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2010年建筑钢材

发布时间:

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10.1 建筑钢材概述

建筑钢材

建筑钢材是指用于建筑工程方面的各种钢材,包括各种型材、棒 材和异型钢材。钢材具有以下优点:组织均匀密实,强度很高,且具 有相当高的塑性和韧性,不仅能铸成各种形状的铸件,而且也能承受 各种形式的压力加工,能够进行焊接、铆接和切割,便于装配。但也 有一定的缺点,主要是容易锈蚀,维修费用大。 10.1.1 工程常用钢材的分类 钢材可按冶炼方法、化学成分、品质和用途等多种方法分类。其 中以化学成分和按用途分类较为广泛。
10.1.1.1 按冶炼方法分类
按冶炼设备的不同,即冶炼方法的不同,可分为*炉钢、转炉钢

和电炉钢三大类。
10.1.1.2 按化学成分分类

钢中主要含有碳(C)、硅(Si)、锰(Mn)、磷(P)、硫(S)和其他合金元 素。按化学成分可以把钢分为碳素钢和合金钢两大类。 ⑴、碳素钢 按照含碳量不同,分为:低碳素钢(C<0.25%),中碳素钢(C:0.25%~ 0.60%),高碳素钢(C>0.60%)。 按照磷、硫等杂质含量不同,分为:普通碳素钢(P≤0.045%,

S≤0.055%),优质碳素钢(P≤0.040%,S≤0.045%),高级优质碳素钢(P ≤0.030%,S≤0.035%)。 ⑵、合金钢 按照合金元素的含量不同,分为:低合金钢(含量<5%),中合金钢 (含量为 5%~10%),高合金钢(含量>10%)。 按照磷、硫等杂质含量不同,分为:普通低合金钢(P、S 均≤ 0.050%),优质合金钢(P、S 均≤0.040%),高级优质合金钢(P、S 均≤ 0.030%)。
10.1.1.3 按品质分类

根据钢中所含杂质的多少分为:普通钢(包括甲类、乙类、特类)、 优质钢和高级优质钢三类。高级优质钢主要是控制硫含量在 0.020%~0.030%,磷含量控制在 0.035%以内。
10.1.1.4 按用途分类

钢的用途与其形状有关,所以按用途分类实际上是按形状分类。 建筑用钢材的形状主要有型材、棒材(或线材)和异型材。 ⑴.型材:主要包括型钢(工字钢、槽钢、角钢等)和钢板。 ⑵.棒材:主要包括钢筋、钢丝、钢绞线等。 ⑶.异型材:是为特殊用途而制作的,如:锚具、夹具和异型钢梁 等。

10.1.2 建筑钢材的主要力学和工艺性能
10.1.2.1 强度

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。 ⑴.屈服强度也称屈服极限,它是钢材开始丧失对变形的抵抗能 力,并开始产生大量塑性变形时所对应的应力。中碳钢和高碳钢没有 明显的屈服过程,通常以产生 0.2%残余变形时的应力作为屈服强度。 ⑵.抗拉强度是钢材所能承受的最大拉应力。即当拉应力达到强度 极限时,钢材完全丧失了对变形的抵抗能力而断裂。 ⑶. 强屈比是抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比值,通常用 来比较结构的可靠性和钢材的有效利用率。强屈比越大,结构可靠性 越高,即延缓结构损伤程度的潜力越大,但比值太大,则钢材的有效 利用率太低。GB50204-2002 规定对一、二级抗震框架结构,其纵向 受力钢筋的强屈比不应小于 1.25。 ⑷.屈标比是屈服强度实测值与屈服强度标准值的比值,它能够在 一定程度上反映钢材的塑性和变形能力。屈标比应当大于 1.0,屈服 强度才合格,但比值太大,塑性和变形能力就越差。GB50204-2002 规定对一、二级抗震框架结构,其纵向受力钢筋的屈标比不应大于 1.3。
10.1.2.2 塑性

塑性是钢材在受力破坏前可以经受永久变形的性能,通常用伸长 率、最大力总伸长率和断面收缩率表示。

⑴.伸长率是钢材受拉发生断裂时所能承受的永久变形能力,是原 始标距的伸长与原始标距之比的百分率。应当区分断后伸长率(A)、 断裂总伸长率(At)、最大力总伸长率(Agt)和最大力非比例伸长率 (Ag)。见图 1。 断后伸长率(A):断后标距的残余伸长(Lu-Lo)与原始标距(Lo) 之 比的百分率。 断裂总伸长率(At):断裂时刻原始标距的总伸长(弹性伸长与塑性 伸长)与原始标距(Lo) 之比的百分率。 最大力总伸长率(Agt): 最大力时原始标距的总伸长(弹性伸长与塑 性伸长)与原始标距(Lo) 之比的百分率。 最大力非比例伸长率(Ag):最大力时原始标距的残余伸长与原始 标距(Lo) 之比的百分率。

应力

O

Ag Agt A At

伸长率

图 10.1.2.2-1 伸长率的定义

⑵.断面收缩率是指试件拉断后缩颈处横断面积的最大缩减量占 原横断面积的百分率。
10.1.2.3 冷弯性能

冷弯性能是钢材在常温条件下承受规定弯曲程度的弯曲变形能 力,并可在弯曲中显示钢材缺陷的一种工艺性能。规定试件在规定的 弯曲角度、 弯心直径及反复弯曲次数条件下, 试件弯曲处不产生裂纹、 断裂和起层脱皮等现象时,即认为合格。
10.1.2.4 硬度

