入钒、铌、钛、氨等。要求：其含量应符合表8-4的规定，并应在质量说明书中注明。钢的牌号与化学成分、力学性能与工艺性能应符合表8-58-5和表8-6的规定。第36页/共114页表8-4 桥梁结构钢中微量元素含量限定值(GB/T 714-2000)第37页/共114页表8-5桥梁结构钢的牌号与化学成分要求(GB/T 714-2000)第38页/共114页表8-6桥梁结构钢的力学性能与工艺性能要求第39页/共114页表8-6桥梁结

19、构钢的力学性能与工艺性能要求第40页/共114页钢筋检测钢筋的力学性能和表面质量要求 钢筋的力学性能检测 第41页/共114页钢筋的力学性能和表面质量要求1.钢筋混凝土中的钢筋和预应力混凝土中的非预应力钢筋有光圆钢筋、热轧带肋钢筋、低碳钢热轧圆盘条和冷轧带肋钢筋。第42页/共114页2.钢筋混凝土结构用钢筋分类 按生产工艺可分为热轧、冷拉、热处理钢筋等。（1）热轧钢筋分类 光圆的和带肋的两种。热轧光圆钢筋由碳素结构钢轧制，其牌号为HPB235，H-热轧（Hot rolled）、P-光圆(Plain)、B-钢筋(Bars)热轧带肋钢筋由低合金钢轧制，牌号由HRB和钢筋的屈服点最小值构成，H-热轧

20、（Hot rolled）、R带肋（Ribbed）、B-钢筋(Bars)热轧带肋钢筋分类：HRB335、HRB400、HRB500三个牌号，见表8-7。第43页/共114页钢筋的力学性能第44页/共114页表8-7 热轧钢筋的力学性能和工艺性能(GB1499-98)第45页/共114页第46页/共114页 （2）冷轧带肋钢筋 定义：冷轧带肋钢筋是将热轧圆盘条经冷轧后，在其表面带有沿长度方向均匀分布的三面或两面横肋的钢筋。牌号：由CRB和钢筋的抗拉强度构成。C、R、B分别为冷轧（Cold rolled）、带肋（Ribbed）、钢筋（Bars）三个词的英文首位字母。分类：CRB550、CRB650、

21、CRB800、CRB970、CRB1170五个牌号，其中CRB550为普通钢筋混凝土用钢筋，其它牌号为预应力混凝土用钢筋。特点：强度高、塑性好，综合力学性能优良；具有较强的握裹力；节约钢材，成本低。其中CRB550级钢筋作为钢筋混凝土结构构件的受力主筋、架力筋和构造钢筋，其余钢筋多用作中、小型预应力混凝土结构构件的受力主筋。第47页/共114页第48页/共114页3.力学性能常规检测项目：强度、伸长率、弯曲4.表面质量要求：不得有裂纹、折叠、结疤、油污及其他影响使用的缺陷，可有浮锈，但不得有锈皮及麻坑、严重锈蚀第49页/共114页钢筋的力学性能检测组批规则 取样数量 拉伸试验冷弯性能试验反复弯

22、曲试验 复验与判定规则第50页/共114页组批规则 按批进行检查和验收,每批应由同一牌号、同一外形、同一规格、同一生产工艺和同一交货状态的钢筋组成，每批不大于60t。第51页/共114页取样数量取样数量表第52页/共114页注意（1）规定取两个试件的(低碳钢热轧圆盘条冷弯试件除外),均应从任意两根(两盘)中分别切取,每根钢筋上切取一个拉伸试件、一个冷弯试件；（2）低碳钢热轧圆盘条，冷弯试件应取自同盘的两端；（3）试件切取时，应在钢筋或盘条的任意一端截去500 mm后切取；（4 4）一般试件截取长度为：拉伸试件：L10d+200mmL10d+200mm；弯曲试件：L5d+150mm5d+150m

23、m；（d为钢材直径）第53页/共114页拉伸试验1试验步骤在试件上画标距，估算试验所需最大力。调试试验机，选择合适的量程。试件破坏荷载必须大于试验机全量程的20%且小于试验机全量程的80%，试验机的测量精度应为1%。（最小刻度）测量屈服强度和抗拉强度。钢筋拉伸试验在试验机上进行时，当测力盘的指针停止转动后恒定负载或第一次回转的最小负荷即为所求屈服点的荷载；继续加荷直至拉断，由测力度盘或拉伸曲线上读出最大负荷，即为所求抗拉强度的荷载。测量伸长率。即试件拉断后标距长度的增量与原始标距长度之比的百分率。第54页/共114页第55页/共114页第56页/共114页2.低碳钢的应力应变关系曲线的阶段及每

