浅谈建筑用钢筋在检验过程中的不确定因素

廖振平LIAO Zhen-ping曰张鑫ZHANG Xin曰高望GAO Wang

（德阳市产品质量监督检验所，德阳618000）

摘要院随着市场经济的不断发展，尤其是民用建筑大量兴建，客观形势要求对房屋建筑施工必须更加规范管理，而建筑用钢筋是支撑整个房屋建设的重点，为了确定结构的安全性和耐久性是否满足要求，需要对建筑用钢筋进行检验检测，对其可靠性做出科学判定，提高工程安全性，延长使用寿命。本文介绍了建筑钢筋检验项目、检测设备，以及对影响检测结果的因素提出了个人的看法和观点。

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关键词 院建筑用钢筋；检验检测；不确定度

中图分类号院TU74 文献标识码院A 文章编号院1006-4311（2015）27-0236-02

0 引言

建筑钢材就是在建筑结构中经常使用到的钢绞线、钢丝以及钢筋等。钢材在实际的生产过程中对材质进行控制的主要参数就是钢材的工艺性能、力学性能以及化学成分。在建筑工程项目中，建筑使用量最大的就是钢筋，而检测的准确性在判定钢筋是否符合国家标准要求上起了决定性的作用。检测结果准确与否主要取决于使用的方法及设备，所以本文主要对建筑用钢筋的检测设备进行介绍及不确定度进行分析。

1 万能材料试验机

现代拉力试验机由于用途广、范围宽又名万能材料试验机。能对各非金属材料及金属丝、金属箔、金属板材和金属线材等进行拉伸、紧缩、弯曲、剥离、剪切等多项力学功用测试。有测量范围宽、精度高、照应快等特点，配合计算机及专用软件可对实验数据进行实时显示记载、分析、打印。

1.1 万能材料试验机发展至今已有百余年的历史。最早出现在英国，是杠杆重锤式材料试验机，但由于它们的结构复杂、体积庞大、操作繁琐，只能进行静态试验，早已被淘汰。而后瑞士开发了操作方便、作用力大、结构简单、体积紧凑的液压万能试验机。紧接着在此基础上研制了电子万能试验机，也就是伺服系统拉力机。再后来与计算机联机，慢慢演化成了我们现在常用的电子伺服万能材料试验机，其主要特点是全自动控制；采用全数字液晶控制器，实现人机对话，操作简单，数据准确；通过控制器，自动求取最大试验力、抗拉强度等参数，并自动存储结果；安全保护等。

1.2 万能材料试验机在工作中主要由以下三部分组成：

1.2.1 控制系统：望文生义，就是控制实验机运作的系统，人们经过操作台可以控制实验机的运作，经过显示屏可以获知实验机的形状及各项实验参数，若设备衔接电脑，也可以由电脑完成各项功用并中止数据处置分析、实验结果打印。实验机同电脑之间的通讯普通都是运用串行通讯方式，它经过计算机的串口中止通讯，此技术比较成熟、可靠，运用方便。

1.2.2 驱动系统：主要是用于实验机的横梁移动，其义务原理是由伺服系统控制电机，电机经过减速箱等一系列传动机构带动丝杆转动，从而抵达控制横梁移动的目的。经过改动电机的转速，可以改动横梁的移动速度。

1.2.3 测量系统：淤力值测量：经过力值传感器、信号减少器和数据处置系统来完成测量，最常用的力值传感器是应变片式传感器。所谓应变片式传感器，就是由应变片、弹性元件和补偿元件、防护罩、接线插座、加载件组成，能将机械量变成电量输出的器件。于形变测量：形变测量装置上有两个夹头，经过一系列传动机构与装在测量装置顶部的光电编码器连在一同，当两夹头间的距离发作变化时，带动光电编码器的轴旋转，光电编码器就会有脉冲信号输出。再由处置器对此信号中止处置，就可以得出试样的变形量。也有通过丝杆带动横梁移动测算形变量的换算系统。万能材料试验机结构示意图见图1。

