预应力混凝土用钢材习题.doc

1、第二分册 建筑材料第一篇 见证取样类检测8、预应力钢绞线、锚夹具习题预应力(钢绞线、钢丝、精轧螺纹钢)一、 填空题1 预应力钢丝是采用直径 13mm 的 82B 盘条通过拉拔工艺而成的钢丝，具有强度高、塑性好、松弛性能低以及屈服强度高等特点，强度级别有 、 、 等， 主要应用于水泥制品。2 高强度预应力钢丝包括 、 、 及 ，直径有 3、4、5、6、7 多种。3 预应力混凝土用钢绞线是采用 82B 盘条通过拉拔工艺而成 5 钢丝，然后再由多根钢丝以一定的捻距捻制而成。其中有 、 及 钢绞线。捻向又分 和 。广泛应用于工业 、民用建筑、桥梁、核电站、水利、港口设施等建设工程。4 高强精轧螺纹钢筋

2、特点是在其任意截面处都可拧上带有内螺纹的 或 ，避免了焊接。连接锚固简便，常用的直径有 和 两种。其强度等级有： 、 、 等强度系列。5 钢绞线应成批验收，每批钢绞线应由 、 、 捻制的钢绞线组成。每批重量不大于 吨。6 测量 17 结构钢绞线最大力总伸长率的原始标距 Lo 国标规定应 mm；美国标准规定 Lo mm，最大力总伸长率规定不小于 %。7 钢绞线的直径应用分度值为 mm 的量具测量，在同一截面不同方向上测量 次取平均值。8 钢绞线的弹性模量为 GPa，但不作为交货条件。9 钢绞线松驰试验时的环境温度为 。10 钢绞线屈服强度与极限抗拉强度之比，即屈强比：应不小于 %。11 钢绞线的

3、捻向分为 和 两种，需在合同中注明。12 钢绞线的捻距为钢绞线公称直径的 倍。13 标准型钢绞线是由 捻制成的钢绞线，刻痕钢绞线是由 捻制成的钢绞线。模拔型钢绞线是捻制后再经 的钢绞线。钢绞线的捻向一般 捻， 捻需在合同中注明。14 检测机构应当坚持独立、公正的第三方地位，在承接业务、 和 过程中，应当不受任何单位和个人的干预和影响，确保检测工作的独立性和公正性。15 成品钢绞线应用 切割，切断后应不 ，如离开原来位置，可以用手 到原位。16 钢绞线交货时应包括： 、 、 、 。钢绞线每盘卷质量不小于 ，允许有 的盘卷质量小于1000kg，但不能小于 。17 公称直径为 15.20mm，强度级

4、别为 1860MPa 的七根钢丝捻制的标准型钢绞线其标记为 。18 当钢绞线力学性能某一项检验结果不符合规定时，则该盘卷不得交货，并从同 未经试验的钢绞线盘卷中取 数量的试样进行该 的复验，复验结果即使有一个试样不合格，则整批钢绞线不得 。19 钢绞线交货时应捆扎结实，捆扎不少于 道。经双方协商，可加 、 等材料包装。二、选择题1 钢丝按加工状态分为冷拉钢丝及消除应力钢丝两类。按松弛性能分两级：级松弛和级松弛。钢丝按外形分为（ ）A光圆钢丝 螺旋肋钢丝 刻痕钢丝 低松弛钢丝2 预应力混凝土用高强度精轧螺纹钢筋，这是利用 Si、Mn、Mo、V 多元合金化及轧后控冷工艺开发出的735/980MPa

5、 级钢筋，当前性能已达到 800/1000MPa 级水平，牌号为 AJL800。预应力混凝土用高强度精轧螺纹钢筋表面不得有（ ）A横向裂纹 结疤 标记 机械损伤3 当初始力相当于公称最大力的 70%时，其钢绞线 1000 小时后的应力松驰率应不大于： A、1% B、2.5% C、4.5% D、5.5%4 弹性模量是衡量材料（ ）的指标。A、刚度 B、扰度 C、强度 D、硬度5 GB/T228-2002 用（ ）符号表示强度性能的主符号。A、 B、F C、A D、R6 GB/T 228-2002 用（ ）符号表示规定非比例延伸力的主符号。A、F P B、F t C、F r D、F m7 根据 G

