鋼結(jié)構(gòu)鋼材原材料力學(xué)性能檢測(cè)技術(shù)

鋼結(jié)構(gòu)鋼材原材料拉伸、冷彎力學(xué)性能檢測(cè)技術(shù)一、檢測(cè)依據(jù)《碳素結(jié)構(gòu)鋼》GB/T700-2006《金屬材料室溫拉伸試驗(yàn)方法》GB/T228-2002《金屬材料彎曲試驗(yàn)方法》GB/T232-1999二、技術(shù)要求1.拉伸試驗(yàn)1）原理試驗(yàn)系用拉力拉伸試樣，一般拉至斷裂，側(cè)定材料的屈服強(qiáng)度Re（MPa）、抗拉強(qiáng)度Rm（MPa）、伸長(zhǎng)率A（%）。除非另有規(guī)定，試驗(yàn)一般在室溫10℃～35℃范圍內(nèi)進(jìn)行。對(duì)溫度要求嚴(yán)格的試驗(yàn)，試驗(yàn)溫度應(yīng)為23℃士5℃。伸長(zhǎng)率A：原始標(biāo)距的伸長(zhǎng)與原始標(biāo)距(L0)之比的百分率。應(yīng)力：試驗(yàn)期間任一時(shí)刻的力除以試樣原始橫截面積(S0)之商。屈服強(qiáng)度Re：當(dāng)金屬材料呈現(xiàn)屈服現(xiàn)象時(shí)，在試驗(yàn)期間達(dá)到塑性變形發(fā)生而力不增加的應(yīng)力點(diǎn).應(yīng)區(qū)分上屈服強(qiáng)度和下屈服強(qiáng)度?？估瓘?qiáng)度Rm：相應(yīng)最大力(Fm)的應(yīng)力。極限強(qiáng)度ultimatestrength物體在外力作用下發(fā)生破壞時(shí)出現(xiàn)的最大應(yīng)力，也可稱為破壞強(qiáng)度或破壞應(yīng)力。一般用標(biāo)稱應(yīng)力來(lái)表示。根據(jù)應(yīng)力種類的不同，可分為拉伸強(qiáng)度(σt)、壓縮強(qiáng)度(σc)、剪切強(qiáng)度(σs)等。2）制樣試樣的形狀與尺寸取決于要被試驗(yàn)的金屬產(chǎn)品的形狀與尺寸。通常從產(chǎn)品、壓制坯或鑄錠切取樣坯經(jīng)機(jī)加工制成試樣。但具有恒定橫截面的產(chǎn)品(型材、棒材、線材等)和鑄造試樣(鑄鐵和鑄造非鐵合金)可以不經(jīng)機(jī)加工而進(jìn)行試驗(yàn)。矩形橫截面試樣，推薦其寬厚比不超過(guò)8:1。試樣原始標(biāo)距與原始橫截面積有關(guān)系者稱為比例試樣。國(guó)際上使用的比例系數(shù)k的值為。原始標(biāo)距應(yīng)不小于15mm。當(dāng)試樣橫截面積太小，以致采用比例系數(shù)k為5.65的值不能符合這一最小標(biāo)距要求時(shí)，可以采用較高的值〔優(yōu)先采用11.3的值)或采用非比例試樣。非比例試樣其原始標(biāo)距(L0)與其原始橫截面積（S0）無(wú)關(guān)。a.機(jī)加工的式樣圖1b.為產(chǎn)品一部分的不經(jīng)機(jī)加工試樣圖23）原始橫截面積(S0)的側(cè)定S0=ab………(a、b為試樣截面的長(zhǎng)寬)a一般都去25mm4）原始標(biāo)距(L0)的標(biāo)記應(yīng)用小標(biāo)記、細(xì)劃線或細(xì)墨線標(biāo)記原始標(biāo)距，但不得用引起過(guò)早斷裂的缺口作標(biāo)記。對(duì)于比例試樣，應(yīng)將原始標(biāo)距的計(jì)算值修約至最接近5mm的倍數(shù)，中間數(shù)值向較大一方修約。原始標(biāo)距的標(biāo)記應(yīng)準(zhǔn)確到±1%。如平行長(zhǎng)度(Lc)比原始標(biāo)距長(zhǎng)許多，例如不經(jīng)機(jī)加工的試樣，可以標(biāo)記一系列套疊的原始標(biāo)距。有時(shí)，可以在試樣表面劃一條平行于試樣縱軸的線，并在此線上標(biāo)記原始標(biāo)距。5）試驗(yàn)速率應(yīng)力速率取10（N/mm2）·S-16)斷后伸長(zhǎng)率的測(cè)定為了測(cè)定斷后伸長(zhǎng)率，應(yīng)將試樣斷裂的部分仔細(xì)地配接在一起使其軸線處于同一直線上，并采取特別措施確保試樣斷裂部分適當(dāng)接觸后測(cè)量試樣斷后標(biāo)距。