硬度是钢材抵抗其他较硬物体压入的能力,实际上硬度为钢材抵 抗塑性变形的能力。测定钢材硬度常用的方法有布氏法、洛氏法和维 氏法,相应的作为硬度指标有布氏硬度(HB)、洛氏硬度(HR)、维氏硬 度(HV)。
10.1.2.5 冲击韧性

钢材的冲击韧性是指钢材在冲击荷载作用下断裂时吸收能量的能 力,它是衡量钢材抵抗脆性破坏的力学性能指标。
10.1.2.6 耐疲劳性

钢材若在交变应力(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,这种现象称为 “疲劳破坏” 。钢材抵抗疲劳破坏的能力称为耐疲劳性。

10.1.2.7 焊接性能

焊接性能是指钢材的连接部分焊接后力学性能不低于焊件本身, 以防止产生硬化脆裂、退火和内应力过大等现象。

10.2 主要建筑用钢材的品种及质量标准
10.2.1 钢筋混凝土用钢筋 钢筋混凝土用钢筋主要包括:热轧带肋钢筋、热轧光圆钢筋、余 热处理钢筋、冷轧带肋钢筋等。
表 10.2.1 钢筋混凝土用钢筋的力学和工艺性能标准
屈服强度 抗拉强度 品 种 牌号 公称直 径(mm) Rel (MPa) Rm (MPa) 不小于 6~25 HRB335 HRBF335 28~40 >40~50 热轧带肋钢筋 6~25 HRB400 28~40 >40~50 6~25 HRB500 HRBF500 热轧光圆钢筋 (GB1499.1-2008) 余热处理钢筋 (GB13014-1991) HPB235 6-22 HPB300 20MnSi (KL400) CRB550 冷轧带肋钢筋 (GB13788-2000) CRB650 CRB800 CRB970 4~6 8~25 28~40 4~12 300 400 σ
p0.2

伸长率 A (%)

最大力 总伸长 率 Agt (%)

弯曲试验 180° d=弯芯直 径 a=试样直 径 d=3a 备注

335

455

17

d=4a d=5a d=4a 根据需方要 求,钢筋可 进行反向弯 曲性能试验

(GB1499.2-2007) HRBF400

400

540

16

7.5

d=5a d=6a d=6a

28~40 >40~50

500

630

15

d=7a d=8a

235

370 25 420 600 550 650 800 970 14 8.0(δ 4.0(δ 4.0(δ 4.0(δ
10 ) 10 0) 10 0) 10 0)

10.0

d=a d=3a d=4a d=3a 次 a=4,d=10

/

/ / 率≤8%; 10h 松弛率

≥0.8 σ
b

反复弯曲 3 1000h 松弛



屈服强度 抗拉强度 品 种 牌号 公称直 径(mm) Rel (MPa) Rm (MPa)

伸长率 A (%)

最大力 总伸长 率 Agt (%)

弯曲试验 180° d=弯芯直 径 a=试样直 径 a=5,d=15 ≤5% 备注

不小于 σ b/σ CRB1170
p0.2≥

1170

4.0(δ

10 0)

a=6,d=15

1.05

注:1. 热轧带肋钢筋直径 28mm~40mm 各牌号钢筋的断后伸长率 A 可降低 1%,直径大于 40mm 各牌号钢
筋的断后伸长率 A 可降低 2%。 2. 热轧带肋钢筋有较高要求的抗震结构适用牌号在表中牌号后加 E(如 HRB335E),还应满足以下要求: a.钢筋实测抗拉强度与实测屈服强度之比不小于 1.25; b.钢筋实测屈服强度与表规定屈服强度特征值之比不大于 1.30; c.钢筋的最大力总伸长率不小于 9%。

10.2.2 预应力混凝土用钢筋、钢丝和钢绞线
10.2.2.1 预应力混凝土用精轧螺纹钢筋和冷拔低碳钢丝
预应力混凝土用精轧螺纹钢筋的力学性能标准(GB/T20065-2006) 预应力混凝土用冷拔低碳钢丝的力学性能标准(JC/T540-2006)

10.2.2.2 预应力混凝土用冷拉钢丝、消除应力钢丝和消除应力刻痕钢丝
预应力混凝土用冷拉钢丝的力学性能标准(GB5223-2002)

10.2.3 碳素结构钢
碳素结构钢为一般结构钢和工程用热轧钢板、钢带、型钢、棒钢等,其弯曲 试验标准见表 10.2.3-1,拉伸和冲击试验标准见表 10.2.3-2。

表 10.2.3-1 碳素结构钢弯曲试验标准(GB/T 700-2006)
冷弯试验 180°B=2a 牌号 试样方向 钢材厚度(或直径)/mm ≤60 弯心直径 d 纵 Q195 横 纵 Q215 横 0 0.5a 0.5a a 1.5a 2a — >60~100