24、个阶段特征弹性阶段：应力与应变按比例增加，呈线性关系。屈服阶段：应力与应变不再成正比关系，应变的增长大于应力的增长，已出现塑性变形。强化阶段：应力与应变值又开始上升，钢筋开始强化，至最大拉应力。缩颈阶段：应变急剧增加，产生缩颈现象，直到断裂。第57页/共114页3.屈服强度的测量 钢筋拉伸试验在试验机上进行时，当测力盘的指针停止转动后恒定负载或第一次回转的最小负荷即为所求屈服点的荷载FS第58页/共114页4.测量钢筋屈服极限的方法步骤 图解法：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。将其分别除以试样原始横截面

25、积A0得到上屈服强度和下屈服强度。仲裁试验采用图解方法。指针法：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的屈服强度指示的最小力或首次停止转动的恒定力。将其分别除以试样原始横截面积A0得到上屈服强度和下屈服强度。自动装置：可采用微机或自动测定系统测定上屈服强度和下屈服强度，可以不给制拉伸曲线图。第59页/共114页5.测定中碳钢和高碳钢的屈服强度 中碳钢和高碳钢没有明显的屈服点，采用分级加荷，求出弹性直线段相应于小等级负荷的平均伸长增量，由此计算出偏离直线段后各级负荷的弹性伸长。从总伸长中减去弹性伸长即为残余伸长。通常以残余伸长的0.2%应力作为屈服强度第60页/共11

26、4页6.抗拉强度的测定 抗拉强度是向试件连续加荷直到拉断,由测力度盘或拉伸曲线上读出最大负荷Fb,抗拉强度为第61页/共114页7.试件原始横截面积测定？(有效四位数)对于圆形横截面试样，应在标距的两端及中间三处两个相互垂直的方向测量直径，取用算术平均值，取用三处测得的最小横截面积。对于矩形横截面试样，应在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。对于恒定横截面试样，可以根据测量的试样长度、质量和材料密度确定其原始横截面积。根据测量的原始试样尺寸计算原始横截面积，测量每个尺寸应准确到0.5%。第62页/共114页8.测量钢筋伸长率的方法将试样断裂的部分仔细地对接在一起，使

27、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后测量试样断后标距。应使用分辨率优于0.1mm的量具或测量装置测定断后标距（L），准确到0.25mm。如规定的最小断后伸长率小于5%，则采用下述方法测定。试验前在平行长度的一端处作一很小标记。使用调节到标距的分规，以此标记为圆心划一圆弧。拉断后，将断裂的试样置于一装置上，最好借助螺丝施加轴向力，以使其在测量时牢固地对接在一起。以原圆心为圆心，以相同的半径划第二个圆弧。测量两个圆弧之间的距离即为断后伸长，准确到0.02mm。为使划线清晰可见，试验前涂上一层染料当试样断裂位置不符合规定条件时采用位移法第63页/共114页注意:工程中钢材塑

28、性指标通常用伸长率和断面收缩率表示，钢筋一般只进行伸长率单项抽验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。第64页/共114页9.移位法测定断后伸长率（当试件断裂位置不符合规定条件为避免报废试样）在试验前将原始标距（L0）细分为N等分；试验后，以符号X表示断裂后试样短段的标距标记，以符号Y表示断裂试样长段的等分标记，此标记与断裂处的距离最接近于断裂处至标距标记X的距离；如X与Y的之间的分格数为n；如N-n为偶数（见下图），测量X与Y之间的距离和测量从Y至距离为（N-n）/2个分格的Z标记之间的

29、距离，按式=（XY+2YX-L0）/L0 100%计算断后伸长率；第65页/共114页如N-n为奇数（见下图），测量X与Y之间的距离，和测量从Y至距离分别为（N-n-1）和（N-n+1）/2个分格的Z和Z标记之间的距离。按式=（XY+YZ+Y Z-L0）/L0 100%计算断后伸长率。第66页/共114页10.钢筋拉伸试验报告内容本国家标准编号；试样标识；材料名称、牌号试样类型试样的取样方向和位置所测性能结果。第67页/共114页11.钢筋拉伸试验中，各项检测数据精度要求原始横截面积至少保留四位有效数字断后伸长率精确到0.5%断后标距精确至0.25mm屈服强度和抗拉强度200 N/mm2时，按

