《擺錘敲入法檢測鋼材強度技術規(guī)程》

T/CECSXXX-20XX

中國工程建設標準化協(xié)會標準

擺錘敲入法檢測鋼材強度技術規(guī)程

Technicalspecificationfortestingstrengthofsteelbypendulumbob

knocking-inresistancemethod

（征求意見稿）

中國計劃出版社

目次

1總則……………1

2術語和符號……………………2

2.1術語…………2

2.2符號…………2

3檢測儀器………………………3

3.1儀器及性能…………………3

3.2核查與校準…………………4

4檢測技術………………………6

4.1一般規(guī)定……………………6

4.2擺錘敲入檢測………………6

5鋼材屈服強度計算及推定……………………8

附錄A擺錘敲入法檢測鋼材屈服強度記錄表…………………9

附錄B鋼材專用測強曲線制定方法…………10

附錄C檢測報告………………12

本規(guī)程用詞說明………………13

引用標準目錄…………………14

附：條文說明…………………15

Contents

1GeneralProvisions………………1

2TermsandSymbols……………2

2.1Terms………………………2

2.2Symbols……………………2

3TestingInstruments……………3

3.1InstrumentsandPerformance………………3

3.2VerificationandCalibration…………………4

4TestingTechnology………………6

4.1GeneralRequirements………6

4.2TestingbyPendulumBobKnocking-inResistance…………6

5CalculationandinferenceofYieldStrengthforSteel……………8

AppendixATestingRecordTableforyieldStrengthofSteel……

9

AppendixBMethodofFormulatingforSpecialCurveofTestingStrengthfor

Steel………………10

AppendixCTestingReport……………………11

ExplanationofWordinginThisSpecification……12

ListofQuotedStandards…………13

Addition:ExplanationofProvisions……………14

1總則

1.0.1為了規(guī)范使用擺錘敲入法檢測鋼材屈服強度技術，保證工程現(xiàn)場檢測的質(zhì)

量，制定本規(guī)程。

1.0.2本規(guī)程適用于工程結(jié)構(gòu)中鋼材屈服強度的現(xiàn)場無損檢測，不適用于遭受火

災、疲勞荷載后鋼材的現(xiàn)場無損檢測。

1.0.3擺錘敲入法檢測鋼材屈服強度除應符合本規(guī)程外，尚應符合國家現(xiàn)行有關

標準的規(guī)定。

1

2術語和符號

2.1術語

2.1.1擺錘敲入法檢測testbypendulumbobknocking-inresistancemethod

擺錘敲入儀錘頭自由下擺將測釘敲入鋼材中，依據(jù)測釘?shù)那萌肷疃葋硗贫ㄤ?/p>

材屈服強度的檢測方法。

2.1.2構(gòu)件member

組成房屋整體結(jié)構(gòu)的基本單元，以一層高、一自然間的一軸線為一個構(gòu)件。

2.1.3檢驗批inspectionlot

鋼材牌號相同，由一定數(shù)量構(gòu)件構(gòu)成的檢測對象。

2.1.4測點testpoint

在構(gòu)件上按檢測方法要求布置的若干個檢測點。

2.1.5測孔pinhole

擺錘敲入法檢測后，在鋼材上所留下的孔。

2.1.6鋼材屈服強度換算值conversionvalueofsteelyieldstrength

依據(jù)測釘敲入鋼材的深度，通過測強曲線計算得到的鋼材屈服強度值。

2.2符號

di——鋼材第i個測點的敲入深度值；

m——第j個構(gòu)件鋼材的敲入深度平均值；

j

——第j個構(gòu)件的鋼材屈服強度換算值；

?

y,?

?——鋼材屈服強度推定值；

?

y,e

?——同批構(gòu)件中鋼材屈服強度換算值的最小值。

?