纵 Q235 横 纵 Q275 横

a 1.5a 1.5a 2a

2a 2.5a 2.5a 3a

注: 1.B 为试样宽度,a 为试样厚度(直径)。 2.钢材厚度(或直径)大于 100mm 时,弯曲试验由双方协商确定。 表 10.2.3-2 碳素结构钢拉伸和冲击试验标准(GB/T700-2006)
牌号 等级
≤16 >16~ >40~ >60~ >100~ >150~ 40 60 100 150 200

屈服强度 REh/(N/mm2) 厚度(直径)/mm

抗拉 强度 Rm/ (N/mm2) ≤40

断后伸长率 A/% 厚度(直径)/mm
>40~ >60~ >100~ 60 100 150 >150~ 200

冲击试验 V型 温度/ 冲击功(纵 ℃ 向) J

Q195 Q215

— A B A B

195 215

185 205

— 195

— 185

— 175

— 165

315~430 335~450

33 31

— 30

— 29

— 27



— —

— — 27 —

26

+20 —

Q235

C D A

235

225

215

215

195

185

370~500

26

25

24

22

21

20 0 -20 — — 27

Q275

B C D

275

265

255

245

225

215

410~540

22

21

20

18

17

+20 — -20 27

注:1.Q195 的屈服强度值仅供参考,不作交货条件。 2.厚度大于 100mm 的钢材抗拉强度下限允许降低 20N/mm2。宽带钢(包括剪切 钢板)抗拉强度上限不做交货条件。 3.厚度小于 25mm 的 Q235B 级钢材,如供方能保证冲击吸收功值合格,经需方 同意,可不做检验。

10.3.1 取样及样品制备
10.3.1.1 钢筋 ⑴.批量规则 由同一厂别、同一炉号、同一规格、同一交货状态、同一进场(厂)时间的钢 筋为一验收批,每批数量不大于 60t。 ⑵.试件数量

每批钢筋取试件一组,试件数量符合表 10.3.1.1 的规定。 每组试件数量 序 钢筋种类 号 拉伸试验 弯曲试验 1 热轧带肋钢筋 2根 2根 2 热轧光圆钢筋 3 余热处理钢筋 2根 2根 4 冷轧带肋钢筋 每盘 1 个 每批 2 个 从每批中选取 10%的盘数 5 热处理钢筋 — (不少于 25 盘),每盘 1 个 注:当热轧带肋钢筋和热轧光圆钢筋批量大于 60 吨时,每增加 40 吨增加拉 伸和弯曲试样各一根。 ⑶.取样方法 凡是拉伸和冷弯均取两个试件的,应从任意两根钢筋中截取,每根钢筋取一 根拉伸试件和一根弯曲试件。冷轧带肋钢筋冷弯试件应取自不同盘。 取样时,应首先在钢筋的端部至少截去 50cm,然后切取试件。 试件长度:拉伸试件 L≥L0+200mm,冷弯试件 L≥D+2.1d+150mm L 其中 L0::为原始标距长度。热轧带肋钢筋、热轧光圆钢筋和余热处理钢筋 为 5d;热处理钢筋和牌号为 CRB550 的冷轧带肋钢筋为 10d;牌号为 CRB650、 CRB800、CRB970、CRB1170 的冷轧带肋钢筋为 100mm。 D:弯心直径,单位 mm。 d:为钢筋直径,单位 mm。 10.3.1.2 钢丝 ⑴.批量规则 由同一牌号、同一规格、同一加工状态的钢丝为一验收批,每批数量不大于 60t。 ⑵.试件数量 每批钢筋取试件一组。每组试件: 用于拉伸(抗拉强度、断后伸长率、断面收缩率)、弯曲、扭转试验每盘各 1 根; 用于规定非比例伸长应力、最大力下总伸长率试验每批 3 根; 用于应力松弛性能试验每合同批不少于 1 根。 ⑶.取样方法 试件在每(任一)盘中的任意一端截取。 试件长度一般不小于 400mm;扭转试样长度夹具间距离不小于 210mm;应 力松弛试样长度不小于 2500mm。 10.3.1.3 钢绞线 ⑴.批量规则 由同一牌号、同一规格、同一生产工艺制造的钢绞线为一验收批,每批数量 不大于 60t。

⑵.试件数量 每批钢绞线取试件一组,从中任取 3 盘,每盘取试件 1 根。如每批少于 3 盘, 则应逐盘进行检验。 ⑶.取样方法 从每捆钢绞线的任一端切取样品,但发现钢丝有接缝的任何试样都应作废, 并应选取新的试样。 试件长度不小于 700mm。 10.3.1.4 碳素结构钢 ⑴.批量规则 由同一牌号、同一炉罐号、同一质量等级、同一品种、同一尺寸、同一交货 状态的钢材为一验收批,每批数量不大于 60t。 ⑵.试件数量 每批钢材取试件一组, 每组拉伸和冷弯试验试件各 1 个, 冲击试验试件 3 个。 ⑶.取样方法 按照《钢及钢产品力学性能试验取样位置及试样制备》(GB/T2975-1998)附 录 A 规定执行。