6、B/T5224-2003 的规定，预应力钢绞线最大力总伸长率应符合什么条件？（ ）A、3.0 B、3.5 C、4.0 D、4.58 预应力钢绞线的最大力总伸长率与断后伸长率比较有（ ）关系。A、AgtA B、AgtA C、Agt=A D、不确定9 测定钢绞线的弹性模量时，预加负荷范围为规定非比例延伸荷载 FP0.2 的（ ） 。A、5%90% B、10%70% C、15%65% D、20%60%10 标记为“预应力钢绞线 17-15.20-1860-GB/T5224-2003”的钢绞线的参考截面积是（ ）mm 2。A、98.7 B、139 C、140 D、14111 钢材在长期保持拉应力时，出

7、现应力逐渐缓慢下降的现象为（ ） 。A、松弛 B、应力松弛 C、蠕变 D、徐变12 钢绞线性能结果数值应按规定进行修约，现行标准中规定 Ae 的修约间隔为（ ）%。A、0.05 B、0.1 C、0.5 D、113 标记为“预应力钢绞线 17-15.20-1860-GB/T5224-2003”的钢绞线的性能结果数值应进行修约，现行标准中规定 Rm的修约间隔为（ ）MPa。A、1 B、5 C、10 D、5014 GB/T5224-2003 规定如整根钢绞线在夹头内和距钳口（ ）钢绞线公称直径内断裂，最大力未达到标准规定的性能要求时，则该试验应作废。A、0 倍 B、1 倍 C、2 倍 D、3 倍15

8、 引伸计标距应等于或近似等于试样标距。当最大力总延伸率5%时，使用（ ）级引伸计。A、不劣于 1 B、不优于 1 C、不劣于 2 D、不优于 216 预应力钢绞线试验时，弹性阶段应力速率为（ ） ，试验时，记录力延伸曲线或采集力延伸数据。A、660mm/s B、660MPa/s C、660kN/s D、660N/s17 预应力钢绞线试验时，在进入塑性范围后直至 Fp，应变速率不超过（ ） 。试验时，记录力延伸曲线或采集力延伸数据。A、0.0025mm/s B、0.0025MPa/s C、0.0025N/s D、0.0025/s18 对于 17-15.24mm 钢绞线，各国标准中已给出了弹性模量

9、取值为（ ） ，且不做为交货条件。A、(19510)Pa B、(19510)kPa C、(19510)MPa D、(19510)GPa19 钢绞线按结构分为 类。A、1 类 B、3 类 C、5 类20 规定非比例延伸力 Fp0.2值不小于整根钢绞线公称最大力 Fm的 %。A、80 B、75 C、90 D、8521 供方每一交货批钢绞线的实际强度不能高于其抗拉强度级别 MPa。A、200 B、100 C、15022 钢绞线试验期间，试样的环境温度应保持在 内。A、20+1 B、 20+2 C、 20+523 钢绞线试样处理后不得进行 。A、热处理 B、热处理和冷加工 C、冷加工24 整根钢绞线最

10、大力检测的取样数量为 。A、3 根/每批 B、1 根/每批 C、逐盘卷三、判断题1 钢绞线力学性能试验取样，可以在任一盘卷中取三根。 （ ）2 钢绞线应力松驰性能试验，每合同批取一根。 （ ）3 钢绞线松驰试验的试验标距规定不小于公称直径的 60 倍。 （ ）4 Agt 是硬度指标。 （ ）5 GB/T 228-2002 用符号 表示伸长率性能的主符号。 （ ）6 预应力钢绞线试验时，规定最小的试验标距为 200mm。 （ ）7 钢绞线出厂时的盘卷内径应不小于 750mm。 （ ）8 GB/T 228-2002 用符号 Z 表示收缩率性能的符号。 （ ）9 钢绞线拉断时的破坏状态应为剪切断裂。

11、 （ ）10 现行标准 GB/T5224-2003 中规定的钢绞线屈强比为不小于 90%。 （ ）11 预应力钢丝应成批验收，每批由同一牌号、同一规格、同一生产工艺制作的钢丝组成，每批重量不大于 50 吨。 （ ）12 GB/T5224-2003 中规定的钢绞线强度级别有四档，最高为 1860MPa。 （ ）13 我国于 2001 年，对预应力混凝土用钢丝、钢绞线国家标准进行了重新修订。 （ ）14 钢绞线应成批验收，每批钢绞线由同一厂家、同一生产线、同一供货商提供的钢绞线组成。 （ ）15 钢绞线拉断时的破坏状态应为剪切断裂。 （ ）16 现行标准 GB/T5224-2003 中规定的钢绞线

