058-钢筋力学性能屈服抗拉判定计算器
钢筋力学性能屈服抗拉判定计算器
概述
钢筋力学性能屈服抗拉判定计算器用于根据当前 metadata 与 index.ts 所定义的参数、公式和判定逻辑完成计算。
补充说明:当前文档以计算器目录下的 metadata.json、index.ts 和本文件为同一审计单元维护。
依据标准
- 试验/计算方法:
GB/T 228.1-2021
现行标准
| 标准/文件 | 控制值或说明 | 附注 |
| GB/T 228.1-2021《金属材料 拉伸试验 第1部分:室温试验方法》 | 现行有效 | GB-T-228.1-2021.pdf |
| GB 1499.1-2024《钢筋混凝土用钢 第1部分:热轧光圆钢筋》(HPB300) | 现行有效 | GB-1499.1-2024.pdf |
| GB 1499.2-2024《钢筋混凝土用钢 第2部分:热轧带肋钢筋》 | 现行有效 | GB-1499.2-2024.pdf |
在用标准
| 标准/文件 | 控制值或说明 | 附注 |
| GB 1499.2-2024 热轧带肋钢筋力学性能 | 屈服、抗拉、伸长率指标 | GB-1499.2-2024.pdf |
废止/历史标准
| 标准/文件 | 控制值或说明 | 附注 |
| GB/T 228-2002《金属材料 室温拉伸试验》 | 伸长率定义(已引入A_{gt}) | 已废止 |
计算公式
R_{eL} = \frac{F_{eL}}{S_0},\quad R_m = \frac{F_m}{S_0}
参数与符号
输入参数
| ID | 符号 | 名称 | 单位 | 说明 |
| rebar_grade | rebar_grade | 钢筋牌号/级别 | — | 钢筋牌号/级别 |
| d | d | 钢筋公称直径 | mm | 输入钢筋公称直径 |
| L0 | L₀ | 原始标距 | mm | L₀ = 5d,建议输入100 |
| S0 | S₀ | 原始横截面积 | mm² | 由直径计算或直接输入 |
| FeH | F_{eH} | 上屈服力 | kN | 输入上屈服力 |
| FeL | F_{eL} | 下屈服力 | kN | 输入下屈服力 |
| Fm | F_m | 最大力 | kN | 输入最大力 |
| Lu | L_u | 断后标距 | mm | 输入断后标距 |
| Su | S_u | 断后最小横截面积 | mm² | 颈缩处测量 |
输出参数
| ID | 符号 | 名称 | 单位 | 说明 |
| ReH | R_{eH} | 上屈服强度 | MPa | 上屈服强度 |
| ReL | R_{eL} | 下屈服强度 | MPa | 下屈服强度 |
| Rm | R_m | 抗拉强度 | MPa | 抗拉强度 |
| A | A | 断后伸长率 | % | 断后伸长率 |
| Z | Z | 断面收缩率 | % | 断面收缩率 |
| yield_result | yield_result | 屈服强度判定 | — | 屈服强度判定 |
| tensile_result | tensile_result | 抗拉强度判定 | — | 抗拉强度判定 |
| elongation_result | elongation_result | 伸长率判定 | — | 伸长率判定 |
| overall_result | overall_result | 综合判定 | — | 综合判定 |
示例数据
示例输入
| 名称 | ID | 示例值 | 单位 |
| 钢筋牌号/级别 | rebar_grade | HRB400 | — |
| 钢筋公称直径 | d | 18 | mm |
| 原始标距 | L0 | 180 | mm |
| 原始横截面积 | S0 | 254.50 | mm² |
| 上屈服力 | FeH | 117.80 | kN |
| 下屈服力 | FeL | 109.80 | kN |
| 最大力 | Fm | 147.90 | kN |
| 断后标距 | Lu | 210.90 | mm |
| 断后最小横截面积 | Su | 122.60 | mm² |
主要结果
| 名称 | ID | 结果值 | 单位 |
| 上屈服强度 | ReH | 462.87 | MPa |
| 下屈服强度 | ReL | 431.43 | MPa |
| 抗拉强度 | Rm | 581.14 | MPa |
| 断后伸长率 | A | 17.2 | % |
| 断面收缩率 | Z | 51.8 | % |
| 屈服强度判定 | yield_result | 1 | — |
| 抗拉强度判定 | tensile_result | 1 | — |
| 伸长率判定 | elongation_result | 1 | — |
| 综合判定 | overall_result | 1 | — |
附加计算量
| 字段 | 结果值 |
| ReL_standard | 400 |
| Rm_standard | 540 |
| A_standard | 16 |
合规判定
以下内容为基于当前 generate() 样本执行 qualification() 的判定结果:
- 通过:下屈服强度 431.4 MPa ≥ 400 MPa(标准值),判定合格
- 通过:抗拉强度 581.1 MPa ≥ 540 MPa(标准值),判定合格
- 通过:断后伸长率 17.2% ≥ 16%(标准值),判定合格
参考与链接
- /standards/GB-T-228.1-2021.pdf
- /standards/GB-1499.1-2024.pdf
