屈服點
| 屈服點 |
鋼材或試樣在拉伸時，當應力超過彈性極限，即使應力不再增加，而鋼材或試樣仍繼續發生明顯的塑性變形，稱此現象為屈服，而產生屈服現象時的最小應力值即為屈服點。隨着建築物抗震技術的發展及對抗震機理的深入分析，消能抗震成為建築物抗震技術的一個發展趨勢。低屈服點鋼作為消能抗震設計中主要部件的製作材料，其研製、發展自20 世紀90 年代以來受到廣泛關注，並在鋼種的研製和工程應用方面取得顯著進展。
目錄
簡介
具有屈服現象的金屬材料，試樣在拉伸過程中力不增加（保持恆定）仍能繼續伸長時的應力，稱屈服點。若力發生下降時，則應區分上、下屈服點。屈服點的單位為N/mm²（MPa）。地球上每年都有大量的地震發生，給人類的生命和財產造成了巨大損失。為了降低地震帶來的損失，研究人員在建築物抗震方面作了大量研究工作。隨着建築物抗震技術的發展及對抗震機理的深入分析，消能抗震成為建築物抗震技術的一個發展趨勢。低屈服點鋼作為消能抗震設計中主要部件的製作材料，其研製、發展自20 世紀90 年代以來受到廣泛關注，並在鋼種的研製和工程應用方面取得顯著進展。通常的結構抗震用鋼除了要求具有高的強度和良好的塑性外，還要考慮鋼的應變時效敏感性、脆性轉變溫度、低周疲勞抗力和焊接等性能。低屈服點鋼主要用於製作消能阻尼器，其抗震方式決定了鋼的性能要求。地震中，要求消能阻尼器先於其他結構件承受地震載荷，在塑性區內發生反覆變形、吸收地震能量，從而實現抗震的目的。所以低屈服點鋼必須具有很低的屈服點並且屈服範圍控制在很窄的範圍內，同時還要有良好的加工及焊接性能，並且具有良好的塑性，從而具有良好的變形能力。此外，抗震用鋼在地震時承受反覆的交變載荷。強震的持續時間一般在1min 以內，振幅頻率通常1~3Hz，在100~200 循環周次內造成建築物的破壞，屬於高應變低周疲勞。所以要求低屈服點鋼必須具有良好的抗低周疲勞性能。
評價
低屈服點鋼主要用於製作抗震用消能阻尼器(energydissipation damper), 也有文獻稱之為耗能阻尼器或者抗震設施(seismic control devices)、消能構件或加勁阻尼裝置(ADAS,added dampingandstiffness)等，或將消能減震稱之為耗能減震。傳統的抗震設計，依靠建築物柱樑的變形來吸收地震能量，其主要結構件的變形在震後很難修復。而消能阻尼器利用自身的反覆變形吸收地震能量，有效保護了主體建築的安全，並且這些阻尼器構件只是抗側力構件的一個組成部分，其屈服耗能不會影響結構的承重能力。與其他減震材料相比，具有構造簡單、經濟耐用、震後更換方便和可靠性強等優點，既可用於新建築物的抗震，也可用於舊建築抗震能力的提高。目前採用低屈服點鋼製作的無約束柱、鋼剪力牆、各種類型的減震阻尼器和其他抗震設施在以日本為代表的很多國家得到廣泛推廣，並產生了大量相關的抗震設計技術。研究顯示，無約束柱的芯部包含鋼管和砂漿以防止變形並對拉壓應力具有穩定的回覆特性。全尺寸、大容量的無約束柱試驗已經證實了其回復特性及應力分布、二次彎矩效應和鋼管的安全性。用超高強度鋼和超低屈服點鋼製作的無約束柱已經用於製作新型的抗震結構件。例如使用低屈服點鋼生產的彈塑性滯後型剪力鋼牆在大變形條件下能充分保持穩定，可以作為高韌性構件用於建築物的消能抗震。Chen 等研究了低屈服點鋼剪力牆的周期性行為。在低屈服點鋼剪力牆系統中，採用低屈服點鋼板作鋼護板，傳統的結構鋼用作邊部框架，在交變載荷下進行了系列試驗研究，並測試低屈服點鋼剪力牆的剛性、強度、變形能力及消能作用。[1]