12、屈强比为不小于 90%。 （ ）17 预应力钢材表面硬度较高，这就要求试验机夹具有足够的硬度，否则试样与夹具打滑，不能正常拉伸。 （ ）18 整根钢绞线的最大力试验，如试样在夹头内和距钳口 2 倍钢绞线公称直径内断裂达不到标准要求时，则判不合格。 （ ）四、综合题(一) 问答题 1、钢绞线检测时，如何选择执行标准？（5 分）2、钢绞线出厂时产品标记应包含哪些内容？（5 分）3、钢绞线试验时，对试验夹具有哪些要求？（5 分）4、画图说明最大力总伸长率与断后伸长率有何区别？（5 分）5 你做钢绞线力学性能检测时，如果无自动检测设备，采用什么方法确定钢绞线的屈服强度？（5 分）6 请问在进行整根钢绞

13、线的最大力试验时应如何判定试验有效与无效？（5 分）7 请问预应力钢棒试验的规定的试验标距为多少，应执行什么标准？(二) 计算题8 某钢绞线其标记为：预应力钢绞线 17-15.20-1860-GB/T5224-2003 实测弹性模量为 195GPa，F 曲线如图所示，其中线段 为弹性变形阶段， 为强化变形阶段， 为纯塑性变形阶段（负荷保持不变） ， 为颈缩阶段。OABBCDDE(1)由图解法求得图中 A、B、C、D、E 各点的坐标：(2)请按现行标准求出该钢绞线的主要力学性能，并判定。 （10 分）9 一组三根钢绞线，直径 15.24，强度等级 1860MPa，拉伸试验时，实测屈服荷载分别为2

14、61kN、258kN、257kN。破断荷载分别为 270kN、260kN、261kN，实测最大力总伸长率分别为 4.2%、3.7% 、3.6%，实测弹性模量为 2.00105MPa，计算其屈服强度、抗拉强度和屈强比分别为多少？判定该组钢绞线是否合格？并分析其原因。(三)操作题 10 简述图解法测定抗拉强度 Rm 的要点。 （10 分）11 简述应力松弛性能试验的要点。 （10 分）12 简述指针法测定抗拉强度 Rm 的要点。 （10 分）13 简述测定预应力钢绞线最大力 Fm 的要点。 （10 分）(四)案例题 14 某检测单位接受委托，对某批次预应力混凝土用钢绞线进行力学性能检测，钢绞线规格

15、型号 17-15.24-1860，强度级别为 1860 MPa，实验结果见下表，请你根据现行标准计算 Rp0.2和 Rm，并断定。样品编号规定非比例延伸力值Fp0.2/kN最大力值Fm/kN最大力下总伸长率Agt/(%)失效形态1 245 256 1.7 在钳口处断裂2 249 260 3.4 在钳口处断裂3 240 245 1.0 在钳口处断裂15 某检测单位进行预应力混凝土用钢绞线力学性能检测时所使用的引伸仪标距为 250mm，其引伸仪的刀口是平直的并用橡皮筋固定夹持在钢绞线上，请你根据现行标准分析此方法的合理性与可行隆。参考答案：一、填空题：1、1570MPa、1860MPa、1960M

16、pa2、消除应力钢丝、消除应力光圆、螺旋肋钢丝、刻痕钢丝3、二股、三股、七股、左捻、右捻4、28、32、JL540、JL735、JL8005、同一牌号 、 同一规格 、 同一生产工艺 、60 6、500、610、3.57、0.02 mm、两8、195109、202 10、9011、左（S）捻 、 右（Z）捻12、121613、冷拉光园钢丝 、 刻痕钢丝 、 冷拔成、 左、 右14、现场检测 和检测报告形成 15、砂轮锯 、 松散、 复原16、结构代号 、公称直径、强度级别、标准号、1000kg、10%、300kg17、预应力钢绞线 17-75.20-1860-GB/T5224-2003。18、