2 热轧带肋钢筋的日常检验

2.1 在日常检验中，热轧带肋钢筋的力学性能是非常重要的指标。其中包括屈服强度、抗拉强度、伸长率等指标。

2.1.1 屈服强度：当钢筋的应力超过屈服点以后，拉力不增加而变形却显著增加，将产生较大的残余变形时，以这时的拉力值除以钢筋的截面积所得到的钢筋单位面积所承担的拉力值，就是屈服强度。

2.1.2 抗拉强度：抗拉强度就是以钢筋被拉断前所能承担的最大拉力值除以钢筋截面积所得的拉力值，抗拉强度又称为极限强度。

2.1.3 伸长率：伸长率是应力一应变曲线中试件被拉断时的最大应变值，又称延伸率。伸长率的计算，是钢筋在拉力作用下断裂时，被拉长的那部分长度占原长的百分比。

上诉指标均经由万能材料试验机试验后得出。

2.2 热轧钢筋具有软钢性质，有明显的屈服点，其应力-应变图见图2。从图中可以看出，在应力达到A 点之前，应力与应变成正比，呈弹性工作状态，A 点的应力值fa称为比例极限；在应力超过A 点之后，应力与应变不成比例，有塑性变形，当应力达到B 下点，钢筋到达了屈服阶段，应力值保持在某一数值附近上、下波动而应变继续增加，取该阶段最低点B 点的应力值称为屈服点ReL（fx）；超过屈服阶段后，应力与应变又呈上升状态，直至最高点C，称为强化阶段，C 点的应力值称为抗拉强度Rm（f0）；从最高点C 至断裂点D 钢筋产生颈缩现象，荷载下降，伸长增大，被拉断。

2.3 在德阳市产品质量监督检验所提供的热轧带肋钢筋《检验报告》中，牌号为HRB400 的钢筋检测指标便包含了上述的“屈服强度、抗拉强度、伸长率”。检测内容如表1。

由表1 可看出，该组钢筋的“屈服强度、抗拉强度、伸长率”均满足国家标准要求。“抗拉强度、屈服强度”3 个结果值分布均匀，“断裂伸长率”结果值离散，也属正常行为，造成此原因的便是由打点机精度、长度量具精度及检测人员主观因素综合影响，具体将在下文中分析。

3 影响试验结果的主要因素

影响拉伸性能测定结果准确度的因素很多，主要有以下几类：

3.1 检测仪器和设备万能材料试验机是对试样施加变形力并测定所施加力的系统，其准确度直接影响试验的结果，此外，试验机的加载同轴度对试验结果也会产生影响。打点机打点的尺寸精度对断后伸长率的测量结果有重要影响，因此在检测前应先核实打点机打点精度是否符合要求。此外，还应保证量具和尺寸测量仪器符合相关规范标准。

3.2 检测的方法淤拉伸速度：拉伸速度是拉伸过程中必须控制的参数，拉伸速度直接影响金属材料的应力-应变关系。屈服点随加载速度的增大而提高。金属材料处于有害的介质环境时，试样的屈服点降低。试验机示值超差、有故障、测试方法不正确等也将影响屈服点的正确测试。于夹持方法：试样的夹持方法对拉伸性能测定结果有重要影响，夹具与试验的试样形状不匹配和夹具的表面外型花纹形状不适宜，会造成夹具和试样间不能形成足够的夹持面积，静摩擦力不够，导致拉伸过程中夹具和试样产生相对滑动，导致试验无法进行。盂试验刚度效应：在材料的拉伸试验中，试验系统可视为试验机机身、夹具-加载系统和试样三部分构成的“可变形的试验系统”。显然，试验机机身的刚度、夹具-加载系统的刚度和受拉试样的抗拉刚度共同构成了“试验系统"的刚度。所以，试验机的弹性变形、夹具-加载系统的工作状态和试样本身的变形都会对试验产生影响，即试验刚度在一定程度上会影响试样的试验强度指标。

3.3 人员作为拉伸试验的实施者，由于主观因素和操作技术的不同也会给测量结果带来误差。因此，不能忽视人员对拉伸试验结果的影响。

4 结束语

在建筑业飞速发展的今天，提高检测设备的精度，提升检验人员的能力，了解设备性能，减小检测误差，加强对钢材企业的监管力度，才能为社会输送合格的钢材产品，才能保障生产、生活的安全。