钢筋拉伸试验报告

钢筋拉伸试验

实验报告

试验人：郭航吴宏康

试验时间：2015年4月20日

邮箱：

【实验时间和地点】

2015年4月20日，武汉理工大学土木工程结构实验室。

【实验目的】

了解钢筋在纯拉应力条件下直至破坏的整个过程；了解拉伸过程的四个阶段，即弹性阶段，屈服阶段，强化阶段和颈缩阶段；掌握钢筋拉伸试验的荷载-位移曲线，从图中得出上、下屈服强度；计算钢筋的断后伸长率、断后收缩率。

【实验依据】

GBT 金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法

【实验材料】

HRB400（三级）钢筋四根，参数如下：

【实验设备和器材】

切割机，游标卡尺（50分度），锉刀，卷尺，拉伸试验机。

【实验过程】

一．材料准备

1.切割

钢筋长度按照l≥10*d+250mm取用，钢筋长度均满足这个条件，但是试验机高度有限，故将钢筋统一切割为500mm长。

2.标记

在钢筋中部适当位置取10*d的长度，作为拉伸区段，要求区段距离钢筋头和尾部长度均大于125mm。将区段等分为十份，在每一个等分点处用锉刀标记出来。

3.测量拉伸前直径

首先测量试样标距两端和中间这三个截面处的尺寸，对于圆试样，在每一横截面内沿互相垂直的两个直径方向各测量一次，取其平均值。用测得的三个平均值中最小的值计算试样的原始横截面面积。

4.拉伸

将准备好的钢筋试样放置到拉伸试验机中，注意上部和下部夹具夹持位置距离拉伸区域尽量短，保持在5cm左右，然后夹紧夹具，避免在加载过程中滑移。

5.试验结果

上屈服强度和下屈服强度

从力-位移曲线图读取力首次下降前的最大力和不计初时瞬时效应时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，得到上屈服强度和下屈服强度。

抗拉强度

从记录的力-位移曲线图（如图所示）读取过了屈服阶段之后的最大力。最大力除以试样原始横截面积得到抗拉强度。绘制表格如下：

钢筋编号实测直径(mm) 横截面积(mm2) 最大拉力(kN) 抗拉强度(MPa) A

D

E

钢筋A（14）力-位移曲线

钢筋D（16）力-位移曲线

钢筋E（20）力-位移曲线

断后伸长率

断后伸长率的测量分为直测法和位移法。

a．直测法：如拉断处到最邻近标距端点距离大于1/3L

时，直接测量标距两端点间的距

离L

1

。

b．移位法：如拉断处到最邻近标距端点的距离小于或等于1/3L

时，则按下述方法测定

L

1

：

在长段上从拉断处O取基本等于短段格数，得B点，接着取等于长段所余格数（偶数，如图a）的一半，得C点；或者取所余格数（奇数，如图b）分别减1与加1的一半，

得C点和C

1点。移位后的L

1

分别为：AB+2BC和AB+BC+BC

1

。

断后伸长率按以下公式计算：

δ=(L

1-L

)/L

×100

移位法a

移位法b

断后收缩率

测量时，将试样断裂部分仔细地配接在一起，使其轴线处于同一直线上。对于圆形横截面试样，在缩颈最小处相互垂直方向测量直径，取其算术平均值计算最小横截面积。原始横截面积与断后最小横截面积之差除以原始横截面积的百分率得到断面收缩率。计算结果如下表：

【实验总结】

通过拉伸试验可以测得钢筋的屈服强度和抗拉强度以及断面收缩率和伸长率等性能，同时能够得出应力应变曲线。本实验中屈服强度可取下屈服强度，但是由于实验条件限制，力-位移曲线精度不够，难以从曲线图中直接得到上屈服强度和小屈服强度。

实验过程中，编号C的16钢筋由于断裂点在拉伸区域之外，无法采用此钢筋进行后续计算，故而启用编号D的16钢筋。分析失败原因可能有以下几点：

1、钢筋本身的瑕疵导致断裂点不理想；

2、钢筋夹具距离拉伸区域太远，因而断裂点出现在拉伸区之外；

3、钢筋没有加紧或者放置的不够竖直，因而产生滑动。

三级钢规定的极限抗拉强度标准值为540MPa，对比试验测得数据，误差均比较大，分析误差原因，可能有以下几个方面：

1、测量器械、拉伸设备本身的存在的误差；

2、测量钢筋直径时，由于螺纹钢的纹理干扰而产生的测量误差；

3、拉伸机的夹具没有将钢筋夹牢固而产生滑移出现误差。

断后伸长率和收缩率误差原因有以下几个方面：

1、测量工具本身存在的误差；

2、测量的操作过程的误差；

3、断裂后钢筋没有完全拼合在一条直线上产生的误差；

4、断裂截面拼合时有裂缝而产生的误差。