DB37T 5169-2020 印痕法檢測建筑鋼材強度技術規(guī)程　　

山東省工程建設標準DB37/T5169—2020J1541420202020-10-15發(fā)布2020-12-01實施山東省市場監(jiān)督管理局印痕法檢測建筑鋼材強度技術規(guī)程批準部門：山東省住房和城鄉(xiāng)建設廳印痕法檢測建筑鋼材強度技術規(guī)程Technicalspecificationfortestingcons山東省市場監(jiān)督管理局山東省工程建設標準的通知魯建標字〔2020〕21號DB37/T5170—2020和DB37/T5171—2020,現(xiàn)予以發(fā)布，自2020年12月1日起施行。山東省市場監(jiān)督管理局2020年10月15日根據(jù)山東省住房和城鄉(xiāng)建設廳、山東省質量技術監(jiān)督局《關于印發(fā)〈2018年第二批山東省工程建設標準制修訂計劃》的通知》(魯建標字〔2018〕17號)的要求，標準編制組進行了廣泛、深入的調查研究，總結了國內外鋼材強度檢測的經驗，結合山東省房屋建筑的實際，在調查、研討、修改、總結實踐經驗的基礎上，制定本規(guī)程。本規(guī)程的主要技術內容是：總則、術語和符號、檢測設備、科學研究院有限公司負責具體技術內容的解釋意見或建議，請寄送山東省建筑科學研究院有限公司(地址：山東省濟南市天橋區(qū)無影山路29號，郵編：250031)。本規(guī)程主編單位：山東省建筑科學研究院有限公司本規(guī)程參編單位：濟南市工程質量與安全生產監(jiān)督站本規(guī)程主要起草人員：成勃姜麗萍魯愛民李宗才本規(guī)程主要審查人員：趙考重蔣世林張毅徐新生 12術語和符號 22.1術語 2 23檢測設備 3 3 4 5 5 6 6 8 85.2山東地區(qū)測強曲線 8 9 附錄A異常數(shù)據(jù)判斷和處理 本規(guī)程用詞說明 引用標準名錄 1 2 2 2 33.1EquipmentandPerform 33.2BasicRequirement 44DetectionTechnology 5 54.2MeasuringPointArrang 64.3MeasuringIm 6 8 8 8 9 AppendixAAbnormalDataJudgmentandProcessing ExplanationofWordinginThis ListofQuotedStandards Addition:ExplanationofProvisio 11.0.1為規(guī)范印痕法檢測建筑鋼材強度技術，保證檢測工作質量，制定本規(guī)程。1.0.2本規(guī)程適用于建筑結構中鋼材強度的檢測，其檢測結果可作為建筑工程質量評定或結構性能鑒定的依據(jù)。1.0.3印痕法檢測建筑鋼材強度，除應符合本規(guī)程外，尚應符合國家現(xiàn)行有關標準的規(guī)定。2對合金鋼球施加一定的力，將其壓入待測建筑鋼材表面，形成凹陷痕跡，根據(jù)鋼材表面印痕直徑和鋼材強度間的相關關系，由印痕直徑通過測強曲線來換算鋼材強度的檢測方法。印痕法試驗時，硬質合金球在鋼材表面所形成的凹陷點。2.1.3鋼材強度換算值conversionvalueofsteelstrength根據(jù)印痕直徑和測強曲線得到的鋼材強度值。2.1.4強度推定值referencevalueofstrength對各測點強度換算值按本規(guī)程的規(guī)則計算后，得出的代表單個構件或檢測批的鋼材強度值。d20——壓力為20kN時的印痕直徑，mm;R——鋼材測點強度換算值，包括屈服強度換算值和抗拉強度換算值，MPa;R——鋼材測點屈服強度換算值，MPa;R——鋼材測點抗拉強度換算值，MPa;R。——鋼材強度推定值，包括屈服強度推定值和抗拉強度Re,L——鋼材屈服強度推定值，MPa;Re,——鋼材抗拉強度推定值，MPa。33.1.1印痕法檢測建筑鋼材強度使用的儀器應包括印痕儀、硬3.1.2印痕儀、硬質合金球及印痕直徑測量尺應具有產品合格證，并應按本規(guī)程第3.2節(jié)的要求進行校準。