热轧带肋钢筋的抗拉强度测量不确定度评定

热轧带肋钢筋的抗拉强度测量不确定度
评定
摘要：通过对热轧带肋钢筋的抗拉强度测量结果的误差分析，阐述钢筋抗拉
强度测量时不确定度的来源因素，依据GB/T 1499.2-2018和JJF 1059.1-2012
标准下，使用微机控制电液伺服万能试验机，对钢筋抗拉强度测量结果的不确定
度进行详细的评定，计算钢筋抗拉强度测量的不确定度评定结果。

结果表明：钢
筋抗拉强度测量结果为：取包含因子k=2, X=（435.6±6.12）Mpa。

关键词：热轧带肋钢筋，抗拉强度，不确定度，万能试验机
Uncertainty Assessment of Measurement of the Hot rolled ribbed
bars tensile strength
Li Zhao Tian* Du Chang
（Jiang xi Provincial Product Quality Supervision Testing College，
jiang xi,Nanchang 30029）
Abstract:Through the error analysis of tensile strength measurement result of Hot rolled ribbed bars, the source factors in the uncertainty of tensile strength measurement were expounded. According to GB/T 1499.2-2018and JJF 1059.1-2012 standard, the measurement result in uncertainty of Hot rolled ribbed bars tensile strength was detailedly evaluated by use of universal tester. the measurement evaluation result in uncertainty of Hot rolled ribbed bars tensile strength was calculated.The results show that the measurement result of Hot rolled ribbed bars tensile strength X was（435.6±6.12）Mpa，and the coverage factor k was 2.
Keywords: Hot rolled ribbed bars, ensile strength,uncertainty , universal tester
热轧带肋钢筋以优良强度和焊接性能作为工民建筑和道路桥梁等混凝土工程
的产品，抗拉强度是热轧带肋钢筋最基本的检测项目之一，通过检测初步了解其
力学性能及其产品质量情况。

采用万能试验机检测热轧带肋钢筋的抗拉强度时，
由于测量材料、测量环境、测量方法、仪器等因素引进许多测量误差，本文依据GB/T 1499.2-2018《钢筋混凝土用钢第2部分:热轧带肋钢筋》[1]和JJF
1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》[2]标准下，分析热轧带肋钢筋抗拉强
度测量的不确定度，提高检测数据的可信度，为顾客提供更准确的检测结果，对
热轧带肋钢筋抗拉强度检测行业提供理论的参考意义。

1测量过程中引进的误差分析
依据GB/T 1499.2-2018《钢筋混凝土用钢第2部分:热轧带肋钢筋》，测量
主要有以下四方面引进的测量误差。

1.1测量材料引进的误差分析
测量材料引进的测量误差主要是样品的不均匀性，对于上述引进误差因素的
分析，进行测量不确定度的评定时，通过测量试验中同一轧制炉的10 个试样，
重复性测量最大力值的方法来消除测量误差。

1.2测量环境引进的误差分析
测量环境引进的测量误差有以下几个方面：①使用测量设备的环境温度；②
测量设备周围的电气设备产生的强磁场。

上述因素可通过采取相应的措施来避免，引起的测量误差忽略，不予分析。

1.3测量方法引进的误差分析
本次测量方法GB/T 1499.2-2018《钢筋混凝土用钢第2部分:热轧带肋钢筋》。

测量方法引进的测量误差有以下几个方面：①测量方法的选择（方法A
或方法B）；②测量结果数据修约。

1.4测量使用仪器引进的误差分析
本次测量采用美特斯工业系统（中国）有限公司SHT4605型微机控制电液伺服万能试验机，最大试验力：600kN,试验机级别：0.5级。

测量使用仪器引进的测量误差有以下几个方面：①试验机力值误差；②标准测力仪；③读数分辨力，上述因素均由设备本身测量精度决定。

2测量不确定度实例分析和评定
通过购买北京中实国金质控样品，对样品抗拉强度进行测量不确定度评定。

2.1试验方法
1.
试验目的：对热轧带肋钢筋抗拉强度测量结果进行不确定度评定；
2.
试验依据：GB/T 1499.2-2018《钢筋混凝土用钢第2部分:热轧带肋钢筋》和JJF 1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》；
3.
测量对象：牌号HRB400E，Ø20mm×350mm热轧带肋钢筋，10根；
4.
测量环境：温度:（23±2）℃；
5.
测量仪器：美特斯工业系统（中国）有限公司SHT4605型微机控制电液伺服万能试验机，最大试验力：600kN,试验机级别：0.5级；
6.
测量方法：使用万能试验机前，实验室在请使用其它试样先试拉，并调整好仪器设备的状态，确保试验机力值的准确性，试验机软件的可靠性和有效性。