10.3.2 拉伸试验
10.3.2.1 试验准备工作 ⑴.检测人员上岗资格准备。 从事建筑钢材试验的人员应经过培训考核合格,持有相应上岗证件。 ⑵.试验样品准备。 组批方法、抽样方法和试件数量应符合 10.3.1 的规定,具有代表性; 样品应有抽样单(或委托单),送抵试验室后应检查验收,复核样品的长度、 直径(厚度),检查外观、标识,进行样品描述,并做好记录; 在试验检测开始前将样品提前放入检测室内, 使试样温度与检测室温度保持 一致; 按照 10.2 各建筑钢材质量标准中伸长率的规定对试件标记原始标距 L0,准 确到±1%。 ⑶.试验仪器设备准备。 选择拉力或万能试验机,准确度应为Ⅰ级或优于Ⅰ级,并经计量检定合格。 预估试样的屈服荷载和破断荷载,选择度盘并加砣,使试验荷载在度盘示值 范围的 20%~80%之间。 根据选择的度盘,调整缓冲阀至合适位置。 检查试验机的阀门、夹具、*衡砣、指针丝杆等,如无异常,启动试验机, 进行试运转。 将试验机活动夹头部分升起 1~2cm,关闭送油阀和回油阀,初步调整指针 至零。 试验开始前,应记录所使用的试验机的规格型号、精度、分度值、管理编号

和设备性能状况。 ⑷.检测环境条件准备。 试验一般在 10℃~35℃范围内进行, 对温度要求严格的试验, 检测室温度应 为 23℃±5℃。试验开始前,应检查检测室温度,并做好记录。 ⑸.检测方法标准准备。 试验工作开始前应当核对委托方所要求采用的检测方法标准和检测结果评 定标准,将其备齐,交检测人员作为进行检测和评定的依据。 ⑹.检测记录表格准备。 检测记录是试验工作的最原始的资料。检测记录应当有统一的格式,其内容 应包含有足够的信息,以保证检测结果能够再现。 10.3.2.2 试验操作方法 ⑴. 试样夹持和调零。启动试验机,将活动夹头部分升起到适当位置,将试 样夹持在活动夹头之中。然后关闭送油阀和回油阀,调整试验机指针至零。再调 整试验机两个夹头之间的距离,把试样的另一端夹持在试验机的固定夹头之中。 夹持好的试样应确保承受轴向拉力的作用。 ⑵. 上屈服强度(ReH)和下屈服强度(ReL)的测定。 a. 试验速率的规定: 测定上屈服强度:在弹性范围和直至上屈服强度,试验机夹头的分离速率应尽 可能保持恒定规定的应力速率的范围内。 ⑴.试样原始横截面积(S0)的取用。 a.钢筋、钢丝计算屈服强度或抗拉强度用截面积采用公称横截面面积, c.型 钢试样原始横截面积,采用 GB/T228-2002 规定的方法进行测量。 ⑵.数据修约的规定 a. 强度值:≤200N/mm2 时,修约至 1 N/mm2 >200 N/mm2~1000 N/mm2,修约至 5 N/mm2 >1000 N/mm2 时,修约至 10 N/mm2 b. 伸长率:修约至 0.5%。 10.3.2.4 试验结果处理 ⑴.如果一组(1 根或若干根) 拉伸试样中, 每根试样的所有试验结果都符合产 品标准的规定,则判定该组试样拉伸试验合格。 ⑵.如果有一根试样的某一项指标(屈服强度、抗拉强度或伸长率) 试验结果 不符合产品标准的规定,则应加倍取样,重新检测全部拉伸试验指标。如果仍有 一根试样的某一项指标不符合规定,则判定该组试样拉伸试验不合格。 ⑶. 当试样断在标距外或断在机械刻划的标距标记上,而且断后伸长率小于 规定最小值,或者试验期间设备发生故障,影响了试验结果,则试验结果无效,应重 做同样数量试样的试验。

⑷.试验后试样出现两个或两个以上的缩颈以及显示出肉眼可见的冶金缺陷 (例如分层、气泡、夹渣、缩孔等),应在试验记录和报告中注明。

10.3.3 弯曲试验
10.3.3.1 试验准备工作 ⑴.按 10.2 各建筑钢材质量标准中弯心直径的规定选择冷弯冲头,并安装牢 固。 ⑵.按 L=(d+3a)±0.5a(d 为弯心直径,a 为试样直径或厚度)确定两支辊间的 距离,并安装牢固。 ⑶.其它同 10.3.2.1。 10.3.3.2 试验操作方法 ⑴.将试样放于两支辊上, 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。 ⑵. 试验完毕,要关闭电源,擦拭仪器。按照试验室管理规定保管或处理检 验后的样品,记录仪器设备的使用时间和用后仪器设备的性能状况。 10.3.3.3 试验结果处理 ⑴.如果一组(1 根或若干根) 弯曲试样中, 弯曲试验后每根试样的弯曲外表面 均无肉眼可见的裂纹,则判定该组试样弯曲试验合格。 ⑵.如果有一根试样在达到规定弯曲角度之前即发生断裂, 或虽已达到规定的 弯曲角度但试样弯曲外表面有肉眼可见的裂纹,则应加倍取样,重新进行弯曲试 验。如果仍有一根试样不符合要求,则判定该组试样弯曲试验不合格。 ⑶.相关产品标准规定的弯曲角度, 在弯曲试验中认作为最小值; 规定的弯曲 半径,认作为最大值。