3.1.3印痕儀(圖3.1.3)應便于攜帶，應具有滿足檢測需要1最大壓力不應小于30kN;3工作行程應不小于10mm。1最大量程不應小于10mm;2分度值不應大于0.02mm。3.1.5印痕儀使用時的環(huán)境溫度應為-4℃~40℃。3.1.6硬質合金球的直徑應為10mm。43.2.1正常使用過程中，印痕儀應由校準機構進行校準，校準3.2.2當遇到下列情況之一時，印痕儀應進行校準，其性能應符合本規(guī)程第3.1.3條的要求：3更換主要零件或對儀器進行過調整；5校準周期內累計檢測次數(shù)達到6000次。3.2.3硬質合金球應拋光，且無表面缺陷。3.2.4硬質合金球的檢測，應符合現(xiàn)行國家標準《金屬材料布氏硬度試驗第2部分：硬度計的檢驗與校準》GB/T231.2中壓頭用球的檢測規(guī)定。檢測時，應在一批球中隨機抽取一個樣品，檢測其尺寸和硬度，做過硬度檢測的球應予以剔除，不再3.2.5硬質合金球應符合下列規(guī)定：1球的密度應為(14.8±0.2)g/cm3;2球的直徑應在不少于3個位置上測量，每個測量值均應在(10±0.005)mm的范圍內；3按現(xiàn)行國家標準《金屬材料維氏硬度試驗第1部分：試驗方法》GB/T4340.1的方法，使用至少4.903N的試驗力測定的球的維氏硬度不應低于1500HV。3.2.6印痕直徑測量尺應經計量部門檢定合格。52型鋼、鋼板的厚度不應小于4mm,鋼筋直徑不應小時，可按約定方法抽取樣本。檢驗批最小樣本容量應符合表6表4.1.6檢測批最小樣本容量ABCABC2238235358585一一一目檢測；目檢測；多的既有結構的檢測。7屬光澤，不應有氧化層、防護層、污物、油脂等。測點表面應能保證印痕直徑的精確測量。4.3.2印痕檢測應按下列步驟進行：1將印痕儀的承壓板與球形壓頭夾持住待測鋼材的表面，使壓頭與試件被測表面接觸(圖4.3.2)。2啟動印痕儀的千斤頂，驅動硬質合金球，無沖擊、無振持荷10s~20s后卸荷。加載及持荷過程中，試件與印痕儀之間不應發(fā)生橫向位移。3檢查測點背面，如測點背面出現(xiàn)可見變形，則此測點作廢，并在記錄中注明。4在印痕相互垂直的兩個位置上測量直徑，取兩個讀數(shù)的平均值作為第i個測點的印痕直徑d20,,精確到0.02mm。85.2.2當d?大于3.50mm且不大于d?——壓力為20kN時的印痕直徑，精確值0.02mm。9R=-8.8892d2-108.72d?+1079.4(5.2.4)式中：δ——回歸方程式的強度平均相對誤差(%),精確至0.1;e,——回歸方程式的強度相對標準差(%),精確至0.1;至1MPa;f;——由試驗實測得出的測點所在試件的強度換算值(MPa),精確至1MPa。鋼材的適應條件相同，不應超出該類測強曲線的適應范圍，并應每年抽取一定數(shù)量的試件進行校核，當存在顯著差異時，應查找原因，不應繼續(xù)使用。mR——構件或檢測批強度換算值的平均值(MPa),精確R——測點強度換算值的最小值，MPa;R?！摬膹姸韧贫▍^(qū)間的上限值，MPa;R?——鋼材強度推定區(qū)間的下限值，MPa;mR——檢測批測點強度換算值的平均值，MPa;SR——檢測批測點強度換算值的標準差，MPa;k?、k?——推定系數(shù)，按表6.0.3取值。k6.0.4鋼材強度推定區(qū)間的上限值與下限值之差，不宜大于兩者算術平均值的10%。當檢測批的檢測結果不能滿足上述要求時，宜補充檢測或重新劃分檢測批進行檢測；當不具備補充檢測6.0.5當設計要求的相應數(shù)值小于或等于推定上限值時，可判定為符合設計要求；當設計要求的相應數(shù)值大于推定上限值時，1鋼材強度上限值與下限值的平均值可作為該批鋼材強度2強度特征值接近的構件可視為同等強度等級；3所有構件鋼材強度特征值可作為與鋼材強度等級對應強附錄A異常數(shù)據(jù)判斷和處理A.0.1檢測批的異常數(shù)據(jù)應按下列步驟進行判斷：1將測點強度換算值按從小到大順序排列為R?、R?、……、R;2格拉布斯統(tǒng)計量G、G'應按下列公式進行計算：判定f,為離群值，否則判未發(fā)現(xiàn)離群值。