钢筋(焊接)试验作业指导书(2008)

作 业 指 导 书

( 钢筋（焊接、机械连接）屈服强度、抗拉强度、

伸长率、弯曲的测定)

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江苏省交通科学研究院有限公司

1.检测设备及开展项目

2.仪器设备操作规程

3.检测工作程序及样品处理

4.试验操作规程

5.数据处理

6.测量不确定度

7.原始记录表格

检测项目及开展项目

2.1 WES-300数显液压式万能试验机操作规程

1. 接通测控系统电源，再接数据采集仪电源, 数据采集仪显示主菜单，用“+”或“-”选择“开始试验”菜单按“Enter”键进入并输入密码编号、试样的截面积，按“Enter” 进入观测页面。

2. 启动油泵，将活塞升起5mm左右，将负荷和变形清零。

3. 检查拉伸夹头是否与试样形状和大小相匹配。

4. 通过主机上的“升”和“降”点动按钮，使活动横梁移动到达适当位置，将试样夹紧到上夹头。

5. 放开下夹头，通过主机上的“升”和“降”点动按钮，使活动横梁带动到试样下端进入到下夹头适当的地方，夹紧在下夹头中，并按“Del”键清除零点.。

6. 按“Enter”进入试验界面，进行试验至试样断裂为止，试件破裂后，仪器将自动记录该次试验的峰值。

7. 试验结束后按“/”返回主菜单页面,选择数据处理,按“Enter”并输入日期进入数据库。按“1”键传输数据

8. 对于压缩试验，上压板固定在移动横梁底面，下压板在工作台面上，由台面上的圆孔定位。

9. 在弯曲试验中，将两支座根据试验需要的距离用螺钉固定在弯曲试验台上。冲头装于移动横梁下端，把试样放置在弯曲支座中间部分。

10.试验结束后，切断电源，将仪器清理干净。

2.2 WES-1000微机数显式万能试验机操作规程

1. 接通测控系统电源，再接数据采集仪电源, 数据采集仪显示主菜单，用“+”或“-”选择“开始试验”菜单按“Enter”键进入并输入密码编号、试样的截面积，按“Enter” 进入观测页面，根据规范设定速率。

2. 启动油泵，将活塞升起5mm左右，将负荷和变形清零。

3. 检查拉伸夹头是否与试样形状和大小相匹配。

4. 通过主机上的“升”和“降”点动按钮，使活动横梁移动到达适当位置，将试样夹紧到上夹头。

5. 放开下夹头，通过主机上的“升”和“降”点动按钮，使活动横梁带动到试样下端进入到下夹头适当的地方，夹紧在下夹头中，并按“Del”键清除零点.。

6. 按“Enter”进入试验界面，进行试验至试件破裂后，仪器将自动记录该次试验的峰值。

7. 试验结束后按“/”返回主菜单页面,选择数据处理,按“Enter”并输入日期进入数据库。按“1”键传输数据

8. 对于压缩试验，上压板固定在移动横梁底面，下压板在工作台面上，由台面上的圆孔定位。

9. 在弯曲试验中，将两支座根据试验需要的距离用螺钉固定在弯曲试验台上。冲头装于移动横梁下端，把试样放置在弯曲支座中间部分。

10.试验结束后，切断电源，将仪器清理干净。

3.检测工作程序及样品处理

3.1样品收发程序

送样（或现场取样）→样品室→样品编号→下发试验通知单→检测人员进行登记→实验室进行检测→检测完毕→进行原始记录数据处理→填写试验报告→复核人员签字→将试验结果填写试验通知单→专人出具检测报告→（试验人员、复核人员、技术负责人）三级签字、盖章→报告生效→客户

3.2检测程序及样品处理

样品→进行检测→检测结束→试验后样品进行集中清理→进行原始记录数据处理→完成试验报告→出具检测报告→完毕

4.试验操作规程 

4.1钢筋

4.1.1验环境要求

试验一般在室温10℃～35℃范围进行；对温度要求严格的试验，试验温度应为23℃±5℃。

4.1.2取样数量及试样要求

(1)热轧带肋钢筋，热轧光圆钢筋：每批任取二根钢筋，每根端头截去500mm后各截取一根拉伸和冷弯试件。

(2)低碳钢热轧圆盘条：每批任取二盘，端头截去500mm后，一盘各取一根拉伸和冷弯试件，另一盘取一根冷弯试件。

(3)闪光对焊接头：每批接头随机抽取六个接头，其中三个做拉伸试验，三个做弯曲试验。

(4)电渣压力焊,单双面搭接焊(帮条焊)接头：每批接头随机抽取三个接头做拉伸试验。

(5)气压焊接头：在柱、墙的竖向钢筋连接中，每批接头随机抽取三个接头做拉伸试验；梁、板的水平钢筋连接中，每批随机抽取三个接头做弯曲试验。

(6)机械连接接头：每批随机抽取三个接头做拉伸试验。

4.1.3屈服强度、抗拉强度、断后伸长率试验

(1)检查原材尺寸，在截取的相当长度原材上标明标距5.65(相隔10mm的连续冲击点，计Lo)。

(2)开机，打开数据采集器，揿下点动开关将母材夹持在相应量程的数显式万能试验机上，其夹持长度不少于夹头深度的3/4。并在数据采集器上进行输入密码编号、试样的截面积输入。并按“Enter” 进入观测页面。

