建筑钢材屈服强度实验
钢结构材料强度测试与评估
钢结构材料强度测试与评估钢结构是一种重要的建筑材料，被广泛应用于桥梁、高楼大厦、厂房等工程结构中。
为确保钢结构的安全和可靠性，对其强度进行测试与评估是至关重要的。
本文将介绍钢结构材料强度测试与评估的相关内容。
钢结构的强度测试是指对钢材的力学性能进行检测，包括拉伸强度、屈服强度、冲击韧性等指标的测定。
这些测试目的在于确定钢材的最大承载能力和力学性能，判断其是否符合设计要求和安全标准。
测试方法主要包括拉伸试验、冲击试验、硬度测定等。
拉伸试验是最常用的强度测试方法之一。
通过在试验机上施加逐渐增加的载荷，检测材料的拉伸行为。
根据拉伸试验的结果，可以得到钢材的屈服强度和抗拉强度。
屈服强度是材料开始出现塑性变形的应力值，而抗拉强度是材料抗拉断裂的最大应力值。
冲击试验是评估材料在应力突变情况下的抗冲击性能的方法。
通过在冲击试验机上对试样施加冲击载荷，记录试样断裂后的能量吸收情况来评估钢结构的韧性。
冲击试验常用的方法有冲击试验和Charpy V-Notch（CVN）试验。
冲击试验主要用于评估材料的冲击韧性，而CVN试验则可以确定材料的吸收能量和温度转变时的韧性。
硬度测定是对材料表面硬度进行定量测量的方法。
常用的硬度测试方法有布氏硬度试验、洛氏硬度试验和维氏硬度试验。
硬度测试可以提供钢材的强度信息，并且可以快速、简便地进行，适用于大批量生产情况下的质检。
在进行钢结构材料强度测试之后，需要对测试结果进行评估和分析。
评估的目的是判断测试结果是否符合设计要求、安全标准和规范的要求。
评估方法主要包括根据试验结果计算屈服比值、强度比值、变形能量等指标，与设计规范进行对比和分析。
同时，还可以通过统计分析方法对试验结果进行处理，确定钢材的强度参数的可靠性，并进行风险评估。
总的来说，钢结构材料强度测试与评估是确保钢结构安全和可靠性的重要环节。
通过拉伸试验、冲击试验和硬度测定等测试方法，可以获取钢材的力学性能和抗冲击性能等数据。
在评估过程中，利用指标计算、与规范对比和统计分析等方法，可以评价试验结果的合格性，并判断钢材是否符合设计和安全标准的要求。
钢材的屈服强度和极限强度
将钢材拉伸，钢材的伸长量与使用的力成正比，当力消失，钢材就会恢复到原来的长度。
这是钢材的弹性范围内的现象，拉伸时发生的伸长只是弹性变形。
当将钢材拉伸，钢材伸长到一定的程度，继续再伸长时，力并不需要增加，只维持一定的大小就可以了。
这种现象就是钢材的应力达到屈服强度了，这时如果将力撤除，钢材就不能在恢复原来的长度，被拉长了一点，发生了塑性变形。
如果钢材到达屈服强度以后，我们继续拉伸，则钢材伸长到一定的程度时，还继续拉伸，里就需要增加拉力才行了，这是叫做钢材的塑性变形结束，强度开始增加了，直到最后，钢材被拉断。
拉断时的应力，就是钢材的极限强度。
如图：51|屈服强度：是金属材料发生屈服现象时的屈服极限，亦即抵抗微量塑性变形的应力。
对于无明显屈服的金属材料，规定以产生0.2%残余变形的应力值为其屈服极限，称为条件屈服极限或屈服强度。
大于此极限的外力作用，将会使零件永久失效，无法恢复。
如低碳钢的屈服极限为207MPa，当大于此极限的外力作用之下，零件将会产生永久变形，小于这个的，零件还会恢复原来的样子。
屈服强度：大于此极限的外力作用，将会使零件永久失效，没法恢复。
这个压强叫做屈服强度。
