题目
从新进货的一批钢筋中抽样,并截取两根钢筋做拉伸试验,测得如下结果:屈服下限荷载分别为42.4 kN,41.5 kN ;抗拉极限荷载分别为62.0 kN,61.6 kN,钢筋公称直径为12 mm,标距为60 mm,拉断时长度分别为66.0 mm ,67.0 mm。 计算该钢筋的屈服强度,抗拉强度及伸长率
从新进货的一批钢筋中抽样,并截取两根钢筋做拉伸试验,测得如下结果:屈
服下限荷载分别为42.4 kN,41.5 kN ;抗拉极限荷载分别为62.0 kN,61.6 kN,钢
筋公称直径为12 mm,标距为60 mm,拉断时长度分别为66.0 mm ,67.0 mm。 计算该钢筋的屈服强度,抗拉强度及伸长率
题目解答
答案
解:钢筋的屈服强度

钢筋的抗拉强度

钢筋的伸长率

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解析
考查要点:本题主要考查钢筋力学性能指标(屈服强度、抗拉强度、伸长率)的计算方法,涉及荷载转换、横截面积计算及百分比计算。
解题核心思路:
- 屈服强度:取两根钢筋屈服荷载的平均值,除以横截面积。
- 抗拉强度:取抗拉极限荷载的平均值,除以横截面积。
- 伸长率:分别计算两根钢筋的伸长量百分比,再取平均值。
关键点:
- 单位统一:荷载需从kN转换为N,横截面积需用直径计算并转换为平方米。
- 平均值处理:屈服荷载和抗拉荷载需取平均后再计算强度。
- 伸长率公式:严格按“(断后标距−原始标距)/原始标距×100%”计算。
屈服强度计算
- 计算平均屈服荷载:
$F_s = \frac{42.4 \, \text{kN} + 41.5 \, \text{kN}}{2} = 41.95 \, \text{kN} = 41.95 \times 10^3 \, \text{N}$ - 计算横截面积:
$A = \pi \left( \frac{d}{2} \right)^2 = \pi \left( \frac{12 \, \text{mm}}{2} \right)^2 = 36\pi \, \text{mm}^2 = 36\pi \times 10^{-6} \, \text{m}^2$ - 计算屈服强度:
$\sigma_s = \frac{F_s}{A} = \frac{41.95 \times 10^3}{36\pi \times 10^{-6}} \approx 370 \, \text{MPa}$
抗拉强度计算
- 计算平均抗拉荷载:
$F_b = \frac{62.0 \, \text{kN} + 61.6 \, \text{kN}}{2} = 61.8 \, \text{kN} = 61.8 \times 10^3 \, \text{N}$ - 计算抗拉强度:
$\sigma_b = \frac{F_b}{A} = \frac{61.8 \times 10^3}{36\pi \times 10^{-6}} \approx 546 \, \text{MPa}$
伸长率计算
- 计算单根伸长率:
- 第一根钢筋:
$\delta_1 = \frac{66.0 \, \text{mm} - 60 \, \text{mm}}{60 \, \text{mm}} \times 100\% = 10\%$ - 第二根钢筋:
$\delta_2 = \frac{67.0 \, \text{mm} - 60 \, \text{mm}}{60 \, \text{mm}} \times 100\% \approx 11.67\%$
- 第一根钢筋:
- 取平均值:
$\delta = \frac{10\% + 11.67\%}{2} \approx 10.83\% \approx 10.9\%$