10.4 钢筋焊接接头试验
10.4.1 钢筋焊接概述
10.4.1.1 术语 ⑴.钢筋电阻点焊 将两钢筋安放成交叉叠接形式,压紧于两电极之间,利用电阻热熔化母材金 属,加压形成焊点的的一种压焊方法。 ⑵.钢筋闪光对焊

将两钢筋安放成对接形式,利用电阻热使接触点金属熔化,产生强烈飞溅, 形成闪光,迅速施加顶锻力完成的一种压焊方法。 ⑶.钢筋电弧焊 以焊条作为一极,钢筋为另一极,利用焊接电流通过产生的电弧热进行焊接 的一种熔焊方法。 ⑷.钢筋窄间隙电弧焊 将两钢筋安放成水*对接形式,并置于铜模内,中间留有少量间隙,用焊条 从接头根部引弧,连续向上焊接完成的一种电弧焊方法。 ⑸.钢筋电渣压力焊 将两钢筋安放成竖向对接形式,利用焊接电流通过两钢筋端面间隙,在焊剂 层下形成电弧过程和电渣过程,产生电弧热和电阻热,熔]化钢筋,加压完成的 一种压焊方法。 ⑹.钢筋气压焊 采用氧乙炔火焰或其他火焰对两钢筋对接处加热, 使其达到塑性状态 (固态) 或熔化状态(熔态)后,加压完成的一种压焊方法。 ⑺.预埋件钢筋埋弧压力焊 将钢筋与钢板安放成 T 型接头形式,利用焊接电流通过,在焊剂层下产生电 弧,形成熔池,加压完成的一种压焊方法。 ⑻. 热影响区 焊接或热切割过程中,钢筋母材因受热的影响(但未熔化) ,使金属组织和 力学性能发生变化的区域。(1.钢筋电阻焊焊点:0.5d;2.钢筋闪光对焊接头: 0.7d;3.钢筋电弧焊接头:6~10mm;4.钢筋电渣压力焊接头:0.8d;5. 钢筋气 压焊接头:1.0d;6. 预埋件钢筋埋弧压力焊接头:0.8d) ⑼. 延性断裂 伴随明显塑性变形而形成延性断口(断裂面与拉应力垂直或倾斜,其上具有 细小的凹凸,成纤维状)的断裂。 ⑽. 脆性断裂 几乎不伴随塑性变形而形成脆性断口, (断裂面通常与拉应力垂直,宏观上 由具有光泽的亮面组成)的断裂。 10.4.1.2 常用的焊条与焊剂 ⑴.焊条 电弧焊所采用焊条,应符合现行国家标准《碳钢焊条》GB/T5117 或《低合 金钢焊条》GB/T5118 的规定,其型号应根据设计确定;若设计无规定时,可按 表 10.4.1.2 选用。 ⑵.焊剂 在电渣压力焊和预埋件埋弧压力焊中,可采用 HJ431 焊剂。 表 10.4.1.2 钢筋电弧焊焊条型号(JGJ18-2003)
电弧焊接头形式 钢筋牌号 帮条焊 搭接焊 坡口焊 熔槽帮条焊 预埋件穿孔塞焊 窄间隙焊 钢筋与钢板搭接 焊 预埋件 T 型角焊

HPB235 HRB335 HRB400 RRB400

E4303 E4303 E5003 E5003

E4303 E5003 E5503 E5503

E4316 E5016 E6016 —

E4315 E5015 E6015

E4303 E4303 E5003 —

10.4.2 焊接质量检查与验收
10.4.2.1 一般规定 ⑴. 焊工上岗操作应持有合格证。 ⑵. 在工程开工正式焊接之前,参与该项施焊的焊工应进行现场条件下的焊 接工艺试验,并经试验合格后,方可正式生产。 ⑶.钢筋焊接接头或焊接制品应按检验批进行质量检验与验收,质量检验包 括外观检查和力学性能检验。 ⑷.焊接接头的外观检查,首先应由焊工对所含接头或制品进行自检,然后 由施工单位的专业质量检查员检验。 检查结果,当外观质量各小项不合格数均小于或等于抽检数的 10%,则该批 焊接接头外观质量评为合格。 当某一小项不合格数超过抽检数的 10%, 应对该批焊接接头该小项逐个进行 复验,并剔出不合格接头;对外观检查不合格接头采取修整或焊补措施后,可提 交二次验收。 ⑸.焊接接头的力学性能检验,试样应从外观检查合格的焊件中随机抽取, 检查钢筋出厂质量证明书、 钢筋进场复验报告和各项焊接材料产品合格证,接头 试件力学性能试验方法执行《钢筋焊接接头试验方法标准》(JGJ/T27-2001)。 ⑹.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 验结果按以下标准评定: a.基本要求: 一、 个热轧钢筋接头试件抗拉强度均不得小于该牌号钢筋规定的抗拉强度; 3 RRB400 接头试件的抗拉强度均不得小于 570N/mm2。 二、至少应有 2 个试件断于焊缝之外,并应呈延性断裂。 b.一次判定合格的条件: 当达到上述两项要求时,应评定该批接头为抗拉强度合格。 c.一次判定不合格的条件: 当试验结果有两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。 d.首次检验不符合要求时,允许复验的条件: 当试验结果有 1 个试件的抗拉强度小于规定值, 或有 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 复验。 e.复验判定不合格的条件: 复验时应再切取 6 个试件。 复验结果, 当仍有 1 个试件抗拉强度小于规定值, 或 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,则判定该批接头为不合格品。