應(yīng)使用分辨力優(yōu)于0.1mm的量具或測(cè)量裝置測(cè)定斷后標(biāo)距(L0)，準(zhǔn)確到±m(xù)m。7）屈服強(qiáng)度（Re）的測(cè)定圖3①?gòu)腁到B的直線表示彈性區(qū)域內(nèi)荷載與變形的關(guān)系，只要荷載不超過(guò)B點(diǎn)，當(dāng)卸載后，試樣會(huì)恢復(fù)到原來(lái)的尺寸和形狀，B點(diǎn)的應(yīng)力稱為材料的彈性極限。②在B到D點(diǎn)階段，卸載后試樣無(wú)法恢復(fù)原始狀態(tài)。在C點(diǎn)，塑性變形速率很快，以至于由塑性變形導(dǎo)致應(yīng)力松弛率超過(guò)了材料的抵抗力，所以應(yīng)變?cè)黾拥耐瑫r(shí)，應(yīng)力不再增加，反而下降，C點(diǎn)稱為屈服點(diǎn)。③在D點(diǎn)，曲線突然升高，表明材料已經(jīng)加工硬化，必須增加荷載才能使材料繼續(xù)變形。在E點(diǎn)前，材料的變形速率不斷增加，E點(diǎn)是材料的極限強(qiáng)度（拉伸試驗(yàn)時(shí)稱為抗拉強(qiáng)度）。④斷裂強(qiáng)度為何比極限強(qiáng)度低？材料的極限強(qiáng)度是以材料的初始截面面積定義的最高強(qiáng)度，因此，塑性材料在經(jīng)過(guò)拉伸，頸縮后，材料的截面面積變小很多，斷裂時(shí)荷載已經(jīng)變得很低。當(dāng)材料塑性的降低，材料的極限強(qiáng)度與斷裂強(qiáng)度變得很接近。屈服強(qiáng)度又稱為屈服極限，是材料屈服的臨界應(yīng)力值。（1）對(duì)于屈服現(xiàn)象明顯的材料，屈服強(qiáng)度就是屈服點(diǎn)的應(yīng)力（屈服值）；（2）對(duì)于屈服現(xiàn)象不明顯的材料，與應(yīng)力-應(yīng)變的直線關(guān)系的極限偏差達(dá)到規(guī)定值（通常為0.2%的永久形變）時(shí)的應(yīng)力。通常用作固體材料力學(xué)機(jī)械性質(zhì)的評(píng)價(jià)指標(biāo)，是材料的實(shí)際使用極限。因?yàn)樵趹?yīng)力超過(guò)材料屈服極限后產(chǎn)生頸縮，應(yīng)變?cè)龃螅共牧掀茐?，不能正常使用。?dāng)應(yīng)力超過(guò)彈性極限后，進(jìn)入屈服階段后，ke.baidu/view/206189.htm"變形增加較快，此時(shí)除了產(chǎn)生彈性變形外，還產(chǎn)生部分塑性變形。當(dāng)應(yīng)力達(dá)到B點(diǎn)后，塑性應(yīng)變急劇增加，應(yīng)力應(yīng)變出現(xiàn)微小波動(dòng)，這種現(xiàn)象稱為屈服。這一階段的最大、最小應(yīng)力分別稱為上屈服點(diǎn)和下屈服點(diǎn)。由于下屈服點(diǎn)的數(shù)值較為穩(wěn)定，因此以它作為材料抗力的指標(biāo)，稱為屈服點(diǎn)或屈服強(qiáng)度(ReL或Rp0.2)。有些鋼材(如高碳鋼)無(wú)明顯的屈服現(xiàn)象，通常以發(fā)生微量的aidu/view/337753.htm"塑性變形(0.2％)時(shí)的應(yīng)力作為該鋼材的屈服強(qiáng)度，稱為條件屈服強(qiáng)度（yieldstrength）。首先解釋一下材料受力變形。材料的變形分為彈性變形（外力撤銷后可以恢復(fù)原來(lái)形狀）和塑性變形（外力撤銷后不能恢復(fù)原來(lái)形狀，形狀發(fā)生變化，伸長(zhǎng)或縮短）建筑鋼材以屈服強(qiáng)度作為設(shè)計(jì)應(yīng)力的依據(jù)。所謂屈服，是指達(dá)到一定的變形應(yīng)力之后，金屬開(kāi)始從彈性狀態(tài)非均勻的向彈-塑性狀態(tài)過(guò)度，它標(biāo)志著宏觀塑性變形的開(kāi)始。抗拉強(qiáng)度（Rm）的測(cè)定讀取試驗(yàn)過(guò)程中的最大力。最大力除以試樣原始橫截面積(S0)得到抗拉強(qiáng)度。Rm=Fm/S0（MPa）N/mm28）試驗(yàn)結(jié)果處理試驗(yàn)出現(xiàn)下列情況之一其試驗(yàn)結(jié)果無(wú)效，應(yīng)重做同樣數(shù)量試樣的試驗(yàn)。a.