如低碳钢的屈服极限为207MPa，当大于此极限的外力作用之下，零件将会产生永久变形，小于这个的，零件还会恢复原来的样子。
有些钢材(如高碳钢)无明显的屈服现象，通常以发生微量的塑性变形(0.2%)时的应力作为该钢材的屈服强度，称为条件屈服强度（yield strength）。
首先解释一下材料受力变形。
材料的变形分为弹性变形（外力撤销后可以恢复原来形状）和塑性变形（外力撤销后不能恢复原来形状，形状发生变化，伸长或缩短）建筑钢材以屈服强度作为设计应力的依据。
所谓屈服，是指达到一定的变形应力之后，金属开始从弹性状态非均匀的向弹-塑性状态过渡，它标志着宏观塑性变形的开始。
编辑本段类型（1）：银文屈服：银纹现象与应力发白。
（2）：剪切屈服。
钢材的屈服强度
硅（Si）、锰（Mn）
（二）硅（Si）、锰（Mn）——有益元素
脱氧、降硫；硅提高钢材的强度，对塑性和
韧性没有明显影响。
硫（S）、磷（P）
（三）硫（S）、磷（P）——
有害元素 硫能够引起热脆性，热脆性严 重降低了钢的热加工性和可焊 性。
硫（S）、磷（P）
硫的存在还使钢的冲击韧性、疲劳强
所以，拉伸性能是表示钢材性能 和选用钢材的重要依据。 以低碳钢为例。
图8-1为低碳钢拉伸过程的应力
－应变关系图。 从图中可以看出，低碳钢拉伸过 程经历了四个阶段： 弹性阶段、屈服阶段、强化阶段 和颈缩阶段。
1、弹性阶段（0→A）
（1）特点：弹性。在该阶段，若缷
去外力，试件能恢复原来的形状。 （2）指标： ①A点所对应的应力值——弹性极限， 用σP表示。
指标，δ↑，塑性↑。对于钢材来说， 一定的塑性变形能力，可保证应力 重新分布，避免应力集中，从而使 钢材用于结构的安全性越大。
（二）冲击韧性
定义：冲击韧性——是指钢材抵抗
冲击荷载而不破坏的能力。 指标： 冲击韧性值ak（J/cm2），ak↑，冲 击韧性↑。 试验如图8-3。
冲击韧性实验：如图8-3
冷拉后再经时效处理：
应力应变曲线为
O′KK1C1D1，屈服强度、硬 度进一步提高，抗拉强度也 得到提高，而塑性和韧性进 一步降低。
2、时效
钢材经冷加工后时效可迅速发展。 时效处理的方式有两种
自然时效——钢材冷加工后，在常温下
存放15～20d。 人工时效——钢材冷加工后，加热至 100～200℃保持2h左右。 钢材经过冷加工后，一般进行时效处理， 通常强度较低的钢材宜采用自然时效，
（四）疲劳强度
建筑钢材的主要技术性能
钢材的技术性质主要包括力学性能力学性能力学性能和工艺性能工艺性能工艺性能两个方面。
一、力学性能力学性能：：力学性能又称机械性能，是钢材最重要的使用性能。
在建筑结构中，对承受静荷载作用的钢材，要求具有一定的力学强度，并要求所产生的变形不致影响到结构的正常工作和安全使用。
对承受动荷载作用的钢材，还要求具有较高的韧性而不致发生断裂。
（一）、）、强度强度强度：：在外力作用下在外力作用下，，材料抵抗变形和断裂的能力称为强度材料抵抗变形和断裂的能力称为强度。
测定钢材强度的方法是拉伸试验，钢材受拉时，在产生应力的同时，相应的产生应变。
应力－应变的关系反映出钢材的主要力学特征。
因此，抗拉性能是钢材最重要的技术性质。
根据低碳钢受拉时的应力低碳钢受拉时的应力低碳钢受拉时的应力－－应变曲线应变曲线（如图6-1），可了解到抗拉性能的下列特征指标。