(3)关闭回油阀，打开送油阀。在试验开始时，应点击“Enter”键以让数据采集器记录数据，形成曲线。试验机夹头的分离速率应尽量保持恒定，并使其应力速率控制在6～60MPa/s。同时还需在相应阶段控制其应变速率。

(4)一直施加试验力。读取屈服力（Fel或FP0.2）后调节加载速率直至原材断裂，记录最大试验力（Fm）。

(5)试样断裂后，应立即打开回油，同时关闭送油阀，将试样取出。

(6)量取标距为5.65的断后标距Lu，并把起数据输入数据采集器。

(7)根据试验结果计算相应指标。

4.1.4弯曲试验

（1）根据样品的性质规格，选用合适的弯头，调节支承轮间距。

（2）试样轴线应与弯曲压头轴线垂直，弯曲压头在两支座之间的中点处对试样连续施加力使其弯曲，直至达到规定的弯曲角度。如不能直接达到规定的弯曲角度，应将试样置于两平行压板之间，连续施加力压其两端使进一步弯曲，直至达到规定的弯曲角度。

（3）试样弯曲至180°角，两臂相距规定距离且相互平行。

（4）弯曲试验时，应缓慢施加弯曲力。

（5）试验结束，观察试样上是否有裂纹出现。

4.2钢筋焊接

4.2.1钢筋焊接、机械连接接头拉伸试验：

(1) 开机，揿下点动开关将试件夹持在相应量程的数显式万能试验机上，试样横筋应夹紧于夹具的横槽内,不得转动。纵筋应通过纵槽夹紧于万能试验机下钳口内，纵筋受拉的力应与试验机的加载轴线相重合。并在数据采集器上进行输入密码编号、试样的截面积输入。并按“Enter” 进入观测页面。

(2)关闭回油阀，打开送油阀。在试验开始时，应点击“Enter”键以让数据采集器记录数据，形成曲线。试验机夹头的分离速率应尽量保持恒定，并使其应力速率控制在 1～30MPa/s。

(3) 一直施加试验力，直至原材断裂。读取最大试验力（Fm），立即打开回油，同时关闭送油阀。量出断后距离，并输入采集器。

 (4)试样断裂后，应立即打开回油，同时关闭送油阀，将试样取出。

(5)根据试验结果计算相应指标。

4.2.2钢筋焊接接头冷弯试验：

（1）将试样受压面的金属毛刺和镦粗变形部位用砂轮等工具加工，使之达到于原材外表齐平，其余部位可保持焊后状态。

（2）选择合适弯心的弯头进行试验。

（3）试样轴线应与弯曲压头轴线垂直，弯曲压头在两支座之间的中点处对试样连续施加力使其弯曲，直至达到规定的弯曲角度。

如不能直接达到规定的弯曲角度，应将试样置于两平行压板之间，连续施加力压其两端使进一步弯曲，直至达到规定的弯曲角度。

（4）弯曲试验时，应缓慢施加弯曲力。

（5）试验结束，观察试样上是否有裂纹或裂缝尺寸。

5.数据处理

5.1结果判定

5.1.1钢筋原材试验结果的任一指标不符合其规范规定值时，应双倍取样复检，当复检仍有不合格，则该批钢筋不合格。

5.1.2钢筋闪光对焊接头、电弧焊接头、电渣压力焊接头、气压焊接头拉伸试验结果均应符合下列要求：

（1）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；

（2）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2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个试件的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个试件抗拉强度小于规定值，或2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，应进行复检。

复检时，应再切取6个试件。复检结果，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，应判定该批接头不合格品。

注：当接头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。

5.1.3对机械连接接头的每一验收批，必须在工程结构中随机截取3个接头试件作抗拉强度试验，按设计要求的接头等级进行评定。 

当3个接头试件的抗拉强度均符合下表中相应等级的要求时，该验收批评为合格。。

如有1个试件的强度不符合要求，应再取6个试件进行复检。复检中如仍有1个试件的强度不符合要求，则该验收批评为不合格。

5.2.1确定数字的修约间隔K（1.2.5）和有效数字位数按下列方法尽进行：

    修约间隔整倍数的一系列（修约数的上一个至下一个即可）数中，最接近拟修约数的倍数。如：1.150001按0.1修约间隔（0.1表明K=1，及一位小数），相邻修约数有：1.2、1.1。两数中1.2最接近1.150001，故1.2为修约数。