試樣斷在標(biāo)距外或斷在機(jī)械刻劃的標(biāo)距標(biāo)記上，而且斷后伸長(zhǎng)率小于規(guī)定最小值;b.試驗(yàn)期間設(shè)備發(fā)生故障，影響了試驗(yàn)結(jié)果。試驗(yàn)后試樣出現(xiàn)兩個(gè)或兩個(gè)以上的縮頸以及顯示出肉眼可見(jiàn)的冶金缺陷(例如分層、氣泡、夾渣、縮孔等)，應(yīng)在試驗(yàn)記錄和報(bào)告中注明。（GB/T232-1999）1）原理彎曲試驗(yàn)是以圓形、方形、矩形或多邊形橫截面試樣在彎曲裝置上經(jīng)受彎曲塑性變形，不改變加力方向，直至達(dá)到規(guī)定的彎曲角度。彎曲試驗(yàn)時(shí)，試樣兩臂的軸線保持在垂直于彎曲軸的平面內(nèi)。如為彎曲180°角的彎曲試驗(yàn)，按照相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的要求，將試樣彎曲至兩臂相距規(guī)定距離且相互平行或兩臂直接接觸。圖4本公司采用支輥式彎曲裝置進(jìn)行彎曲試驗(yàn)①支輥長(zhǎng)度應(yīng)大于試樣寬度或直徑。支輥半徑應(yīng)為1～10倍試樣厚度。②除非另有規(guī)定，支輥間距離應(yīng)按下式確定：L=(d+3t)±③彎曲壓頭直徑應(yīng)在相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，壓頭寬度應(yīng)大于試樣寬度或直徑，且有足夠的硬度。2）試樣①試驗(yàn)使用圓形、方形、矩形或多邊形橫截面的試樣樣坯的切取位置和方向應(yīng)按照相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的要求如未具體規(guī)定，對(duì)于鋼產(chǎn)品，應(yīng)按照GB/T2975的要求試樣應(yīng)通過(guò)機(jī)加工去除由于剪切或火焰切割等影響了材料性能的部分②試樣寬度應(yīng)按照相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的要求。如未具體規(guī)定，試樣寬度、厚度應(yīng)按照如下要求:a)當(dāng)產(chǎn)品寬度不大于20mm時(shí)，試樣寬度為原產(chǎn)品寬度;b)當(dāng)產(chǎn)品寬度大于20mm,厚度小于3mm時(shí)，試樣寬度為20mm±5mm;厚度不小于3mm時(shí).試樣寬度在20～50mm之間（我們統(tǒng)一采用25mm）c)對(duì)于板材、帶材和型材，產(chǎn)品厚度不大于25mm時(shí)，試樣厚度應(yīng)為原產(chǎn)品的厚度；產(chǎn)品厚度大于25mm時(shí)，試樣厚度可以機(jī)加工減薄至不小于25mm，并應(yīng)保留一側(cè)原表面。彎曲試驗(yàn)時(shí)試樣保留的原表面應(yīng)位于受拉變形一側(cè)。d)直徑或多邊形橫截面內(nèi)切圓直徑不大于50mm的產(chǎn)品，其試樣橫截面應(yīng)為產(chǎn)品的橫截面，如試驗(yàn)設(shè)備能力不足，對(duì)于直徑或多邊形橫截面內(nèi)切圓直徑超過(guò)30～50mm的產(chǎn)品，可以按照?qǐng)D5將其機(jī)加工成橫截面內(nèi)切圓直徑為不小于25mm的試樣。直徑或多邊形橫截面內(nèi)切圓直徑大于50mm的產(chǎn)品，應(yīng)按照?qǐng)D5將其機(jī)加工成橫截面內(nèi)切圓直徑為不小于25mm的試樣。試驗(yàn)時(shí)，試樣未經(jīng)機(jī)加工的原表面應(yīng)置于受拉變形的一側(cè)。除作另有規(guī)定，鋼筋類產(chǎn)品均以其全截面進(jìn)行試驗(yàn)。圖5e)試樣長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)試樣厚度和所使用的試驗(yàn)設(shè)備確定。采用圖3的方法時(shí)可以按照下式л(d+t)+140mm式中：л為圓周率，其值取3.1。3）試驗(yàn)程序試驗(yàn)一般在10-35℃的室溫范圍內(nèi)進(jìn)行。對(duì)溫度要求嚴(yán)格的試驗(yàn)試驗(yàn)溫度應(yīng)為23℃±5℃。