?y,min

2

3檢測儀器

3.1儀器及性能

3.1.1擺錘敲入法檢測儀器應包括擺錘敲入儀和深度測量表。

3.1.2擺錘敲入儀（圖3.1.2）應包括錘頭、擺桿、懸臂、豎板、測釘、測釘座、

調(diào)節(jié)螺絲、水準泡、激發(fā)桿、把手等組件。

圖3.1.2擺錘敲入儀構(gòu)造示意圖

1－錘頭；2－擺桿；3－軸承；4－懸臂；5－豎板；6－測釘；

7－測釘座；8－激發(fā)桿；9－水準泡；10－調(diào)節(jié)螺絲；11－限位銷；12－把手

3.1.3擺錘敲入儀和深度測量表應具有產(chǎn)品合格證及經(jīng)校準后符合測試要求的校

準證書。

3.1.4擺錘敲入儀應符合下列技術要求：

1錘頭質(zhì)量應為（2±0.02）kg；

2擺桿直徑應為（10±0.1）mm；

3軸承中心到錘頭中心的距離應為（223±2）mm；

4擺動角度應為（175±1）°；

5當將擺錘敲入儀水平向固定于支架上時，錘頭自由擺動的最大速度不應小于1.94m/s。

3.1.5深度測量表（圖3.1.5）的最大量程不應小于16.00mm，測量表的分度值不

應大于0.02mm。

3

1

2

73

4

5

6

圖3.1.5深度測量表示意圖

1-深度測量表；2-保持鍵；3-清零鍵；4-開關；5-扁頭；6-尖測針；7-測量單位選擇鍵

3.1.6測釘宜采用工具鋼，其洛氏硬度HRC宜為60±2，并應符合下列規(guī)定：

1測釘細端應為半球面，半球的直徑為（2.00±0.03）mm，細端總長度應為

3.00mm；

2測釘過渡段長度應為4.00mm；

3測釘粗端長度應為53.00mm，直徑應為（6.00±0.06）mm。

3.1.7用于檢驗測釘長度的量規(guī)，其量規(guī)槽長度為（59.70～59.80）mm。

3.1.8測釘和量規(guī)的幾何尺寸可由檢測單位自行測量核查。以10根測釘為一批次，

隨機抽取1根進行測量，不足10根按一個批次計。抽取的測釘都合格時，則該

批次測釘合格；否則應逐根核查測釘?shù)膸缀纬叽纾x取合格的測釘使用。

3.1.9深度測量表使用的環(huán)境溫度應為-4℃～40℃。

3.2核查與校準

3.2.1使用擺錘敲入儀前應對其進行核查，并符合下列規(guī)定：

1將擺錘敲入儀水平固定于支架上時，錘頭自頂部自由下擺后的持續(xù)擺動時

間不應少于2min；

2擺錘敲入儀軸承中心到錘頭中心的距離應為（223±2）mm；

3測釘應無彎曲且細端的球直徑應為（2.00±0.03）mm。

3.2.2擺錘敲入儀應由校準機構(gòu)進行校準，校準周期宜為3年。

3.2.3當出現(xiàn)下列情況之一時，應對擺錘敲入儀進行校準：

1新儀器啟用前；

4

2達到校準周期；

3更換主要零件或?qū)x器進行過調(diào)整；

4檢測數(shù)據(jù)異常；

5將擺錘敲入儀水平固定于支架上，錘頭自頂部自由下擺后的持續(xù)擺動時間

少于2min時。

3.2.4擺錘敲入儀的校準應符合本規(guī)程第3.1.4條第5款的要求。

3.2.5深度測量表應經(jīng)計量部門檢定合格。

5

4檢測技術

4.1一般規(guī)定

4.1.1用擺錘敲入法檢測的鋼材應符合下列規(guī)定：

1鋼材應符合《碳素結(jié)構(gòu)鋼》GB/T700、《低合金高強度鋼》GB/T1591

的要求；

2表面應清潔、平整；

3鋼材厚度不應小于4mm；

4曲率半徑不宜小于150mm；

5.屈服強度應為195MPa～400MPa。

4.1.2檢測鋼材屈服強度時，委托單位宜提供下列資料：

1建設單位、設計單位、施工單位名稱；

2工程名稱、結(jié)構(gòu)類型及工程圖紙；

3鋼材種類；

