低屈服点钢在结构耗能减震中的应用

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1、万方数据万泽青，等：低屈服点钢在结构耗能减震中的应用低屈服点钢在结构耗能减震中的应用*万泽青刘平(扬州大学建筑科学与工程学院，江苏扬州225009)摘要：低屈服点钢的力学特点是屈服强度低，强度稳定，变形能力强。因此低屈服点钢的应用成为结构变形耗能的一个重要途径。对低屈服点钢在结构耗能减震中的应用现状进行介绍．提出低屈服点钢在弹性耗能结构中的应用方式。分析该弹性耗能铰的施工技术和耗能机理，为低屈服点钢的应用推广提供借鉴。关键词：低屈服点钢；滞回性能；软钢阻尼器；无粘结支撑；钢板剪力墙APPLICATIoNoFLOWYIELDPOlNTSTEELINSTRUCTUR

2、ALENERGYDISSIPATl0NWanZeqingLiuPing(CollegeofArchitecturalScienceandEngineeringofYangzhouUniversity，Yangzhou225009，China)ABSTRACT：Lowyieldpointsteelpossessesmanymechanicalpropertiessuchaslowyieldstrength，stabilityofstrength，strongdeformability．Hence，lowyield-pointsteelshaveimportanta

3、pplicationsinstructuralenergydissipation．Thepaperintroducestheresearchandapplicationsstatus．Aapplicationmodeoflowyieldpointsteelbarsinelasticstructuresispointedout．Theconstructiontechnologyandtheenergydissipationmechanismofelastichingedjointsareanalyzed．Thispapercouldbevaluableforthe

4、promotionofthelowyieldpointsteelsandengineeringpractice．KEYWORDS：lowyieldpointsteel；hystereticperformance；mildsteeldamper；unbondedbrace；steelplateshearwall1低屈服点钢概述“三水准、二阶段”的传统抗震设计方法，主要依靠结构构件屈服后的塑性变形和滞回耗能来耗散地震能量。这种设计的不足在于由于地震作用的随机性，其对结构的破坏程度可能会远远超出设计人员的预料，严重破坏的主体结构构件修复十分困难，修复费用也大大增加。为

5、了解决这一问题，工程抗震领域开始重视依靠消震阻尼装置的主动变形来吸收地震能量的耗能减震设计形式。用于制作抗震装置的低屈服点钢是钢铁产品中的“抗震大师”。经它加工的钢构件用在建筑上，可抗击8级以上地震波的侵袭。低屈服点钢的化学成分主要是纯铁，在化学组成上比普通低碳钢的碳含量及合金元素含量要低，精炼程度较高。低屈服点钢的力学特点是屈服强度低且相对稳定，屈强比较小，具有良好的抗低周疲劳性能，伸长率大，塑性变形能力较强。在进入塑性状态后具有良好的滞回特性，并在弹塑性滞回变形过程中能吸收大量的能量。表1列出了日本新日铁公司研制的低屈服点钢与普通低碳钢在力学性能上的比较结果

6、[1]。另外，低屈服点钢在焊接性能、抗火性能、施工方法、加工工艺以及耐久性等方面与普通的结构用钢具有相类似的特点。表1钢材的力学性能在地震载荷作用下，由低屈服点钢制作的减震装置首先发生屈服进入塑性阶段，利用良好的滞回性能吸收地震能量，避免结构主体和主要受力构件出现严重破坏，从而保护整个建筑的安全。2低屈服点钢的研究和应用现状低屈服点钢在结构耗能减震设计中主要是用于制作软钢阻尼器以及无粘结支撑、钢板剪力墙等耗能元件，相应技术在新建建筑的消能减震和已有建筑抗震性能提高方面都已有实际应用。2．1软钢阻尼器的开发和应用软钢阻尼器是结构被动控制中耗能减震装置的*国家自然科

7、学基金资助项目(50778157)。第一作者：万泽青，男，1980年出生，讲师。Email：zqwan900@126．com收稿日期；2009—09—29SteelConstruction．2010(2)，V01．25，No．13035万方数据科研开发一种，其减震机理为：在地震或风振等作用下，结构发生塑性变形前，软钢阻尼器首先进入屈服，利用金属本身的滞回特性耗散能量，从而达到减震的目的。低屈服点钢是制作软钢阻尼器的主要材料，目前主要有X型软钢阻尼器、三角形软钢阻尼器、开孔式软钢阻尼器、圆环软钢阻尼器等，与其他减震装置相比，软钢阻尼器具有构造简单、经济耐用、震后更

8、换方便和可靠性强等优点。