2.2数学建模
R
m = Fm/ S
+△X公式1
其中：R
m 为试样的抗拉强度值，MPa；Fm为单次试样最大力测量值，N ；S
为原始截面积，mm²；△X为测量系统引进的允许误差，MPa 。

2.3测量不确定度来源分析及评定方法
根据数学建模和试验条件，依据JJF 1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》评定方法，本次试验测量结果的不确定度来源及评定方法见表1.
表１测量结果的不确定度来源及评定方法
标准不确定度分量不确定度来源评
定方法
u
1最大力测量重复性引进的标准不确定度
A
u
2试验机力值误差引进的标准不确定度
B
u
3标准测力仪引进的标准不确定度
B
u
4读数分辨力引入的标准不确定度
B
u
5试样横截面积计算引入的标准不确定度
B
u
6测量结果数据修约引入的标准不确定度
B
2.4标准不确定度分量评定
2.4.1最大力测量重复性引进的标准不确定度u
1
在相同的测试条件下，采用2.1中的测量方法，其测量的平均值和标准偏差
见表2
表2 试样抗拉强度测量的平均值和标准偏差
测
量结果
（MPa）
同炉样品序号
1234567891
测量值X i
4
37.4
4
32.4
4
31.8
4
35.1
44
0．1
4
39.7
4
32.8
4
36.7
4
32.3
4
38.1
依据标准中公式[2]，抗拉强度测量平均值`X
i
= =435.6，单次试验的标
准偏差使用贝塞尔公式：s
i = =3.187，该A类标准不确定度u
1
=
= =2.254 MPa
2.4.2试验机力值误差引进的标准不确定度u
2
根据使用美特斯工业系统（中国）有限公司SHT4605型微机控制电液伺服万
能试验机，试验机级别：0.5级，仪器测量示值最大允许误差可用±0.5% 来表达。

假设服从矩形分布，k=，u
2
= =0.289%。

2.4.3 标准测力仪引入的标准不确定度u
3
该试验机使用 0.5 级的标准测力仪进行检定，重复性测量的极差系数 C =2.
83，得u
3
= =0.177% 。

2.4.4 读数分辨力引进的标准不确定度u
4
该试验机数据为自动采集系统，故读数分辨力引入的标准不确定度u
4
可不考
虑，u
4
=0。

2.4.5 试样横截面积计算引入的标准不确定度u
5
GB/T 1499.2-2018《钢筋混凝土用钢第2部分:热轧带肋钢筋》标准中
8.2.2条款的要求，试样横截面积采用6.2条款中表2计算，故试样横截面积计
算引入的标准不确定度u
5可不考虑，u
5
=0。

2.4.6 测量结果数据修约引入的标准不确定度u
6
GB/T 1499.2-2018《钢筋混凝土用钢第2部分:热轧带肋钢筋》标准中8.6条款的要求检验结果的数值修约按YB/T 081规定，200~1000MPa数值性能范围的
修约间隔为5MPa，按均匀分布考虑，k=，u
6
= =1.443MPa。

2.7测量结果不确定度报告
由于各合成标准不确实度的分量无关联性，得合成标准不确实度u
c
=
=3.06 MPa。

在正态分布下，包含概率为95%时，包含因子k
取2，得扩展不确实度u
95=ku
c
=6.12MPa。

对热轧带肋钢筋的抗拉强度测量不确定
度评定条件下，得试样抗拉强度测量结果为X=（`X±u
95
）=（435.6±6.12）MPa。

3结语
1.
依据热轧带肋钢筋的抗拉强度测量不确定的分析结果得出：重复性测量、仪
器系统测量示值最大允许误差占据主要比例，后续检测工作中，需按照计量和检
定周期对仪器进行核查，还需严格按照作业指导书进行试验。

2.
=（435.6±6.12）热轧带肋钢筋的抗拉强度测量结果为：取包含因子k=2, R
m
MPa。

参考文献：
[1] GB/T 1499.2-2018《钢筋混凝土用钢第2部分:热轧带肋钢筋》[S]
[2] JJF 1059.1-2012 《测量不确定度评定与表示》[S]
[3] YB/T 081-2013 《冶金技术标准的数值修约与检测数值的判定》[S]
*
5。