1、弹性模量和比例极限弹性模量和比例极限：：钢材受力初期，应力与应变成正比例增长，应力与应变之比是常数，称为弹性模量弹性模量弹性模量即E =σ/ε。
这个阶段的最大应力（P 点的对应值）称为比例极限比例极限σp 。
E 值越大，抵抗弹性变形的能力越大；在一定荷载作用下，E 值越大，材料发生的弹性变形量越小。
一些对变形要求严格的构件，为了把弹性变形控制在一定限度内，应选用刚度大的钢材。
2、弹性极限弹性极限：：应力超过比例极限后，应力-应变曲线略有弯曲，应力与应变不再成正比例关系，但卸去外力时，试件变形仍能立即消失，此阶段产生的变形是弹性变形。
不产生残留塑性变不产生残留塑性变形的最大应力形的最大应力（e 点对应值）称为弹性极限弹性极限σe 。
事实上，σp 和σe 相当接近。
3、屈服强度屈服强度：：屈服强度屈服强度：：钢材开始丧失对变形的抵抗能力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并开始产生大量塑性变形时所对应的应力。
在屈服阶段，锯齿形的最高点所对应的应力称为屈服上限屈服上限屈服上限；锯齿形的最低点所对应的应力称为屈服下限屈服下限屈服下限。
钢筋屈服强度标准值
钢筋屈服强度标准值钢筋屈服强度是指材料承受均匀轴心载荷的能力，也就是材料的屈服强度，在设计建筑物或其他结构时，钢筋屈服强度起着重要的作用。
因此，钢筋屈服强度的标准值被视为钢筋的重要参数，它反映了钢筋的质量，影响着结构的强度和安全系数。
钢筋屈服强度是按照国家标准，根据工程技术和经济要求进行确定的。
钢筋屈服强度标准值分为三种类型，即常规屈服强度标准值、高屈服强度标准值、特高屈服强度标准值。
其中，常规屈服强度标准值是最常用的，我国目前规定的常规屈服强度标准值为Q235等级的钢筋在抗拉试验中的屈服强度不小于400MPa，Q345等级的钢筋屈服强度不小于450MPa。
此外，钢筋屈服强度标准值还可以根据工程的设计要求进行调整，如果工程的设计要求更高的屈服强度，就需要采用高屈服强度标准值或特高屈服强度标准值，根据设计要求，可以将常规屈服强度标准值提高至500MPa，高屈服强度标准值提高至550MPa，特高屈服强度标准值提高至650MPa等。
此外，在选择钢筋屈服强度标准值时，还应考虑到钢筋的使用寿命。
从经济上讲，常规屈服强度标准值运行成本相对较低，但是如果工程使用寿命比较长，建议采用更高屈服强度标准值。
通常，钢筋屈服强度标准值可以根据项目的设计要求、施工条件等因素，在合理的范围内灵活选择。
因此，钢筋屈服强度是设计和施工中非常重要的参数，对于钢筋屈服强度标准值，必须按照国家标准或根据工程的设计要求进行综合评估，以确保工程的设计和施工质量。
只有在符合国家规定的基础上，才能确保结构的安全性和延长结构的使用寿命。
综上所述，钢筋屈服强度标准值的确定和选择对于工程的安全和寿命至关重要。
因此，钢筋屈服强度标准值的准确性应予以重视，仅在符合国家规定的情况下，才能保证工程的安全性和延长结构的使用寿命。
建筑工程常用钢材的伸长率试验和弯曲试验的方法
建筑工程常用钢材的伸长率试验和弯曲试验的方法一、钢筋伸长率试验(一)试验依据(1)《钢及钢产品力学性能试验取样位置和试样制备》(GB/T2975—1998)。
(2)《金属材料室温拉伸试验方法》(GB/T228—2002)。
(3)《金属材料弯曲试验方法》(GB/T232—1999)。
(二)一般规定(1)同一截面尺寸和同一炉号组成的钢筋分批验收时，每批质量不大于60t。