試樣彎曲至1800角兩臂相距規(guī)定距離且相互平行的試驗(yàn)，首先對(duì)試樣進(jìn)行初步彎曲(彎曲角度應(yīng)盡可能大)，然后將試樣置于兩平行壓板之間連續(xù)施加力壓其兩端使進(jìn)一步彎曲，直至兩臂平行。試驗(yàn)時(shí)可以加或不加墊塊。除非產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中另有規(guī)定，墊塊厚度等十規(guī)定的彎曲壓頭直徑。4）試驗(yàn)結(jié)果評(píng)定①應(yīng)按照相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的要求評(píng)定彎曲試驗(yàn)結(jié)果。如未規(guī)定具休要求，彎曲試驗(yàn)后試樣彎曲外表曲無(wú)肉眼可見(jiàn)裂紋應(yīng)評(píng)定為合格。②相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的彎曲角度認(rèn)作為最小值；規(guī)定的彎曲半徑認(rèn)作為最大值。大六角高強(qiáng)螺栓扭矩系數(shù)和連接副抗滑移系數(shù)檢測(cè)細(xì)節(jié)一、扭矩系數(shù)檢測(cè)1.復(fù)驗(yàn)用螺栓應(yīng)在施工現(xiàn)場(chǎng)待安裝的螺栓批中隨機(jī)抽取，每批應(yīng)抽取8套連接副進(jìn)行復(fù)驗(yàn)。2.連接副扭矩系數(shù)復(fù)驗(yàn)用的計(jì)量器具應(yīng)在試驗(yàn)前進(jìn)行標(biāo)定，誤差不得超過(guò)2%。3.每套連接副只應(yīng)做一次試驗(yàn)，不得重復(fù)使用。4.連接副扭矩系數(shù)的復(fù)驗(yàn)應(yīng)將螺栓穿入軸力計(jì)，在測(cè)出螺栓預(yù)拉力P的同時(shí)，應(yīng)測(cè)定施加于螺母上的施擰扭矩值T，并應(yīng)按下式計(jì)算扭矩系數(shù)K。（）式中：T──施擰扭矩（N·m）；d──高強(qiáng)度螺栓的螺紋規(guī)格（螺紋大徑）（mm）；P──螺栓預(yù)拉力（kN）。進(jìn)行連接副扭矩系數(shù)試驗(yàn)時(shí)，螺栓預(yù)拉力值應(yīng)符合表的規(guī)定。螺栓預(yù)拉力值范圍(kN)表螺栓規(guī)格（mm）M12M16M20M24M27P≤59≤113≤177≤250≤324≥49≥93≥142≥206≥265二、連接副抗滑移系數(shù)檢測(cè)試件的組裝順序應(yīng)符合下列規(guī)定：先將沖釘打入試件孔定位，然后逐個(gè)換成裝有壓力傳感器或貼有電阻片的高強(qiáng)度螺栓，或換成同批經(jīng)預(yù)應(yīng)力復(fù)驗(yàn)的扭剪型高強(qiáng)度螺栓。緊固高強(qiáng)度螺栓應(yīng)分初擰、終擰。初擰應(yīng)達(dá)到螺栓預(yù)拉力標(biāo)準(zhǔn)值的50%左右。終擰后，螺栓預(yù)拉力應(yīng)符合下列規(guī)定：對(duì)裝有壓力傳感器或貼有電阻片的高強(qiáng)度螺栓，采用電阻應(yīng)變儀實(shí)測(cè)控制試件每個(gè)螺栓的預(yù)拉力值應(yīng)在0.95P～1.05P（P為高強(qiáng)度螺栓設(shè)計(jì)預(yù)拉力值）之間；預(yù)拉力設(shè)計(jì)值P螺栓規(guī)格（mm）162022242730性能等級(jí)8012515017523028010015519022529035595147181214276337105163200236305373同一性能等級(jí)、材料、爐號(hào)、螺紋規(guī)格、長(zhǎng)度（當(dāng)螺栓長(zhǎng)度≤100mm時(shí)、長(zhǎng)度相差≤15mm，螺栓長(zhǎng)度＞100mm時(shí)、長(zhǎng)度相差≤20mm，可視為同一長(zhǎng)度）、機(jī)加工、熱處理工藝、表面處理工藝的螺栓為同批。同一性能等級(jí)、材料、爐號(hào)、螺紋規(guī)格、機(jī)械加工、熱處理工藝、表面處理工藝的螺母為同批。同一性能等級(jí)、材料、爐號(hào)、規(guī)格、機(jī)械加工、熱處理工藝、表面處理工藝的墊圈為同批。分別由同批螺栓、螺母、