30、1N/mm2修约间隔进行修约；屈服强度和抗拉强度在200 N/mm2 1000 N/mm2时，按5N/mm2修约间隔进行修约；屈服强度和抗拉强度1000 N/mm2时，按10N/mm2修约间隔进行修约。第68页/共114页12.拉伸试验中不确定度的原因 拉伸试验结果的精密度受材料、试样、试验设备、试验程序和力学性能的计算方法等因素影响。具体地说，可以提出下列不确定度的原因：材料的不均匀度，它存在于同一炉材料的一个工艺批之内；试样的几何形状、制备方法和公差；夹持方法和施力的轴向性；拉伸试验机和辅助测量系统（刚度、驱动、控制、操作方法）；试样尺寸的测量、标距的标记、引伸计标距、力和伸长的测量；试验

31、的各阶段中的试验温度和加载速率；人为的或与拉伸性能测定相联系的软件误差第69页/共114页13.拉伸试验操作中应注意两方面的问题及应遵循的事项 拉伸试验时,为了获得精确的结果,主要应注意试样和仪器两个方面的问题：试样方面：试样的编号应清楚明确,并用钢号打印记；认真检查试样是否符合要求,包括：试样表面的光洁度,有无试样本身的或因制造加工造成的横向或纵向裂纹,精确测量试样的尺寸；按要求打好标距,要轻划以防造成新的人为表面缺口；夹持试样时应仔细地对心,以防产生附加应力。试验用仪器方面：根据试件大小以及预期的抗拉强度,调好试验机吨位；开机前调整指针零；用引伸仪画出载荷-伸长曲线；试验时间要停机降温第7

32、0页/共114页冷弯性能试验1.冷弯是评定钢材塑性和工艺性能的重要依据。第71页/共114页2.冷弯试验步骤及注意事项 弯曲试验可在配备弯曲装置的压力机或万能试验机上进行。使用最多的弯曲装置是支辊式。要求支辊长度应大于试样的宽度或直径，支辊半径应为110倍试样厚度。支辊应具有足够的强度。试验时先确定弯头直径，再确定弯头角度。试验时将试样放在满足以上条件的设备上缓慢加力，弯曲至规定的弯曲角度。冷弯试验后，弯曲外测表面无裂纹、断裂或起层，即判为合格。第72页/共114页3.钢筋冷弯试验报告内容本国家标准编号；试样标识（材料牌号、符号、取样方法）；试样的形状和尺寸；试验条件（弯曲压头直径或弯心直径、

33、弯曲角度）；试验结果第73页/共114页三、反复弯曲试验1.目的:用以检验金属材料的反复弯曲塑性变形性能，并显示其缺陷。2.原理:反复弯曲试验是将试样一端夹紧，然后绕着规定半径的圆柱形表面使试样弯曲90，再向相反方向弯曲，如次反复弯曲。第74页/共114页3.反复弯曲试验步骤及注意事项反复弯曲试验在反复弯曲试验机上进行。试验时按线材尺寸选择弯半径、弯曲圆弧项部至拨杆底面的距离以及拨杆孔径。使弯曲臂处于垂直位置，将圆柱形试样的较大尺寸平行或近似平行于夹持面，插入并夹紧其下端，使试样垂直于两弯曲圆柱轴线所在的平面。为确保试样与弯曲圆弧在试验时能良好接触，可施加某种形式的拉紧力，这种拉紧力不得超过公

34、称抗拉强度相应拉力负荷的2%。弯曲试验是将试样从起始位置向右（左）弯曲90后返回超始位置，作为第一次弯曲，再由起始位置向左（右）弯曲90，试样再返回起始位置作为第二次弯曲，依此连续反复弯曲，试样折断时的最后一次弯曲不计。弯曲试验应连续进行到有关标准中所规定的弯曲次数或试样折断为止。弯曲次数达到或超过有关标准中所规定的弯曲次数判为合格第75页/共114页4.反复弯曲试验报告包括内容:本国家标准编号;试样标识(材料牌号、炉号，取样方向等)；试样尺寸；试验条件（圆柱支座半径，距离，施加的拉紧力）终止试验的判别试验结果第76页/共114页复验与判定规则1.屈服强度、抗拉强度和伸长率评定(1)(1)屈服