4施工建造日期；

5檢測原因。

4.1.3鋼材屈服強度的檢測，可按單個構(gòu)件或按檢驗批抽樣進行檢測。按檢驗批

抽樣檢測時，一個檢驗批抽樣數(shù)不應少于6個構(gòu)件。當一個檢驗批不足6個構(gòu)件

時，應對每個構(gòu)件進行檢測。

4.1.4構(gòu)件上測點的布置應符合下列規(guī)定：

1應沿構(gòu)件軸線、在構(gòu)件支座附近或設有加勁板的部位布置，避免構(gòu)件因擺

錘敲入檢測而出現(xiàn)顫抖現(xiàn)象；

2所測構(gòu)件上應布置12個測點，兩相鄰測點間的距離不宜小于100mm，測

點與構(gòu)件邊緣的距離不宜小于5mm。當有浮銹、防腐涂層或表面不平時，應對

表面進行打磨。

4.2擺錘敲入檢測

4.2.1擺錘敲入法檢測應按下列程序操作：

1將錘頭提至頂部，測釘插入豎板上的測釘座中，測釘細端朝被測構(gòu)件，測

6

釘座對準被測鋼材。

2將擺錘敲入儀的豎板緊貼在構(gòu)件上，使豎板處于鉛直位置；當構(gòu)件本身不

完全鉛直時，可調(diào)整擺錘敲入儀上的調(diào)節(jié)螺絲，使水準泡居中，以保證豎板處于

鉛直位置。

3緊壓擺錘敲入儀的把手，確認水準泡居中，并確保錘頭下擺不會傷及檢測

人員自身安全的前提下，拇指壓激發(fā)桿，使錘頭自由下擺，將測釘敲入鋼材中。

4.2.2當檢測過程中擺錘敲入儀出現(xiàn)滑動時，檢測無效，并應重新選定測點進行

補測。

4.2.3測釘敲入深度的測量應按下列程序操作：

1開啟深度測量表，將其置于平整量塊上（圖4.2.3），當扁頭端面和平整量塊

表面重合時，再將深度測量表的示值調(diào)為零。

2將測釘從鋼材中拔出。

1

2

圖4.2.3深度測量表示意圖

1-深度測量表；2-鋼制平整量塊

3將深度測量表的尖測針對準測孔，使深度測量表扁頭緊貼被測鋼材，并保

持測量表垂直于被測鋼材的表面，從測量表中讀取顯示值di并記錄，精確至

0.02mm。擺錘敲入法檢測鋼材屈服強度的記錄可采用本規(guī)程附錄A的記錄表。

7

5鋼材屈服強度計算及推定

5.0.1計算第j個構(gòu)件鋼材的敲入深度平均值時，應先剔除12個測量值中的1個

最大值和1個最小值，按下式計算：

1n

md（）

ji5.0.1

10i1

式中：m——第j個構(gòu)件鋼材的敲入深度平均值(mm)，精確至0.02mm；

j

di——鋼材第i個測點的敲入深度值(mm)，精確至0.02mm。

5.0.2第j個構(gòu)件鋼材的屈服強度換算值應按下式計算：

（5.0.2）

??1.20

y,??

式中：——第j個構(gòu)件鋼材?的=屈3服24強?度換算值(MPa)，精確至5MPa。

?

y,?

5.0.3當?按式（5.0.2）計算所得鋼材屈服強度換算值小于195MPa或大于400.0MPa

時，不宜給出具體換算值，可僅給出換算值小于195.0MPa或大于400.0MPa的

范圍。

5.0.4當需要制定某項目的專用測強曲線時，其測強曲線的制定應符合本規(guī)程附

錄B的規(guī)定。

5.0.5鋼材屈服強度的推定，應符合下列規(guī)定：

1當按單個構(gòu)件檢測時，鋼材屈服強度推定值應按下式計算：

（5.0.5-1）

??

y,ey,j

式中：——鋼材屈服強度?推=定?值(MPa)；

?

y,e

?——第j個構(gòu)件鋼材屈服強度換算值(MPa)，精確至5MPa。

?

y,j

2當?按批抽檢時，檢驗批鋼材屈服強度推定值應按下式計算：

（5.0.5-2）

??

y,ey,min

式中：——同批構(gòu)件中?鋼=材?屈服強度換算值的最小值(MPa)，精確至5MPa。

?