17、一批 、双倍、不合格项目、交货19、现场检测 、检测报告形成20、6、防潮纸 、 麻布二、选择题：3、B 4、A 5、D 6、A 7、B 8、B 9、B 10、C11、B 12、A 13、C 14、C 15、A 16、B 17、A 18、D19、C 20、C 21、A 22、B 23、B 24、A三、判断题：1、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9、 10、11、 12、 13、 14、 15、 16、 17、 18、四、综合题(一)问答题 1、检测方法采用金属材料 室温拉伸试验方法GB/T 228-2002 和金属应力松驰试验方法GB/T 10120-1996；（2 分）检测评定标

18、准采用预应力混凝土用钢绞线GB/T 5224-2003 和公路桥涵施工技术规范JTJ 041-2000；（2 分）参考标准为预应力混凝土用无涂层消除应力七丝钢绞线标准技术条件ASTM A416-02A（美国） ；（1 分）2、钢绞线出厂时产品标记应包含：预应力钢绞线，结构代号，公称直径，强度级别，标准号。 （各 1 分）3、 （1）齿形应为细齿，间距 1.5mm，角度 6070，齿高 0.50.7mm。 （2 分）（2）试验机拉伸钳口最大间距应满足产品标准中原始标距 L0的要求。 （1 分）（3）试验机夹具应保证夹持可靠，夹头在夹持部分的全长内应均匀地夹紧试样，并应保证在加力状态下或试验过程中

19、试样与夹头不应产生相对滑移。 （2 分）4、 最大力总伸长率（A gt）是在最大力时原 始标距的伸长与原始标距的比值（1 分） ，其中含弹性延 伸部分和非比例延伸部分；（1 分）断后伸长率（A）是断后原始标距的伸长与原始 标距的比值（1 分） ，其中不含弹性延伸部分（1 分） 。（画图 1 分）5、答：根据力-延伸曲线图测定屈服强度。 （1 分）在曲线图上，划一条与曲线的弹性直线段部分平行，且在延伸轴上与此直线段的距离等效于规定非比例延伸率 0.2%的平行直线（2 分） 。根据此平行线与曲线的交点给出所求规定非比例延伸强度的力（F P0.2） ，F P0.2与试样参考横截面积（S 0）之商即为

20、屈服强度。 （2 分）6、答：以下两种情况为试验无效：（1）试样断在标距外或机械刻划的标距标记上，而且断后伸长率低于规定最小值；（1 分）（2）在试验时，试验设备发生了故障，影响了试验结果。 （1 分）有上述两种情况之一，试验结果无效，重做相同试样相同数量的试验。 （1 分）如果标距标记是用无损伤试样表面的方法标记的，断在标距标记上，不列入重试范围。 （1 分）伸伸AgtORm如果断在机械刻划的标记上或标距外，但测得的断后伸长率达到了规定最小值的要求，则试验结果有效，无需重试。 （1 分）7、无(二)计算题1、表 ：图解结果标记 X 轴（ %） Y 轴（ kN） 注O 0 0 原点A 1.0

21、234.8 规定总延伸为 1%时的荷载（F t1）B 1.1 240.1 规定非比例伸长 0.2%时的荷载值（F p0.2）C 3.4 273.3 最大力平台始点D 3.8 273.3 最大力平台末点E 4.8 250.0 断裂点，试样断与样品中部(2) 解：试样为 17-15.20 钢绞线，因此试样参考横截面积 S0=140mm2。规定总延伸为 1%时的强度：Rt1=Ft1/S0=234800N/140 mm2 =1680MPa（1 分）规定非比例伸长为 0.2%时的强度：Rp0.2=Fp0.2/S0=240100N/140 mm2 =1720MPa（2 分）抗拉强度：Rm=Fm/S0=27

22、3300N/140 mm2 =1950MPa（2 分）最大力总伸长率：Agt=(3.4+3.8)/2=3.6%（2 分）屈强比= R p0.2/ Rm=1720/1950=88%（1 分）抗拉强度符合 GB/T 5224-2003 的规定，判定为合格；最大力总伸长率大于 3.5%，符合 GB/T 5224-2003 的规定，判定为合格；屈强比小于 90%，不符合 GB/T 5224-2003 的规定，判定为不合格。 （2 分）9、解：屈服强度：Rp1=Fp1/S0=261000N/140 mm2 =1860MPaRp2=Fp2/S0=258000N/140 mm2 =1840MPaRp3=Fp