35、强度、抗拉强度和伸长率均应符合相应标准规定的指标。(2)(2)在做拉力检验的两根试件中，如一根试件的屈服强度、抗拉强度、伸长率三个批标中有一个指标不符合标准时，即为拉力试验不合格，应取双倍试件重新测定；(3)(3)在第二次拉力试验中，如仍有一个指标不符合规定，不论这个指标在第一次试验中是否合格，判定试验项目仍不合格，表示该批钢筋为不合格品。注意试验结果无效 (1)试件断在标距外(伸长率无效);(2)操作不当,影响试验结果(如夹偏);(3)试验记录有误或设备发生故障;(4)出现两个或两个以上缩颈以及肉眼或见的冶金缺陷第77页/共114页2.冷弯试验评定(1)(1)冷弯试验后，弯曲外侧表面无裂纹、

36、断裂或起层、收缩，即判为合格。(2)(2)做冷弯的两根试件中，如有一根试件不合格，可取双倍数量试件重新做冷弯试验;(3)(3)第二次冷弯试验中，如仍有一根不合格，即判该批钢筋为不合格品。3.反复弯曲试验评定 弯曲次数达到或超过规定判为合格第78页/共114页注意:完好：试样弯曲处的外表面金属基体上无肉眼可见因弯曲变形产生的缺陷时称完好。微裂纹：试样弯曲处的外表面金属基体上出现的细小裂纹，其长度不大于2mm，宽度不大于0.2mm时。裂纹：钢材弯曲表面上出现的开裂，其长度大于2mm，而小于等于5mm，宽度大于0.2mm，而小于0.5mm时。裂缝：试样弯曲处的外表面金属基体上出现明显开裂，其长度大于

37、5mm，宽度大于0.5mm时。裂断：试样弯曲处表面出现沿宽度方向贯穿的开裂，其深度超过试样厚度的三分之一时。在微裂纹、裂纹、裂缝中规定的长度和宽度，只要有一项达到某规定范围，即应按该级评定。第79页/共114页预应力混凝土用钢筋、钢丝和钢绞线检测预应力混凝土用钢筋、钢丝和钢绞线的力学性能和表面质量要求 预应力混凝土用钢筋、钢丝和钢绞线的力学性能检测 第80页/共114页预应力混凝土用钢筋、钢丝和钢绞线的力学性能和表面质量要求1.预应力混凝土用钢筋有热处理钢筋、冷拉钢筋和精轧螺纹钢筋2.预应力混凝土用的钢丝有冷拔低碳钢丝、冷拉或消除应力的光圆钢丝、螺旋肋钢丝和刻痕钢丝。3.消除应力钢丝包括低松弛

38、钢丝和普通松弛钢丝，桥涵用低松弛钢丝。第81页/共114页(1)热处理钢筋由热轧螺纹钢筋经淬火和回火的调质处理而成,处理后抗拉强度提高。强度高,可代替高强钢丝使用；锚固性好，预应力值稳定。力学性能及尺寸及允许偏差见P42表面质量要求：不得有肉眼可见的裂纹、结疤、折叠；允许有凸块，但不得有超横肋高度的凸块，可有不影响使用的缺陷，但不得有油污。第82页/共114页（2）冷拉钢筋 目的：为了提高钢筋的强度和节约钢材 加工方法：通常采用冷拉或冷拔等加工工艺。在常温下，受外力拉伸超过屈服点，以提高钢筋的屈服强度、强度极限和疲劳极限的一种加工工艺。特点：（1）经冷拉后会降低钢筋延伸率、断面收缩率、冷弯性能

39、和冲击韧度。（2）经冷拉后的钢筋，其强度继续随时间的延长而提高，即为时效。为了加速时效的效果，多采用蒸汽或电热等人工加热的方法来处理冷拉后的预应力钢筋。冷拉钢筋力学性能应符合表8-8的规定。表面质量要求：冷拉后，表面不应发生裂纹。冷弯后无裂纹、鳞落或断裂现象。第83页/共114页表8-8 冷拉钢筋力学性能 第84页/共114页（3）精轧螺纹钢筋用热轧方法直接生产的一种无纵肋的钢筋，钢筋的连接是在端部用螺纹套筒进行连接接长。力学性能见P43。表面质量要求：钢筋表面不得有横向裂纹、结疤和机械损伤，允许有不影响力学性能和连接的缺陷。第85页/共114页（4）冷拔钢丝是把直径68mm的普通碳素钢筋条用