y,min

5.0.6擺?錘敲入法所推定的鋼材屈服強度對應于厚度不大于16mm時的強度值；

8

當需要獲得準確鋼材屈服強度時，宜通過從結(jié)構(gòu)中截取試件，對試件進行力學

性能試驗，確定鋼材屈服強度。

5.0.7擺錘敲入法檢測鋼材屈服強度報告可按本規(guī)程附錄C的格式編寫。

9

附錄A擺錘敲入法檢測鋼材屈服強度記錄表

表A擺錘敲入法檢測鋼材屈服強度記錄表

共頁第頁

工程名稱：構(gòu)件部位：

檢測儀器型號及編號：構(gòu)件表面狀況：

鋼材的種類：施工建造日期：

環(huán)境溫度：檢測依據(jù)：

敲入深度（）敲入深度（）

序號dimm序號dimm

17

28

39

410

511

612

備注計算鋼材的敲入深度平均值時，去掉12個測點中的1個最大值和1個最小值

110

第j個構(gòu)件鋼材的敲入深度平均值md

2，j2,i

10i1

第j個構(gòu)件鋼材的強度換算值

??1.20

?y,?=324??=

檢測：記錄：校核：檢測日期：

10

附錄B鋼材專用測強曲線制定方法

B.0.1宜選取Q195、Q235、Q345、Q390等4個強度等級的鋼材，每一品種的同

批鋼材，應制作3個25mm×tmm×500mm的鋼板條試件，厚度t宜4～16mm。

試件的截取應符合現(xiàn)行國家標準《鋼及鋼產(chǎn)品力學性能試驗取樣位置及試樣制

備》GB/T2975的要求。

B.0.2對鋼板條試件進行檢測和試驗時，應符合下列規(guī)定：

1將試件豎向置于表面平整的承重墻上，試件與墻面間不得有縫隙，按本規(guī)

程第4章的要求，對鋼板條試件進行擺錘敲入檢測。擺錘敲入檢測時，測點應布

置在鋼板條試件兩端（即鋼材拉伸試驗的夾持部位），每端各檢測6個測點，共

檢測12個測點，去掉12個測點中的1個最大值和1個最小值，將其余10個敲

入深度平均值作為代表值m（mm），精確至0.02mm。

2按現(xiàn)行國家標準《金屬材料拉伸試驗第1部分：室溫試驗方法》GB/T

228.1的要求，對鋼板條試件進行鋼材拉伸試驗。鋼材屈服強度應按式（B.0.2）

計算，精確至5MPa。

（B.0.2）

?

式中：——鋼材屈服強度(M?Pya=)，?精?確至5MPa；

??——破壞荷載（N）；

bF——試件寬度(mm)；

t——試件厚度(mm)。

B.0.3專用測強曲線的計算應符合下列規(guī)定：

1專用測強曲線的回歸方程式：

應按每個試件的鋼材屈服強度和對應鋼材的敲入深度平均值m數(shù)據(jù)，采用

最小二乘法進行計算。??

2回歸方程式宜采用下式：

fym（B.0.3）

式中：、——測強曲線回歸系數(shù)；

11

m——敲入深度平均值（mm）；

——第j組鋼材試件強度換算值(MPa)。

?

y,j

B.0.4測強曲?線的平均相對誤差不應大于18%，相對標準差不應大于20%。平均

相對誤差和相對標準差按下式計算：

nc

1fy，j

（）

m1100B.0.8-1

nj1fy，j

nfc

1y,j2（）

er(1)100B.0.8-2

n1j1fy,j

式中：m——鋼材屈服強度換算值相對于實測鋼材屈服強度值的平均相對誤差

（%），精確至0.1；

er——鋼材屈服強度換算值相對于實測鋼材屈服強度值的平均相對標準

差（%）精確至0.1；

——第j組鋼材試件強度換算值(MPa)，精確至5MPa。

?

y,j

?——第j組鋼材試件強度平均值(MPa)，精確至5MPa。

?ny,j——用于建立測強曲線的鋼材試件組數(shù)。

12

附錄C檢測報告

C.0.1檢測報告宜包括下列內(nèi)容：

1委托單位、設計單位及施工單位名稱；

2建筑工程概況，包括工程名稱、結(jié)構(gòu)類型、規(guī)模、施工日期、現(xiàn)狀及結(jié)構(gòu)