- /standards/GB-1499.2-2024.pdf
原有补充说明
钢筋力学性能屈服抗拉判定计算器
概述
本计算器依据 GB/T 228.1-2010《金属材料 拉伸试验 第1部分:室温试验方法》 及 GB 1499 系列钢筋产品标准,对热轧钢筋的力学性能进行检测计算与合格判定。
支持 HPB300、HRB335、HRB400、HRB500、HRB600 五种钢筋牌号的屈服强度、抗拉强度、断后伸长率及断面收缩率计算。
适用范围
适用:
- 热轧光圆钢筋(HPB300)
- 热轧带肋钢筋(HRB335、HRB400、HRB500、HRB600)
- 公称直径 6~50mm 的热轧钢筋
不适用:
- 冷轧钢筋、冷扭钢筋等经二次加工的钢筋
- 焊接接头试件(应采用专门试验方法)
- 直径小于 6mm 或大于 50mm 的钢筋
检测原理
钢筋拉伸试验通过记录力-位移曲线,测定屈服力、最大力和断后标距,计算各项力学性能指标。
屈服强度
钢筋在拉伸过程中出现力值首次下降前的最大力对应强度称为上屈服强度 $R_{eH}$;屈服阶段力值不增加而伸长继续的最小力对应强度称为下屈服强度 $R_{eL}$:
$$R_{eH} = \frac{F_{eH}}{S_0}, \quad R_{eL} = \frac{F_{eL}}{S_0}$$
其中:
- $F_{eH}$:上屈服力(N)
- $F_{eL}$:下屈服力(N)
- $S_0$:原始横截面积(mm²)
抗拉强度
最大力 $F_m$ 对应的强度:
$$R_m = \frac{F_m}{S_0}$$
断后伸长率
试件拉断后的标距增量与原始标距之比:
$$A = \frac{L_u - L_0}{L_0} \times 100\%$$
断面收缩率
横截面积缩减量与原始横截面积之比:
$$Z = \frac{S_0 - S_u}{S_0} \times 100\%$$
力学性能指标标准值
依据 GB 1499.1-2008、GB 1499.2-2007、GB/T 1499.2-2018:
| 钢筋牌号 | 屈服强度 $R_{eL}$(MPa)≥ | 抗拉强度 $R_m$(MPa)≥ | 断后伸长率 $A$(%)≥ |
| HPB300 | 300 | 420 | 25 |
| HRB335 | 335 | 455 | 17 |
| HRB400 | 400 | 540 | 16 |
| HRB500 | 500 | 630 | 15 |
| HRB600 | 600 | 730 | 14 |
> 注:HRB400 及以上级别钢筋应满足最大力总伸长率 $A_{gt} \geq 7.5\%$(本计算器暂以断后伸长率 $A$ 为判定依据)
原始标距
原始标距 $L_0$ 应优先采用 5 倍公称直径:
$$L_0 = 5d$$
其中 $d$ 为钢筋公称直径(mm)。
常用原始标距参考值:
| 公称直径 $d$(mm) | 原始标距 $L_0$(mm) |
| 6 | 30 |
| 8 | 40 |
| 10 | 50 |
| 12 | 60 |
| 14 | 70 |
| 16 | 80 |
| 18 | 90 |
| 20 | 100 |
| 22 | 110 |
| 25 | 125 |
| 28 | 140 |
| 32 | 160 |
横截面积计算
原始横截面积按钢筋公称直径计算:
$$S_0 = \frac{\pi d^2}{4}$$
常用公称直径对应的横截面积:
| 公称直径 $d$(mm) | 横截面积 $S_0$(mm²) |
| 8 | 50.27 |
| 10 | 78.54 |
| 12 | 113.10 |
| 14 | 153.94 |
| 16 | 201.06 |
| 18 | 254.47 |
| 20 | 314.16 |
| 22 | 380.13 |
| 25 | 490.87 |
| 28 | 615.75 |
| 32 | 804.25 |
| 36 | 1017.88 |
| 40 | 1256.64 |
计算步骤
1. 选择牌号:根据钢筋产品标牌选择对应牌号(HPB300 / HRB335 / HRB400 / HRB500 / HRB600)
2. 输入直径:输入钢筋公称直径 $d$(mm)
3. 计算横截面积:根据直径计算或直接输入原始横截面积 $S_0$(mm²)
4. 输入屈服力:根据试验曲线读取上屈服力 $F_{eH}$ 和下屈服力 $F_{eL}$(单位:kN)
5. 输入最大力:读取最大力 $F_m$(单位:kN)
6. 输入标距:输入原始标距 $L_0$(mm)和断后标距 $L_u$(mm)
7. 输入断后面积:颈缩处测量断后最小横截面积 $S_u$(mm²)
8. 查看判定:系统自动计算各项指标并与标准值比对,给出合格/不合格判定
试验条件
- 试验温度:10~35℃(仲裁试验:23±5℃)
- 夹持方式:应确保试件在夹具内不产生滑动,优先采用楔形夹具
- 拉伸速率:屈服前:应力速率 ≤ 60 MPa/s;屈服后:应变速率 0.00025/s~0.0025/s
- 原始标距:优先采用 $L_0 = 5d$;仲裁试验采用 $L_0 = 5d$ 或 $10d$
注意事项
- 明显屈服钢筋取下屈服强度 $R_{eL}$;无明显屈服钢筋应采用 $R_{p0.2}$(规定塑性延伸强度)
- 断后标距测量应精确至 0.25mm;断后横截面积应在缩颈最小处测量
- 试件断裂位置应在标距中部 1/3 范围内,否则结果仅作参考
- 实验室应定期校准万能试验机(力值示值误差 ≤ ±1%)
- 钢筋产品标准可能更新,应以当前有效版本为准