4對于檢出的離群值，剔除水平α取0.01,按表A.0.1查取值，可考慮刪除；否則，判斷未發(fā)現(xiàn)統(tǒng)計離群值，fm為高端歧可考慮刪除；否則，判斷未發(fā)現(xiàn)統(tǒng)計離群值，f,1為低端歧離值。A.0.2異常數(shù)據(jù)的處理應符合下列規(guī)定：1對于統(tǒng)計離群值和高端歧離值，宜從樣本中剔除；對于低端歧離值，當有充分理由時，可從樣本中剔除；當無法說明異常原因時，可在低端歧離值鄰近位置重新取樣復測，根據(jù)復測結果判斷是否剔除。剔除的數(shù)據(jù)應留有原始記錄、剔除的理由和必要的說明。2保留異常數(shù)據(jù)，增加樣本數(shù)補充檢測，然后進行數(shù)據(jù)判斷和強度推定。3保留異常數(shù)據(jù)，重新劃分檢測批，然后進行數(shù)據(jù)判斷和強度推定。A.0.3剔除異常數(shù)據(jù)后，應按本規(guī)程第6.0.1條對余下的數(shù)據(jù)重新計算強度換算值的平均值、標準差和變照A.0.1的要求進行檢驗。A.0.4檢出的統(tǒng)計離群值總數(shù)不宜超過最初樣本量的5%,否注：當測點數(shù)量大于100時，可按測點數(shù)量為100取值。本規(guī)程用詞說明4)表示有選擇，在一定條件下可以這樣做的，采用2條文中指明應按其他有關標準執(zhí)行的寫法為“應符1《金屬材料布氏硬度試驗第2部分：硬度計的檢驗與2《金屬材料布氏硬度試驗第4部分：硬度值表》GB/T231.43《碳素結構鋼》GB/T7004《黑色金屬硬度及強度換算值》GB/T11727《低合金高強度結構鋼》GB/T1591印痕法檢測建筑鋼材強度技術規(guī)程條文說明《印痕法檢測建筑鋼材強度技術規(guī)程》DB37/T5169—2020,經山東省住房和城鄉(xiāng)建設廳、山東省市場監(jiān)督管理局2020年10月15日以魯建標字〔2020〕21號文件批準、發(fā)布。本規(guī)程編制過程中，編制組進行了廣泛深入的調查研究，總踐經驗，同時參考了有關國際標準和國外先進標準，開展了多項專題研究，并以多種方式廣泛征求了有關單本規(guī)程時能正確理解和執(zhí)行條文規(guī)定，《印度技術規(guī)程》編制組按章、節(jié)、條順序編制了本規(guī)程的條文說明，對條文規(guī)定的目的、依據(jù)以及執(zhí)行中需注意的有關事項進行了說明。但是，本條文說明不具備與規(guī)程正文同等的法律效力， 222術語和符號 232.1術語 3.1儀器及性能 3.2校準基本要求 4.1一般規(guī)定 4.2測點布置 4.3印痕檢測 285.1一般規(guī)定 285.3專用測強曲線 29 1.0.1建筑鋼材的力學性能是影響建筑結構安全性的重要因素。在對既有結構工程進行檢測鑒定時，需要確定建筑鋼材的強度，但目前大多數(shù)情況下還需要在結構實體上取樣。無損傷，檢測時對鋼材表面的粗糙度要求較較小。目前我國建筑工程檢測技術正逐漸從試測技術方向發(fā)展，從破損檢測向微破損、無損檢測技術方向發(fā)1.0.2建筑鋼材強度與表面抗塑性變形能力之間存在著較為明1.0.3采用本規(guī)程應與國家相關標準相銜接。2.1.1本規(guī)程所述鋼材，包括建筑結構用的型鋼、鋼板、鋼2.1.4本規(guī)程按現(xiàn)行國家標準《混凝土結構現(xiàn)場檢測技術標限值和下限值。3.1.1印痕儀、硬質合金球和印痕直徑測量尺是印痕法檢測建筑鋼材強度的必要儀器?，F(xiàn)場檢測時可能還需要對鋼材表面打3.1.2~3.1.6對印痕儀、硬質合金球和印痕直徑測量尺的性能硬質合金球，俗稱鎢鋼球，是以高硬度難熔金屬的碳化物(WC、TiC)微米級粉末為主要成分，以鈷(Co)或鎳(Ni)、鉬(Mo)為粘結劑，在真空爐或氫氣還原爐中燒結而成的粉末3.2.1、3.2.2印痕儀是用來產生和測量壓力的儀器，需要量測件等因素發(fā)生變化，因此本規(guī)程規(guī)定了校準周期3.2.3~3.2.5硬質合金球的尺寸和硬度與印痕直徑直接相關，應嚴格控制。