平面圖；

3檢測原因；

4檢測項目、檢測方法、檢測數(shù)量及檢測依據(jù)；

5鋼材屈服強度推定值，匯總結(jié)果、檢測結(jié)論；

6出具報告的單位名稱，主檢、審核及批準人員簽字；

7檢測及出具報告的日期。

C.0.2其他需要說明的事項；對于無法用文字表述清楚的內(nèi)容，應附簡圖。

13

本規(guī)程用詞說明

1為便于在執(zhí)行本規(guī)程條文時區(qū)別對待，對要求嚴格程度不同的用詞說明如

下：

1）表示很嚴格，非這樣做不可的：

正面詞采用“必須”，反面詞采用“嚴禁”；

2）表示嚴格，在正常情況下均應這樣做的：

正面詞采用“應”，反面詞采用“不應”或“不得”；

3）表示允許稍有選擇，在條件許可時首先應這樣做的：

正面詞采用“宜”，反面詞采用“不宜”。

4）表示有選擇，在一定條件下可以這樣做的，采用“可”。

2條文中指明應按其他有關標準執(zhí)行的寫法為，“應符合……規(guī)定”或“應

按……執(zhí)行”。

14

引用標準目錄

1《鋼及鋼產(chǎn)品力學性能試驗取樣位置及試樣制備》GB/T2975

2《金屬材料拉伸試驗第1部分：室溫試驗方法》GB/T228.1

3《碳素結(jié)構(gòu)鋼》GB/T700

4《低合金高強度鋼》GB/T1591

15

中國工程建設協(xié)會標準

擺錘敲入法檢測鋼材強度技術規(guī)程

T/CECS***:2020

條文說明

16

目次

1總則…………..22

3檢測儀器……………………23

3.1儀器及性能………..………………............23

3.2核查與校準………………….................24

4檢測技術……………………25

4.1一般規(guī)定…………………25

4.2擺錘敲入檢測……………………..........26

5鋼材屈服強度計算及推定………………….27

17

1總則

1.0.1鋼結(jié)構(gòu)中鋼材屈服強度是新建工程質(zhì)量事故和既有建筑物鑒定的重要數(shù)據(jù)

基礎，科學準確地檢測鋼材屈服強度至關重要。擺錘敲入法是一種根據(jù)擺錘將測

釘敲入鋼材中的深度確定鋼材屈服強度的原位無損檢測方法，操作簡單、檢測快

捷、檢測結(jié)果精度較高，受人為影響因素小，具有比較廣闊的應用前景。

1.0.2當鋼材遭受火災時，相當于鋼材經(jīng)過了熱處理，敲入的深度將會受到影響，

從而不再適用已建立的鋼材測強曲線。因此，擺錘敲入法檢測技術不適用于火災

后的鋼材屈服強度檢測。

1.0.3正常情況下，鋼材屈服強度的檢驗和評定應按國家現(xiàn)行標準執(zhí)行，不允許

用本規(guī)程取代制作試件的規(guī)定。但是，當工程中所用鋼材屈服強度不符合相關標

準規(guī)范的要求或?qū)ζ溆袘岩?，以及對既有建筑進行檢測鑒定時，可按本規(guī)程進行

檢測，并作為鋼材屈服強度檢測的依據(jù)。

18

3檢測儀器

3.1儀器及性能

3.1.1、3.1.2擺錘敲入儀是通過測釘敲入構(gòu)件的深度推定構(gòu)件材料強度的一種新

型檢測儀器。擺錘敲入儀主要由錘頭、擺桿、懸臂、豎板、測釘、測釘座、調(diào)節(jié)

螺絲、水準泡、激發(fā)桿等組成。深度測量表是用數(shù)顯式百分表改制而成，精度高

且可靠耐用。為了準確地測定敲入的深度，擺錘敲入儀測釘敲入部分的直徑為

2mm，深度測量表測針的尖端較細，可滿足深度測量要求。

3.1.3擺錘敲入儀在使用前，應由校準機構(gòu)對其進行校準，校準結(jié)果應符合本規(guī)