23、3/S0=257000N/140 mm2 =1840MPa（3 分）抗拉强度：Rm1=Fm1/S0=270000N/140 mm2 =1930MPaRm2=Fm2/S0=260000N/140 mm2 =1860MPaRm3=Fm3/S0=261000N/140 mm2 =1860MPa（3 分）屈强比 1= Rp1/ Rm1=1860/1930=96%屈强比 2= Rp2/ Rm2=1840/1860=99%屈强比 3= Rp3/ Rm3=1840/1860=99%（3 分）因：R m1、R m2、R m3均大于等于 1860MPa，屈强比均大于 90%，且最大力总伸长率均大于 3.5%，依

24、据GB/T 5224-2003，判定该组钢绞线合格。 （1 分）(三)操作题 10、图解方法要求试验机不劣于 1 级准确度，引伸计为不劣于 2 级准确度，引伸计标距不小于试样标距的一半（3 分） ，试验时的应变速率不超过 0.008/s（2 分） 。试验时，记录力延伸曲线或力位移曲线或采集相应的数据（2 分） 。在记录得到的曲线图上按定义判定最大力，对于连续屈服类型,试验过程中的最大力判为最大力 Fm，由最大力计算抗拉强度 Rm。 （3 分）11、对于预应力钢绞线，应力松弛性能试验期间试样的环境温度应保持在 202的范围内，试样不得进行任何热处理和冷加工（2 分） ，试样标距长度不小于公称直径

25、的 60 倍，初应力为公称最大力的 70%，初始负荷应在 3 至 5 分钟内施加完毕（3 分） ，对于 I 级松弛保持 2 分钟，对于 II 级松弛保持 1 分钟后开始记录松弛值。 （2 分）低松弛级别要满足 1000 小时应力松弛率不大于 2.5%的要求。 （3 分）12、指针方法测定抗拉强度是相对简单的方法。它是通过人工读取试验机指示的最大力，进而计算抗拉强度（2 分） 。由于新标准对最大力的定义与旧标准的不同，所以不能完全借助于被动指针所指示的最大力作为最大力（3 分） 。试验时,应注视指针的指示，对于连续屈服类型，读取试验过程中指示最大的力，（2 分）对于不连续屈服类型，读取屈服阶段之

26、后指示的最大的力作为最大力 Fm，进而计算抗拉强度Rm。 （3 分）13、 （1）试件的夹持装置是否合理,对试件是否造成划伤,这是完成试验的必要条件。 （2 分）（2）适宜的加载速度是做好试验的重要保证；（2 分）（3）试件破坏后,最大力未达到标准规定数值时,应根据破断钢丝的断口分析破断原因（2 分） 。如果断口呈明显颈缩,说明数据是真实的（2 分）,如果由于夹持装置不合理或夹持装置对试件划伤或咬伤,从而在划伤处造成应力集中,导致试件提前在划伤处破断,该试验判为无效,应重新取样测试。 （2 分）14、规定非比例延伸样品编号 力值Fp0.2/kN应力Rp0.2/MPa最大力值Fm/kN抗拉强度R

27、m/MPa最大力下总伸长率Agt/(%)失效形态 备注1 245 1750 256 1830 1.7 在钳口处断 裂 试验无效2 249 1780 260 1860 3.4 在钳口处断 裂 试验无效3 240 1710 245 1750 1.0 在钳口处断 裂 试验无效依 GB/T5224-2003 第 8.4.1 条款 “如试样在夹头内和距钳口 2 倍钢绞线公称直径内断裂达不到本标准性能要求时，试验无效。 ” 之规定，去除试验无效试样后，判定此试验无效，重新取样进行试验。15、因钢绞线结构特殊，捻距约为 170mm，引伸仪的夹持方式应该引起注意的，通常引伸仪的刀口是平直的，用橡皮筋固定只能夹持钢绞线 7 丝中的 2 丝，由于各丝变形有一定程度的不均匀性，因此对弹性模量的测试还是有一些影响，应当使用用螺纹固定的环形卡式大于 500mm 标距的引伸仪。