維氏硬度檢測會對試樣產生一定3.2.6印痕直徑測量尺為刻度放大鏡或讀數(shù)顯微鏡的一種，作4.1一般規(guī)定4.1.1本條所列舉的資料，是為了對被檢測構件有較為全面系4.1.2印痕法檢測時可能因局部打磨產生粉塵，可能涉及高空作業(yè)等復雜工作環(huán)境，可能產生儀器墜落等意外情況，現(xiàn)場檢測4.1.3硬質合金球長時間使用，可能產生損傷，從而影響測量4.1.4印痕法通過測量鋼材表面抗塑性變形能力推測鋼材強度，因此要求鋼材表面與內部質量一致，并對鋼材表面狀態(tài)做了統(tǒng)一規(guī)定。本規(guī)程所給的測強曲線，為大量試驗結果所形成的統(tǒng)計曲鋼筋測試時，應打磨成平面，對于直徑14mm的鋼筋，其削弱面積約占總面積的10%,考慮到構件配筋一般多于1根，這4.1.5當檢測對象為單個構件時，其檢測結論不得擴大到未檢測的構件或范圍；同樣，批量檢測時，其結4.1.6批量檢測時，抽取試樣應遵守隨機的原則。當無法隨機抽樣時，宜由建設單位、監(jiān)理單位、施工單位等表4.1.6中所列的是檢測批樣本的最小容量，為防止個別檢測數(shù)據(jù)作廢造成檢測批樣本容量不足的情況4.1.7印痕法檢測屬于非破損檢測，但檢測時仍應剔除混凝土保護層、打磨鋼筋表面、清除鋼材表面防護層等，檢測結束后，4.2測點布置4.2.1當無需推定檢測批中單個構件強度時，應把測點盡量布4.2.2試驗表明，當試件較薄時，印痕試驗結束后，試件有明外的變形(圖1)。印痕法檢測時，試件厚度為印痕深度的8倍以上、印痕中心距試件邊緣為印痕直徑的2倍以上、印痕中心間距為印痕直徑的3倍(圖2)時，各類因素影響較小。4.2.3相較于鋼材母材，焊縫及焊接熱影響區(qū)域的抗塑性變形強曲線。4.3印痕檢測4.3.1構件測試部位的處理，可用鋼銼打磨構件表面，除去表面油漆、氧化層，然后分別用粗、細砂紙打磨，直至露出金屬光澤。當鋼材表面存在氧化層時，印痕直徑略有減少，對數(shù)據(jù)讀取會造成不便，誤差較大。印痕法試驗前應采用打磨等方式去除氧化層，使試件表面平坦光滑。4.3.2印痕試驗時，應在無沖擊、無振動的條件下均勻施壓。試驗表明，持荷時間為15s、30s和45s時，印痕直徑的差加荷時間分別為3s、5s和8s時，以及加載至30kN,加荷時間分之間隨機分布。由此本規(guī)程規(guī)定了加載和持荷時間。通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計、回歸及對比，項目組發(fā)現(xiàn)試驗壓力越大，其關系曲線的相關性越好。當試驗壓力為10kN及以下時，印痕較小，直徑判讀困難，讀數(shù)誤差趨大，同一組數(shù)據(jù)的標準差也較大，兩曲線的相關系數(shù)均不如試驗壓力為15kN及以上的曲線?？紤]到壓力越大，對試驗裝置的要求越高，鋼材表面印痕也越大，對鋼材表面外觀有一定影響。為此，項目組最終選取的試驗壓力為20kN。加載及持荷過程中，試件與印痕儀之間不應錯動，硬質合金球不應橫向位移。測點背面出現(xiàn)的可見變形與試件厚度、強度等因素有關，試件已發(fā)生異常變形，不再適用于本規(guī)程測強曲線。5.1一般規(guī)定5.1.1、5.1.2我國地域遼闊、氣候差別很大，各地鋼材生產環(huán)境也有所不同，統(tǒng)一測強曲線精度受到限制建立本地區(qū)的測強曲線或專用測強曲線，則可以提高檢測精度。地區(qū)和專用測強曲線須經地方建設行政主管部中列舉了碳鋼及合金鋼的硬度與抗拉強度之間的換算值的鋼材是碳鋼及合金鋼，建筑工程中常用的是低碳鋼，兩者2《黑色金屬硬度及強度換算值》GB/T1172—1999僅列出硬度與抗拉強度的關系。而相比于抗拉強度，5.2.1本規(guī)程采用試驗方法得到的印痕直徑-屈服強度和印痕直徑-抗拉強度曲線，試驗所用的建筑鋼材為本條文所列鋼材。目前缺乏其他鋼材試驗數(shù)據(jù)，不能保證其他鋼材印痕直徑-強度曲5.2.2~5.2.5理論分析表明，印痕直徑與鋼材塑性變形有關，斷裂階段與鋼材抗拉強度相關。印痕法試驗對鋼材基本無損傷，未達到破壞或斷裂階段，故相比于印痕直徑與抗拉強度的相關HRB335、HRB400鋼筋在5kN~35kN的壓力下印痕直徑與屈服現(xiàn)了相同的規(guī)律。即在相同壓力作用下，鋼徑的關系更