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 等于钢筋规定的抗拉强度的 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。 ⑺.闪光对焊接头、气压焊接头弯曲试验结果按以下标准评定: a.一次判定合格的条件: 当试验结果,弯至 90° ,有 2 个或 3 个试件外侧(含焊缝和热影响区)未发 生破裂,应评定该批接头弯曲试验合格。 b.一次判定不合格的条件: 当 3 个试件均发生破裂,则一次判定该批接头为不合格品。 c.首次检验不符合要求时,允许复验的条件: 当有 2 个试件发生破裂,应进行复验。 d.复验判定不合格的条件: 复验时,应再切取 6 个试件。复验结果,当有 3 个事件发生破裂时,应判定 该批接头为不合格品。 注:当试件外侧横向裂纹宽度达到 0.5mm 时,应认定已经破裂。 10.4.2.3 钢筋闪光对焊接头 ⑴. 组批规定、检验项目和试件数量 a.在同一台班内,由同一焊工完成的 300 个同牌号、同直径钢筋焊接接头 应作为一批。当同一台班焊接的接头数量较少,可在一周内累计计算;累计仍不 足 300 个接头时,应按一批计算。 《铁路混凝土与砌体工程施工质量验收标准》(TB10424-2003)规定:闪光对 焊钢筋“焊接接头的力学性能检验以同级别、同规格、同接头形式和同一焊工完 成的每 200 个接头为一批,不足 200 个也按一批计。 ” b.每批随机抽取 10%的焊接接头做外观检查。 c.每批随机切取 6 个接头做力学性能试验,其中 3 个做拉伸试验,3 个做弯 曲试验。 d. 焊接等长的预应力钢筋(包括螺丝端杆与钢筋)时,可按生产时同等条件制 作模拟试件。 e.螺丝端杆接头可只做拉伸试验。 f.封闭环式箍筋闪光对焊接头,以 600 个同牌号、同规格的接头作为一批, 只做拉伸试验。 ⑵. 外观检查的内容与要求 a. 接头处不得有横向裂纹; b. 与电极接触处的钢筋表面不得有明显烧伤; c. 接头处的弯折角不得大于 3° ; d. 接头处的轴线偏移不得大于钢筋直径的 0.1 倍,且不得大于 2mm。 外观检查结果按 10.4.2.1(4)的规定进行评定。 ⑶. 力学性能检验,包括拉伸试验和弯曲试验,检验结果按 10.4.2.1⑸~⑺ 的规定进行评定。 ⑷. 当模拟试件试验结果不符合要求时,应进行复验。复验应从现场焊接接 头中切取,其数量和要求与初始试验相同。

10.4.2.4 钢筋电弧焊接头 ⑴.组批规定、检验项目和试件数量 a.在现浇混凝土结构中,应以 300 个同牌号钢筋、同型式接头作为一批; 在房屋结构中,应在不超过二层楼中 300 个同牌号钢筋、同型式接头作为一批。 《铁路混凝土与砌体工程施工质量验收标准》(TB10424-2003)规定:电弧焊 钢筋“焊接接头的力学性能检验以同级别、同规格、同接头形式和同一焊工完成 的每 200 个接头为一批,不足 200 个也按一批计。 ” b.每批随机抽取 10%的焊接接头做外观检查。 c.每批随机切取 3 个接头,做拉伸试验。 d.在装配式结构中,可按生产条件制作模拟试件,每批 3 个,做拉伸试验。 e.钢筋与钢板电弧搭接焊接头可只进行外观检查。 注:在同一批中若有几种不同直径的钢筋焊接接头,应在最大直径钢筋接头 中切取 3 个试件。以下电渣压力焊、气压焊接头取样均同。 ⑵. 外观检查的内容与要求 a. 焊缝表面应*整,不得有凹陷或焊瘤; b. 焊接接头区域不得有肉眼可见的裂纹; c. 咬边深度、气孔、夹渣等缺陷允许值及接头尺寸的允许偏差,应符合表 10.4.2.4 的规定; d. 坡口焊、熔槽帮条焊和窄间隙焊接头的焊缝余高不得大于 3mm。 外观检查结果按 10.4.2.1(4)的规定进行评定。