40、强力拉过它本身直径还小的硬质合金拉丝模，受到纵向拉力和横向压力，截面变小，长度拉长，经几次拉丝，强度提高。力学性能见P44表面质量要求第86页/共114页（5）高强钢丝（GB/T5223-2002预应力混凝土用钢丝）1）预应力混凝土用钢丝是采用优质碳素钢盘条经冷拉等工艺而制成的高强度钢丝。2）分类及代号按加工状态分冷拉和消除应力钢丝两类。消除应力钢丝按松驰性能分低松弛级钢丝和普通松驰级钢丝，代号为 冷拉钢丝 WCD 低松弛钢丝 WLR 普通松驰钢丝 WNR钢丝按外形分为光圆、螺旋肋、刻痕三种，代号为 光圆钢丝P 螺旋肋钢丝H 刻痕钢丝I第87页/共114页3）各类钢丝定义冷拉钢丝是用盘条通过拔

41、丝模或轧辊经冷加工而成，以盘条供货的钢丝。消除应力钢丝是按一次连续处理方法生产的钢丝A、钢丝在塑性变形下（轴应变）进行的短时热处理，得低松弛钢丝（级松驰）B、钢丝通过矫直工序后在适当温度下进行的短时热处理，得普通松弛钢丝（级松弛）螺旋肋钢丝表面沿着长度方向上具有规则间隔的肋条。刻痕钢丝：表面沿着长度方向上具有规则间隔的压痕。第88页/共114页4）标记包含内容：预应力钢丝；公称直径；抗拉强度等级；加工状态代号；外形代号；标准号。示例1：直径为4.00mm，抗拉强度为1670Mpa冷拉光圆钢丝，标记为4.00-1670-WCD-P-GB/T 5223-2002示例2：直径为7.00mm，抗拉强度

42、为1570Mpa低松驰螺旋肋钢丝，标记为7.00-1570-WLR-H-GB/T 5223-2002第89页/共114页5）力学性能冷拉钢丝的力学性能符合表4的规定。规定非比例伸长应力值不小于公称抗拉强度的75%。第90页/共114页消除应力的光圆及螺旋肋钢丝的力学性能应符合表5 5的规定。规定非比例伸长应力值对低松弛钢丝应不小于公称抗拉强度的8888，对普通松弛钢丝应不小于公称抗拉强度的85%85%第91页/共114页消除应力的刻痕钢丝的力学性能应符合表6 6规定。规定非比例伸长应力值对低松弛钢丝应不小于公称抗拉强度的8888，对普通松弛钢丝应不小于公称抗拉强度的8585。第92页/共114

43、页（6）钢绞线（GB/T5224-2003）1）定义：用优质碳素结构钢经冷加工、再经回火和绞捻等加工而成标准型钢绞线：由冷拉光圆钢丝捻制成的钢绞线刻痕钢绞线：由刻痕钢丝捻制面的钢绞线模拔型钢绞线：捻制后再经冷拔成的钢绞线。2）特点：塑性好，强度高，与混凝土粘结好，无接头，易于锚固，在结构中布置方便，专供预应力混凝土结构使用，主要用于大跨度、大负荷的混凝土结构。第93页/共114页3）分类与代号根据钢丝的股数份为三种结构类型：12、13和17第94页/共114页4 4）标记标记内容：预应力钢绞线，结构代号，公称直径，强度级别，标准号。第95页/共114页5 5力学性能第96页/共114页预应力混

44、凝土用钢筋、钢丝和钢绞线的力学性能检测1.组批规则按批进行检查和验收，每批应由同一牌号、同一外形、同一规格、同一生产工艺和同一交货状态的钢筋组成。2.取样、复验规则第97页/共114页(1)热处理钢筋每批质量不大于60t 表面质量和尺寸偏差检查取样数量:抽取10%(不小于25盘),如不合格,应逐盘检查力学性能试验取样数量:10%(不小于25盘)试验有一项不合格,此盘报废,另取双倍检验,若仍不合格,则该批钢筋不合格第98页/共114页(2)冷拉钢筋每批质量不大于20t 外观检查:逐根力学性能试验:两根力学试验不合格,另取双倍重做,若仍有一不合格,则不合格第99页/共114页(3)精轧螺纹钢筋每批

45、质量不大于100t 表面质量:逐根力学试验:两根力学试验不合格,另取双倍重做,若仍有一不合格,则不合格第100页/共114页(4)冷拔低碳钢丝力学试验:逐盘第101页/共114页(5)高强钢丝每批质量不大于60t 表面检查:抽查5%,但不少于5盘,如不合格,逐盘力学试验:抽取5%,不少于3盘有一项不合格,该盘报废,重取双倍重做,仍有不合格,则为不合格第102页/共114页(6)钢绞线每批质量不大于60t 表面质量检查:3盘力学试验:3盘若每批少于3盘,逐盘试验有一不合格,报废不合格盘,取双倍重验,如仍有一不合格,为不合格第103页/共114页3.规定非比例延伸力测试（1）钢绞线规定非比例延伸力

