港口工程常用建筑钢材试验检测方法

摘要：掌握钢筋拉伸试验的方法、步骤和结果的计算与评定，及试验过程中的注意事项。在试验过程中，将钢筋拉至断裂以便观察和测定钢筋的力学性能，为施工现场进场钢材提供正确的试验数据。

关键词：钢材拉伸；检测方法；试验；钢筋；强度

Abstract: To master the methods, reinforcement tensile test procedures and results of the calculation and assessment, and notice in the course of experiment. During the experiment, the reinforced pull to the fracture to the observation and measurement of steel mechanical properties, to provide test data for the correct approach of steel construction site.

Key words: steel tensile; test method; test; steel; strength

中图分类号：U654

一、港口工程钢结构材料检测要点

1 用测厚仪测定钢结构截面厚度

钢结构由于加工精确程度和断面锈蚀的影响，钢结构断面厚度往往有些变化。特别是锈蚀使截面减薄，承载能力下降，对结构安全度影响是很大的。因此，测定钢结构截面厚度是非常重要的一项任务。目前，测定厚度一种是卡尺，一种是用测厚仪测定厚度。下面介绍用超声波数字测厚仪测定截面厚度的方法。

采用超声波脉冲反射法。超声波从一种均匀介质传播到另一种均匀介质时，分界面上会发生声的反射，从探头发射的超声波，经过延迟块而进入被测件，超声波到达分界面时，而被反射回来，又通过延迟块被接收探头接收，测出发射脉冲到接收脉冲之间的时间，扣除延迟块时间，根据声速、时间、距离三者关系，求出被测件的厚度。即仪器显示的厚度值。如1.2～100mm的仪器显示值为20.88，即20.88mm，其精确度为0.01mm.

2 钢结构涂层厚度的测定

在钢结构鉴定中，涂层好坏及涂层厚度是一个重要参数，因此测定涂层厚度是一项重要项目。涂层厚度测定一般用磁性测厚仪测定，国内外均有产品。国产涂层磁性测厚仪用天津市材料试验机厂的产品，名称是QCC-A型磁性测厚仪。用磁性测厚仪时，要调好仪器，使其具有正常工作性能。首先要确定测量范围，第一档为0～50μm，第二档为0～500μm.测量时，用探头接触被测涂层。测定时首先要清除涂层表面灰尘和油污，以防影响精度。

测试时根据涂层具体情况确定，首先通过仪器确定有无涂层，因在长期环境作用下涂层损伤直至消失涂层，涂层消失与否是涂层的重要参数。因为有无残留涂层是结构锈蚀程度一个重要界限，也是永久性评估的重要界限。

3 钢结构屋架挠度的测定

钢屋架一般跨度都较大，如21、24、30m等，测量挠度较困难，必须用很大的力把钢丝拉紧，而且钢丝要求具有一定的抗拉强度。测量时关键要把握住钢丝拉直，使测量数值准确。同时，最好有竣工记录，原钢屋架在施工后有否反拱或挠度值。这两个值确定之后才能确定屋架在荷载作用下的应力挠度值。当然往往由于施工安装时就有反拱，使用后仍然有后拱，测出来的挠度值是负挠度，因此，测定数值一定标明正负值。

测定挠度时最好确定固定点，即一般在跨中确定测点。如倾仪果测定时拉钢丝中间遇有障碍。如角钢、电线等，此时必须在两端垫支点，以使钢丝拉直。垫支点时，测量出的挠度值必须减去两支点高度的平均值，才‘是实际挠度值。同时为了确保跨度端点的固定位置，两端要有专人掌握端点固定位置并标出端点与实际屋架端点的距离，以求出实际的测量挠度时的跨度值。

4 钢材拉伸试验条件

4.1试验应在10～35℃温度下进行，对温度要求严格的试验温度应在(23±5)℃。

4.2试验机准备。各种类型试验机均可使用，试验机误差应符合相关的技术规程，基本满足如下规定：试验机应具备调速指示装置，试验时能在标准规定的速度范围内灵活调节；试验机应具备记录或显示装置，能满足标准测定力学性能的要求；试验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。

试验机中常用的是液压万能试验机。液压万能试验机的常见故障及处理维护见表1。

4.3标距打点机。能准确在试件上打出标准的标距，又不会对试件造成破坏。

4.4计算机数据采集系统。很多的液压万能试验机，结合试验检测系统软件，安装了数据自动采集系统，有的实验室也采用电子万能试验机，采用电子记录的方式，对试验数据和图形进行自动记录采集。