10.4.2.5 钢筋电渣压力焊接头 ⑴. 组批规定、检验项目和试件数量 a.在现浇混凝土结构中,应以 300 个同牌号钢筋接头作为一批;在房屋结 构中, 应在不超过二层楼中 300 个同牌号钢筋接头作为一批;当不足 300 个接头 时,仍作为一批。 b.每批随机抽取 10%的焊接接头做外观检查。 c.每批随机切取 3 个接头做拉伸试验。 ⑵. 外观检查的内容与要求 a. 四周焊包凸出钢筋表面的高度不得小于 4mm; b. 钢筋与电极接触处,应无烧伤缺陷; c. 接头处的弯折角不得大于 3°; d. 接头处的轴线偏移不得大于钢筋直径的 0.1 倍,且不得大于 2mm。 外观检查结果按 10.4.2.1(4)的规定进行评定。 ⑶. 拉伸试验结果按 10.4.2.1⑸~⑹的规定进行评定。 10.4.2.6 钢筋气压焊接头 ⑴. 组批规定、检验项目和试件数量

a.在现浇混凝土结构中,应以 300 个同牌号钢筋接头作为一批;在房屋结 构中, 应在不超过二层楼中 300 个同牌号钢筋接头作为一批;当不足 300 个接头 时,仍作为一批。 b.每批随机抽取 10%的焊接接头做外观检查。 c.每批从柱、墙的竖向钢筋连接中切取 3 个接头做拉伸试验;从梁、板的 水*钢筋连接中取 3 个接头做弯曲试验。 ⑵. 外观检查的内容与要求 a.接头处的偏移 e 不得大于钢筋直径的 0.15 倍,且不得大于 4mm;当不同 直径钢筋焊接时,应按较小钢筋直径计算;当大于上述规定值,但在钢筋直径的 0.30 倍以下时,可加热矫正;当大于 0.30 倍时,应切除重焊; b.接头处的弯折角不得大于 3°;当大于规定值时,应重新加热矫正; c.镦粗直经 dc 不得小于钢筋直径的 1.4 倍;当小于上述规定时,应重新加 热镦粗; d.镦粗长度 Lc 不得小于钢筋直径的 1.0 倍,且凸起部分*缓圆滑;。当小于 上述规定时,应重新加热镦长。 外观检查结果按 10.4.2.1(4)的规定进行评定。 ⑶. 力学性能检验, 包括拉伸试验和弯曲试验, 检验结果按 10.4.2.1⑸~⑺的 规定进行评定。 10.4.2.7 预埋件钢筋 T 型接头 ⑴. 组批规定、检验项目和试件数量 a.外观检查,应从同一台班内完成的同一类型预埋件中抽查 5%,且不得少 于 10 件。 b.力学性能检验,应以 300 件同类型预埋件作为一批,一周内连续焊接时, 可累计计算。当不足 300 件时,亦应按一批计算。 c. 每批随机切取 3 个接头做拉伸试验, 试件的钢筋长度应大于或等于 200mm, 钢板的长度和宽度均应大于或等于 60mm。 ⑵. 预埋件手工电弧焊接头外观检查的内容与要求 a.当采用 HPB 钢筋时,角焊缝焊脚(k)不得小于钢筋直径的 0.5 倍;采用 HRB335 和 HRB400 钢筋时,焊脚(k)不得小于钢筋直径的 0.6 倍; b.焊缝表面不得有肉眼可见裂纹; c.钢筋咬边深度不得超过 0.5mm; d.钢筋相对钢板的直角偏差不得大于 3°。 ⑶. 预埋件钢筋埋弧压力焊接头外观检查的内容与要求 a.四周焊包凸出钢筋表面的高度不得小于 4mm; b.钢筋咬边深度不得超过 0.5mm; c.钢板应无焊穿,根部应无凹陷现象; d.钢筋相对钢板的直角偏差不得大于 3°。 ⑷. 预埋件外观检查评定标准 预埋件外观检查结果,当有 3 个接头不符合上述要求时,应全数进行检查, 并剔出不合格品。不合格接头经补焊后可提交二次验收。 ⑸. 预埋件钢筋 T 型接头拉伸试验结果评定标准 预埋件钢筋 T 型接头拉伸试验结果, 个试件的抗拉强度均应符合下列要求: 3

a.HPB235 钢筋接头不得小于 350N/mm2; b.HRB335 钢筋接头不得小于 470N/mm2; c.HRB400 钢筋接头不得小于 550N/mm2。 当试验结果,3 个试件中有小于规定值时,应进行复验。 复验时,应再取六个试件。复验结果,其抗拉强度均达到上述要求时,应评定 该批接头为合格品。

10.4.3 钢筋焊接接头试验方法
10.4.3.1 拉伸试验 ⑴. 试验准备工作同 10.3.2.1。 ⑵. 试验操作方法。 a. 按照 10.3.2.2 的方法夹持试样和试验机指针调零。 b. 对试样连续而*稳地施加轴向静拉伸力,加载速率宜为 10~30MPa/s,将 试样拉至断裂(或出现颈缩),从测力度盘上读取最大力或从拉伸曲线图上确定试 验过程中的最大力,并记录。 c. 记录试样的断裂位置(母体、 焊缝或热影响区)和断裂特征(延性断裂或脆性 断裂)。 d. 试验中, 当试验设备发生故障或操作不当而影响试验数据时, 试验结果应 视为无效。 e. 当在试样断口上发现气孔、夹渣、未焊透、烧伤等焊接缺陷时,应在试验 记录中注明。 f. 试验完毕,要关闭电源,取下摆砣,擦拭仪器,将试验机活动夹头部分降 落到适当位置。 按照试验室管理规定保管或处理检验后的样品,记录仪器设备的 使用时间和用后仪器设备的性能状况。 ⑶. 试验数据处理 抗拉强度按式 10.4.3.2 计算,数据修约到 5MPa。
Fb ζ b= (10.4.3.2) S0