(2)钢筋应有出厂证明书或试验报告单。
验收时应抽样做机械性能试验，包括拉伸试验和冷弯试验两个项目。
两个项目中如有一个项目不合格，该批钢筋即为不合格品。
(3)钢筋在使用中如有脆断、焊接性能不良或机械性能显著不正常时，应进行化学成分分析，或其他专项试验。
(4)取样方法和结果评定规定，自每批钢筋中任意抽取两根，于每根距端部50mm处各取一套试样(两根试件)，在每套试样中取一根做拉伸试验，另一根做冷弯试验。
在拉伸试验的两根试件中，如其中一根试件的屈服强度、抗拉强度和伸长率三个指标中有一个达不到标准中规定的数值，应再抽取双倍(4根)钢筋，制取双倍(4根)试件重做试验，如仍有一根试件的一个指标达不到标准要求，则不论这个指标在第一次试验中是否达到指标要求，拉伸试验项目也不合格。
在冷弯试验中，如有一根试件不符合标准要求，应同样抽取双倍钢筋，制成双倍试件重做试验，如仍有一根试件不符合标准要求，冷弯试验项目即为不合格。
(5)试验一般在10〜35°C的室温范围内进行。
对温度要求严格的试验，试验温度应为(23±5)C。
(三)拉伸试验1.试验目的测定钢材的力学性能，评定钢材质量。
2.主要仪器设备(1)试验机。
应按照《拉力试验机的检验》(GB/T16825—1997)进行检验，并应为I级或优于I级准确度。
(2)引伸计。
其准确度应符合《单轴试验引伸计的标定》(GB/T12160—2002)的要求。
(3)试样尺寸的量具。
按截面尺寸不同，选用不同精度的量具。
钢材bfs500z屈服强度
钢材bfs500z屈服强度
钢材BFS500Z的屈服强度是一个非常重要的技术参数，它通常
用于评估材料的强度和可靠性。
BFS500Z是一种高强度钢材，通常
用于建筑结构和机械制造中。
根据我的了解，BFS500Z钢材的典型
屈服强度在500兆帕（MPa）左右。
这意味着在受力作用下，该钢材
会在500MPa的应力下开始发生塑性变形，这是设计工程师在选择材
料时需要考虑的重要因素之一。
需要注意的是，钢材的屈服强度可以受到许多因素的影响，包
括材料的热处理过程、化学成分、加工工艺以及环境条件等。
因此，在实际工程中，设计师和工程师需要对具体材料的屈服强度进行充
分的测试和评估，以确保其符合设计要求并能够在特定的工作条件
下发挥良好的性能。
除了屈服强度，工程师还需要考虑钢材的其他力学性能参数，
如抗拉强度、弹性模量、延伸率等。
这些参数可以帮助工程师全面
评估材料的性能，并在设计过程中进行合理的选择和应用。
总之，
钢材BFS500Z的屈服强度是其重要的材料性能参数之一，对于工程
设计和材料选择具有重要意义。
钢材的抗压强度和屈服强度
钢材的抗压强度和屈服强度钢材的抗压强度和屈服强度，听起来像是个高大上的话题，但其实它们就像是钢铁的超级英雄，各自有各自的使命。
抗压强度，简单来说，就是钢材在承受压力时，能撑得住多大的“胖子”压在上面。
想象一下，你一边搬重物，一边嘴里还念叨着“我一定能行”，这个时候，钢材就像那个默默无闻的好朋友，帮你承受了不少重量。
说到屈服强度，那就更有意思了。
这东西就像你在压力下突然“叛变”，也就是在承受一定的压力后，它开始变形，放弃了原来的形态。
就像你忍耐了一天后，终于忍不住和朋友爆粗口，瞬间崩溃。
很多人可能觉得这俩个概念高深莫测，但其实只要你了解了它们的用处，就觉得简直是开了窍。
咱们生活中，钢材无处不在。
