随着建筑抗震技术的发展及对抗震机理的深入分析,耗能减震成为抗震技术的一个发展趋势.低屈服点钢作为耗能抗震设计中主要部件的制作材料.
建筑物的抗震机理抗震设计主要是通过合理分配地震的惯性力和能量来减少地震对建筑结构的损害,实现抗震的目的。传统的建筑设计,通过建筑物柱梁的变形来吸收地震能量以实现抗震的目的。神户地震表明,传统的结构设计,其主要结构件的变形在震后很难修复,而且,采用当前的设计技术很难根据建筑物的重要性来控制其抗震性能.耗能减震技术是通过消能阻尼器吸收地震能量。地震时,这些耗能装置先于其它结构件承受地震载荷作用,并首先发生屈服,靠反复载荷滞后吸收地震能量,保护主体结构及建筑的安全。此类构件只是抗侧力构件的一个组成部分,其屈服耗能不会影响结构的承重能力。与其它减震材料相比,具有构造简单、经济耐用、震后更换方便和可靠性强等优点,既可用于新建筑物的抗震,也可用于旧建筑抗震能力的提高。所以抗震用钢除了目前广泛使用的结构抗震用抗震钢外,用于制作抗震构件的低屈服点钢(或称软钢)成为抗震用钢的新钢种.
低屈服点钢主要用于制作消能阻尼器,其抗震方式决定了钢的性能要求。地震中,要求消能阻尼器先于其它结构件承受地震载荷,在塑性区内发生反复变形。所以低屈服点钢必须具有很低的屈服点,并且屈服范围控制在很窄的范围内(一般为±20MPa),同时还要有良好的加工及焊接性能,并且具有良好的塑性,使其具有良好的变形能力。此外,抗震用钢在地震时承受反复的交变载荷,强震的持续时间一般在一分钟以内,振幅频率通常为1—3Hz,在100-200循环周次内造成建筑物的破坏,属于高应变低周疲劳,所以要求低屈服点钢必须具有良好的抗低周疲劳性能。
抗震用底屈服点钢的成分
牌号 |
C |
Si |
Mn |
P |
S |
N |
NB TI等 |
BLY100 |
≤0.01 |
≤0.05 |
≤0.30 |
≤0.025 |
≤0.015 |
≤0.006 |
选择增加 |
BLY160 |
≤0.05 |
≤0.10 |
≤0.40 |
≤0.025 |
≤0.015 |
≤0.006 |
选择增加 |
BLY225 |
≤0.10 |
≤0.10 |
≤0.50 |
≤0.025 |
≤0.015 |
≤0.006 |
选择增加 |
抗震用低屈服点钢的性能要求
牌号 |
RP0.2((MPa) |
Rm(MPa) |
A50 (%) |
YR(%) |
O℃冲击功(J) |
BLY100 |
80-120 |
200-300 |
≥50 |
≤60 |
≥27 |
BLY160 |
140-180 |
220-320 |
≥45 |
≤80 |
≥27 |
BLY225 |
205-245 |
300-400 |
≥40 |
≤80 |
≥27 |