46、采用的是引伸计标距的非比例延伸达到原始标距0.2%时所受的力FP0.2（2）也可测定规定总延伸达到原始标距1%的力Ft1，但仲裁用FP0.2 (3)测试:非比例延伸力百计等于规定的引伸计标距百分率时所受的力。例如FP0.2，表示规定非比例延伸率为0.2%时所受的力。根据力延伸曲线图测定非比例延伸力。在曲线图上，划一条与曲线的弹性直线段部分平行，且在延伸上与此直线的距离等效于规定非比例延伸率，例如0.2%的直线。此平行线与曲线的交截点给出相应于所求规定非比例延伸强度的力第104页/共114页4.应力松弛性能试验（桥中测松弛率）（1）是预应力筋在恒定长度下应力随时间而减少的现象（2）注意事项：要求

47、试验期间试样的环境温度始终保持在202内试验标距长度不小于公称直径的60倍。试样制备后不得进行任何热处理和冷加工。初始负荷应在35min内均匀施加完毕，持荷1min后开始记录松弛值。允许用至少100h的测试数据推算1000h的松弛率值第105页/共114页焊接钢筋质量检测方法1.钢筋接头一般采用焊接2.焊接应优先采用闪光对焊,也可采用电弧焊、电渣压力焊、气压焊等3.各种焊接接头的检测内容？闪光对焊接头：外观检查、拉伸试验、弯曲试验；电弧焊接头：外观检查、拉伸试验；电渣压力焊接头：外观检查、拉伸试验；气压焊接头：外观检查、拉伸试验、弯曲试验。第106页/共114页4.焊接钢筋力学性能试验及各试验

48、目的焊接钢筋力学性能试验有拉伸试验、剪切试验、弯曲试验、冲击试验和疲劳试验。(1)拉伸试验目的是测定焊接接头抗拉强度、观察断裂位置和断口特征，判定塑性断裂或脆性断裂。(2)剪切试验目的是测定焊点在断裂前承受的抗剪载荷。(3)弯曲试验目的是检验钢筋焊接接头承受规定弯曲角度的弯曲变形性能和可能存在的焊接缺陷。(4)冲击试验目的是测定焊接接头各部位的冲击吸收功或冲击韧度。(5)疲劳试验目的是测定和检验钢筋焊接接头在恒载荷幅确定的应力比和2106次应力循环下的条件疲劳极限第107页/共114页5.焊接钢筋接头力学性能检验试验报告内容工程名称、取样部位；批号、批量；钢筋牌号、规格；焊接方法；焊工姓名及考

49、试合格证编号；施工单位；力学性能试验结果第108页/共114页6.焊接钢筋拉伸试验报告中应记录内容试验编号；钢筋级别和公称直径焊接方法；试样拉断（或缩颈）过程中的最大力；断裂（或缩颈）位置及离焊缝口距离断口特征第109页/共114页7.钢筋焊接接头拉伸试验的评定规则3个热轧钢筋接头试件的抗拉强度均不得小于该牌号钢筋规定的抗拉强度。至少应有2个试件断于焊缝之外，并应呈延性断裂。当达到上述两项要求时，应评定该批接头为抗拉强度合格当试验结果有2个试件抗拉强度小于钢筋规定的抗拉强度，或3个试件均在焊缝或热影响区发生脆性断裂时，则一次判定该批接头为不合格品。当试验结果有1个试件的抗拉强度小于规定值，或2

50、个试件在焊缝或热影响区发生脆性断裂，其抗拉强度均小于钢筋规定抗拉强度的1.10倍时，应进行复验。复验时，应再切取6个试件。复验结果，当仍有1个试件的抗拉强度小于规定值，或有3个试件断于焊缝或热影响区，呈脆性断裂，其抗拉强度小于钢筋规定抗拉强度的1.10倍时，应判定该批接头为不合格品。当试件虽断于焊缝或热影响区，呈脆性断裂，但其抗拉强度大于或等于钢筋规定抗拉强度的1.10倍时，可按断于焊缝或热影响区之外，呈延性断裂同等对待第110页/共114页8.钢筋焊接接头弯曲试验的评定规则进行弯曲试验时，应将受压面的金属毛刺和镦粗凸起部分消除，且应与钢筋的外表齐平；弯曲试验可在万能试验机、手动或电动液压弯曲