程的技術要求。擺錘敲入儀為計量儀器，應在其明顯位置標注名稱、型號、制造

廠名、生產(chǎn)日期及出廠編號。

3.1.4擺錘敲入儀的敲入能量是通過錘頭自由下擺的擺動獲得的。錘頭的重量、

擺桿的長度、軸承到錘頭中心的距離等性能指標決定了敲入能量的大小。通過試

驗確定敲入能量為8.80J是較為合適的，如果能量較小，其相應敲入深度小，不

同強度的材料，敲入深度不易被拉開；如果能量過大，同時考慮到檢測人員安全

操作的需要，不能通過加長擺桿的長度，只能增加錘頭的重量，從而引起擺錘敲

入時離心力的增加，這樣就難以滿足檢測時一個人對擺錘敲入儀操控的需要。

擺錘敲入儀的擺動角度為175°，是考慮在不借助外力的作用下擺錘便可自

由下擺，從而確保擺錘敲入儀具有固定的敲入能量。當擺錘敲入儀經(jīng)長時間的使

用，有可能阻尼增大，測量自由擺動速度的目的是保證其敲擊時能量不變。

3.1.6工具鋼具有硬度高，且其韌性、耐磨性和耐熱性均較好，是制作測釘?shù)睦?/p>

想材料。測釘?shù)男螤詈蛶缀纬叽缡峭ㄟ^試驗確定的，測釘?shù)募毝藶榍萌攵耍捎?/p>

鋼材屈服強度高，當細端為尖頭時，測釘易變鈍而成園弧面，經(jīng)優(yōu)化后，測釘細

端應為球面，球的直徑為2.00mm，細端總長度應為3.00mm。過渡段與粗端的

設計主要是為了增強測釘?shù)膭偠?，提高測釘?shù)闹貜褪褂么螖?shù)。當測釘?shù)膸缀纬叽?/p>

和公差不能滿足本規(guī)程要求時，將影響檢測結(jié)果的精度。

3.1.7環(huán)境溫度異常時，對深度測量表的性能有影響，故規(guī)定了其使用環(huán)境溫度

應為-4℃~40℃。

19

3.2核查與校準

3.2.1為便于檢測單位對有效期內(nèi)的擺錘敲入儀進行自校，可制作擺錘敲入儀自

校用的支架。支架由1塊尺寸為400mm×240mm×10mm的鋼板和2根高350mm、

寬200mm、直徑不小于14mm的“U”形鋼筋焊接而成，2根“U”形鋼筋間距

為200mm。自校時，將擺錘敲入儀放在支架上，固定擺錘敲入儀和激發(fā)桿，將

錘頭提至最高處，使錘頭自由下擺，擺錘自由擺動一個周期為一次，當擺錘自由

擺動的時間少于2min時，應對儀器維修、調(diào)試，并重新進行校準。

3.2.2儀器的校準是為了保證儀器的檢測狀態(tài)滿足擺錘敲入儀的技術要求。只有

統(tǒng)一儀器的性能，才能適用規(guī)程所建立的測強曲線，才能保證檢測結(jié)果的可靠性，

才能在同一水平上進行比較。由于儀器在使用中，軸承轉(zhuǎn)動時的摩擦力會隨著儀

器的使用次數(shù)、油的粘度變化而發(fā)生變化，因此規(guī)程規(guī)定了定期校準的要求。

3.2.3當更換或調(diào)整儀器的主要零件時，軸承到錘頭中心的距離、擺動角度等技

術指標會發(fā)生變化，因此，在更換主要零件或?qū)x器進行調(diào)整時應進行校準。

將擺錘敲入儀水平置于支架上，測試其自由擺動的持續(xù)時間是為了驗證擺錘

自由下擺時的阻尼。經(jīng)理論計算和實際測試，擺錘敲入儀自由擺動的周期約為

1s，自由擺動的持續(xù)時間不少于2min，即自由擺動的次數(shù)不少于120次。

擺錘敲入儀其重量是恒定的，不像回彈儀、貫入儀依靠彈簧拉伸或壓縮來

提供能量，而彈簧是隨著使用的次數(shù)，其剛度會降低。當擺錘敲入儀錘頭缺損或

銹蝕嚴重，有可能導致質(zhì)量