4.5千分尺、游标尺(用来测量钢筋直径)和钢板尺。

5 试件取样

钢筋应该按批进行检查和验收：每批质量不大于60t每批应该由同一牌号、同一炉罐号、

同一规格的钢筋组成。在填写进场检测委托单的时候，应该记录钢筋的出厂厂家、出厂合格证号、钢筋的进场数量等项目。每批钢筋的检验项目和取样方法应符合表2的规定。

6 试验步骤

6.1试样准备。拉伸、弯曲试验试样不允许进行车削加工，按表2规定，用2个或一系列等分小冲点打点机或细划标出原始标距，标记不应影响试样断裂，对于脆性试样和小尺寸试样，建议用快干墨水或涂料标出原始标距。如平行长度比原始标距长许多(例如不经机加工试样)，可以标出相互重叠的几组原始标记，如图1所示。

6.2试样原始横截面的测定。带肋钢筋的测量用游标卡尺精确到0.1mm。圆形试样截面

直径应在标距的两端及两个相互垂直的方向上各测一次，取其算术平均值，选用三处测得横截面积中最小值，横截面积按如下公式计算：

S0=1／4πd2

试样原始横截面积测定的方法准确度应符合《金属材料室温拉伸试验方法》(GB／T

228-2002)附录A-B(标准的附录)规定的要求。测量时，建议按照表3选用量具或测量装置，根据测量的试样原始尺寸计算原始横截面积，并至少保留4位有效数字。

6.3试样原始标距的标记和测量。比例试样原始标距的计算值，对于短比例试样，应修约到最近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％，测量尺寸的量具应由计量部门定期检定。试样原始横截面积的计算值修约有效数字，修约的方法

应依据《数值修约规则》(GB／T 8170-1987)。

6.4试验操作。

6.4.1将试件上端固定在试验机上夹具内，调整试验机到零点，装描绘器、纸、笔等(或者打开计算机自动采集系统，准备自动采集试验数据和数据图像)。

6.4.2开动试验机进行拉伸，拉伸速度为：屈服前应力增加速度为10MPa／s；屈服后试验机活动夹头在荷载下移动速度不大于0.5Lo／min，直至试件拉断(也可以参考标准中规定的试验速率)，见表4。

6.4.3测定屈服强度。呈现明显屈服现象的金属材料，相关产品标准应规定测定上屈服强度、下屈服强度或两者。如未具体规定，应测定上屈服强度和下屈服强度，或只测定下屈服强度。按照定义采用下列方法测定上屈服强度和下屈服强度。

若测定屈服强度，在试样平行长度的屈服期间应变速率应在0.00025～0.0025m／s之间，并应尽可能保持恒定。如不能直接控制这一速率，则应通过调节在屈服开始前的应力将其

固定，直至屈服阶段过后。

屈服强度的记录方法。图解方法：试验时记录力一延伸曲线或力一位移曲线。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积(S0)，得到上屈服强度和下屈服强度。指针方法：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横截面积(S0)，得到上屈服强度和下屈服强度。

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，并且可以不绘制拉伸曲线图。

国家鼓励在楼板中常用的冷轧带肋钢筋，即CRB550没有明显的屈服阶段，在测量试验

的过程中规定不用记录它的屈服强度，只记录它的极限强度和延伸率。

6.4.4抗拉强度及，(极限强度)的测定。采用图解方法或指针方法测定抗拉强度。

对于呈现明显屈服(不连续屈服)现象的金属材料，从记录的力一延伸或力一位移曲线图，或从测力度盘读取过了屈服阶段之后的最大力，对于呈现无明显屈服(连续屈服)现象的金属材料，从记录的力一延伸或力一位移曲线图，或从测力度盘读取试验过程中的最大力。最大力除以试样原始横截面积(S0)得到抗拉强度。

可以使用自动装置(例如微处理机等)或自动测试系统测定规定总延伸强度，可以不绘制

力一延伸曲线图。抗拉强度按下式计算：

Rm=Fm／S0

式中Rm———钢筋的抗拉强度(MPa)；

Fm———钢筋承受的极限拉力(N)；

S0———钢筋的横截面积(mm2)。

参考文献

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