式中:ζ b——— 抗拉强度(MPa); Fb——— 最大力(N); S0——— 试样公称横截面面积(mm2)。 ⑷. 试验结果评定 拉伸试验结果按 10.4.2.1⑸~⑹的规定进行评定。 10.4.3.3 弯曲试验 ⑴. 试验准备工作 a. 弯曲试验可在压力机或万能试验机上进行,选择合适的弯曲试验设备。 b. 按表 10.4.3.1-2 规定的弯心直径(D),利用(D +2d)计算两支辊间的距离(也 可以从表 10.4.3.1-3 中查得)。选择并安装牢固冷弯冲头和支辊。

c. 将试样受压面的金属毛刺和镦粗凸起部分消除, 使与钢筋的外表齐*。 d. 记录试验所用的设备、样品情况和检测环境条件。 ⑵. 试验操作方法。 a. 将试样放在两支点上, 并使焊缝中心与压头中心线一致, 应缓缓地对试样 施加弯曲力,直到达到规定的弯曲角度或出现裂纹、破断为止。 b. 检查弯曲后试件外侧(含焊缝和热影响区)有无发生破裂(当试件外侧横向 裂纹宽度达到 0.5mm 时,应认定已经破裂),并记录。 c. 在试验过程中,应采取安全措施,防止试样突然断裂伤人。 e. 试验完毕,要关闭电源,取下摆砣,擦拭仪器,将试验机活动夹头部分降 落到适当位置。 按照试验室管理规定保管或处理检验后的样品,记录仪器设备的 使用时间和用后仪器设备的性能状况。 ⑶. 试验结果评定 弯曲试验结果按 10.4.2.1⑺的规定进行评定。

10.5.1.2 符号
⑴. fyk ——钢筋屈服强度标准值。 ⑵. fuk ——钢筋抗拉强度标准值。 0 ⑶. f mst——接头试件实际抗拉强度。 0 ⑷. f st ——接头试件中钢筋抗拉强度实测值。 ⑸. u ——接头的非弹性变形。 ⑹. u20 ——接头经高应力反复拉压 20 次后的残余变形。 ⑺. u4 ——接头经大变形反复拉压 4 次后的残余变形。 ⑻. u8 ——接头经大变形反复拉压 8 次后的残余变形。 ⑼.ε yk ——钢筋应力为屈服强度标准值时的应变。 ⑽.δ sgt——接头试件总伸长率。

10.7 现行标准
1. 中华人民共和国国家标准. 钢筋混凝土用钢 第 1 部分: 《 热轧光圆钢筋》GB1499.1-2008) (
2. 中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准 . 《 钢 筋 混 凝 土 用 钢 第 2 部 分 : 热 轧 带 肋 钢 筋 》 (GB1499.2-2007) 3. 中华人民共和国国家标准. 《钢筋混凝土用余热处理钢筋》 (GB13014-1991) 4. 中华人民共和国国家标准. 《冷轧带肋钢筋》 (GB13788-2000) 5. 中华人民共和国国家标准. 《预应力混凝土用螺纹钢筋》 (GB/T 20065-2006) 6. 中华人民共和国国家标准. 《预应力混凝土用钢棒》 (GB/T 5223.3-2005) 7. 中华人民共和国建材行业标准.《混凝土制品用冷拔低碳钢丝》(JC/T 540-2006) 8. 中华人民共和国国家标准. 《预应力混凝土用钢丝》 (GB/T5223-2002) 9. 中华人民共和国国家标准. 《预应力混凝土用钢绞线》 (GB/T5224-2003) 10. 中华人民共和国国家标准.《碳素结构钢》 (GB/T700-2006) 11. 中华人民共和国国家标准.《金属材料 室温拉伸试验方法》 (GB/T228-2002) 12. 中华人民共和国国家标准.《金属材料弯曲试验方法》 (GB/T232-1999)

13. 中华人民共和国国家标准.《金属线材反复弯曲试验方法》 (GB/T238-2002) 14. 中华人民共和国行业标准.《金属洛氏硬度试验方法》 (GB/T230-1991) 15. 中华人民共和国行业标准.《钢筋焊接及验收规程》 (JGJ18-2003) 16. 中华人民共和国国家标准.《钢筋焊接接头试验方法标准》 (JGJ/T27-2001) 17. 中华人民共和国行业标准.《钢筋气压焊》 (GB12219-1989) 18. 中华人民共和国行业标准.《钢筋机械连接通用技术规程》 (JGJ107-2003) 19. 中华人民共和国行业标准.《带肋钢筋套筒挤压连接技术规程》 (JGJ108-1996) 20. 中华人民共和国行业标准.《钢筋锥螺*油芳际豕娉獭 (JGJ109-1996) 21. 中华人民共和国行业标准.《滚轧直螺纹钢筋连接接头》 (JG163-2004) 22. 中 华 人 民 共 和 国 行 业 标 准 . 《 铁 路 混 凝 土 与 砌 体 工 程 施 工 质 量 验 收 标 准 》 (TB10424-2003)

10.8 参考书目

1.孙忠义 王建华主编.公路工程试验工程师手册.人民交通出版社.2004.1



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