     如果修约间隔整倍数的一系列，有连续两个数同地接近拟修约数，则两个数中只有为修约间隔偶数倍的数才是修约数。

5.2.2试验测定的性能结果数值应按照相关产品标准的要求进行修约。如未规定具体要求，按本表进行修约：

（1）试样断在标距外或断在标距上，而且断后伸长率小于规定最小值；

（2）试验期间设备发生故障，影响了试验结果。

6、测量不确定度报告

6.1数学模型: （强度）

Rel=F/A

式中：Rel—强度(N/mm2)

          F—拉力(N)

A—试件面积(mm2)

6.1.1最佳测定值

     由F1=44000 N          F2=44500N

     得:F=44250 N

        Ā=113.1mm2

Rel =F/Ā=391.2  Mpa

6.1.2 方差与灵敏系数

1方差:由数学模型得 UC2(Rel)=(∂Rel /∂F)2U2(F)+(∂Rel /∂A)2U2(Ā)

2灵敏系数:  Ci=∂f/∂xi

             即:   C1=C(F)= ∂Rel /∂F=0.009    

             C2=C(A)= ∂Rel /∂A=- 3.46

6.1.3标准不确定度的计算

1 测量读数F的标准不确定度 U (F)

U (F)= ︳‌‌‌‌‌△︳/K

     F的允许误差 △=±0.8%

     均匀分布,包含因子 K=31/2

则： U (F)=0.005

6.2抗拉试件面积A的不确定度 U (A)

 0.25*π*d2=A                   

取：d=10, π=3.14

则：A=78.5mm2

 6.2.1方差与灵敏系数

1方差:由数学模型得 UC2(A)=(∂A  /∂π)2U2(π)+(∂A /∂d)2U2(d)

2灵敏系数:  Ci=∂f/∂xi

           即:   C1=C(π)= ∂ A /∂π=0.25 d2=25.0    

            C2=C(d)= ∂ A /∂ d = 0.5πd= 15.71

6.2.2标准不确定度的计算：

1、U (π)= ︳‌‌‌‌‌△︳/K

     π取值的允许误差 △=±0.01

     均匀分布,包含因子 K=31/2

          U (π)=0.006

2、U (d)= ︳‌‌‌‌‌△︳/K

     F的允许误差 △=±0.02

     均匀分布,包含因子 K=31/2

          U (d)=0.012

UC2(A)=(∂ A  /∂π)2U2(π)+(∂ A /∂d)2U2(d)=0.058

6.3合成标准不确定度：

UC2(Rel)=(∂ REl /∂F)2U2(F)+(∂ Rel /∂A)2U2(Ā)=0.1

6.4扩展不确定度：

U=k×UC(A)=1.7

6.1.5试验检测结果的不确定度报告

         Rel = -Rel±U=391.2±1.7

6.3数学模型: 

△Lm=L/L0*100

式中：△Lm—总延伸(N/mm2)

          L—试样标距伸长的距离(N)

L0—试样的标距(mm2)

6.3.1最佳测定值

     由L1=15mm          L2=17mm

     得:L=16mm

       L0=100mm

△Lm=L/L0*100=16%

6.3.2 方差与灵敏系数

1方差:由数学模型得 UC2(△Lm)=(∂ △Lm /∂ L)2U2(L)+(∂ △Lm /∂ L0)2U2(L0)

2灵敏系数:  Ci=∂f/∂xi

              即:   C1=C(L)= ∂fcc/∂F=1

             C2=C(L0)= ∂fcc/∂A=-0.16

6.3.3标准不确定度的计算

1 测量读数L的标准不确定度 U(L)

U(L)= ︳‌‌‌‌‌△︳/K

     F的允许误差 △=±1%

     均匀分布,包含因子 K=31/2

则： U(L)=0.005

1 测量读数L0的标准不确定度 U(L0)

U(L0)= ︳‌‌‌‌‌△︳/K

     F的允许误差 △=±1%

     均匀分布,包含因子 K=31/2

则： U(L0)=0.005

6.3.4计算合成标准不确定度UC2(△Lm)：

UC2(△Lm)=(∂ △Lm /∂ L)2U2(L)+(∂ △Lm /∂ L0)2U2(L0) =0.1 

1扩展不确定度U：

          U=k×UC(REl)=0.1

6.3.5试验检测结果的不确定度报告

          y=y±U=16%±0.1

7. 依据文件

《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)

《低碳钢热轧圆盘条》 (GB/T701-1997)

《钢筋混凝土用热轧光圆钢筋》 (GB13013-1991)

《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》 （GB1499.2-2007)

《钢筋焊接及验收规程》 (JGJ 18-2003)

《钢筋焊接接头试验方法标准》( JGJ/T27-2001)

《钢筋机械连接通用技术规程》(JGJ 107-2003)

8、原始记录表

试验结果应记录在附表《钢材试验记录表》中。