建筑、桥梁、机械，这些地方都离不开钢材的支持。
想象一下，如果一座大桥的钢材屈服强度不够，那车子一上桥，哗啦一下，就变成了“桥下游泳”，多不靠谱！所以，抗压强度和屈服强度就像是安全带，给我们提供了一份看不见的保护。
再说说测试这些强度的方法，听起来也很有意思哦。
常用的有压缩试验和拉伸试验。
压缩试验就是把钢材放在两个大块头中间，然后施加压力，看它能坚持多久。
拉伸试验则是把钢材一头固定，另一头慢慢拉扯，直到它变形。
就像是在和钢材玩力量游戏，看谁先撑不住，真是个有趣的过程。
想象一下，如果钢材会说话，它一定会大喊：“别再拉我了，我快撑不住了！”这时候，我们就得仔细记录下这些数据，来分析它的性能。
钢材的表现也会让人意外。
比如说，某些合金钢材，它们的抗压强度居然能比普通钢材高出一大截，这就像是你的小伙伴突然变成了肌肉猛男，简直让人惊掉下巴。
钢材的强度不仅跟它的成分有关，还跟温度、加工方式等多种因素都有关系。
就像人一样，生活环境的影响真的是不容小觑。
钢材在建筑中的重要性不言而喻。
想想看，现代建筑要高、要大，必须依赖于坚固的钢材来支撑。
你看那摩天大楼，像是直插云霄的巨人，背后可是有无数钢材默默支撑着。
如果这些钢材的抗压强度和屈服强度不够，那大楼一震，别说爬上去，连底下的路人都得小心翼翼地绕道走。
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1、测定低碳钢的屈服极限σs、 强度极限σb、延伸率δ和伸长 率；三大指标，判断钢筋的强 度等级
实验仪器设备
1、万能材料试验机 2、游标卡尺
万万能能实实验验机的机外的形外形
游标卡尺
游标卡尺
σ
上屈服点
C上
B
C
A C下
下屈服点
0
D
OB—弹性阶段
BC—屈服阶段
E CD—强化阶段
DE—颈缩阶段
Fε
以下屈服点作 为钢材的屈服 点（MPa）
钢材拉伸过程的σ-ε图
σ
弹性阶段 σp—比例极限。
σB
σp
B A
σB—弹性极限。
单位：MPa
注：由于A、B两
0
ε
点 相距较近，一般
认
钢材拉伸弹性阶段示意图 为σp=σB 。
σ
屈服阶段
C上
B
C
A C下
放大后
C上
C B C下
0
ε
钢材拉伸屈服阶段示意图
σ
σb
C上
B
Hale Waihona Puke CA C下σb— 抗拉强度
D
或强度极限。
强化阶段
单位：MPa
0
ε
钢材拉伸强化阶段示意图
σ
D
C上
B
C
A C下
DE—颈缩 阶段
E
0
ε
钢材拉伸颈缩阶段示意图
钢 筋 拉 伸 性 能 试 验 演 示
钢 筋 拉 伸 性 能 试 验 演 示
钢 筋 拉 伸 性 能 试 验 演 示
钢 筋 拉 伸 性 能 试 验 演 示
钢 筋 拉 伸 性 能 试 验 演 示
钢 筋 拉 伸 性 能 试 验 演 示
钢 筋 拉 伸 性 能 试 验 演 示
钢 筋 拉 伸 性 能 试 验 演 示
钢 筋 拉 伸 性 能 试 验 演 示
试验前的试件
d0 L0
断裂后的试件
d0 L1
3b
钢 筋 拉 伸 性 能 试 验 演 示
钢 筋 拉 伸 性 能 试 验 演 示
钢 筋 拉 伸 试 性 能 验 演 示
钢 筋 拉 伸 性 能 试 验 演 示
钢 筋 拉 伸 性 能 试 验 演 示
钢 筋 拉 伸 性 能 试 验 演 示
钢 筋 拉 伸 性 能 试 验 演 示
钢 筋 拉 伸 性 能 试 验 演 示